CN117062858A - 连接膜和连接结构体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能得到基于激光照射的芯片部件的优异的着落性的连接膜和连接结构体的制造方法。连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，使用了压入试验装置的动态粘弹性试验在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为0.2～60MPa。此外，还含有膜形成树脂、热固性树脂、固化剂以及无机填料，固化后的依据JIS K7244在拉伸模式下测定出的温度30℃下的储能弹性模量为0.1GPa以上。由此，能得到基于激光照射的芯片部件的优异的着落性。
Description
技术领域
本技术涉及一种使芯片部件与基板连接的连接膜和连接结构体的制造方法。本申请以2021年3月26日在日本申请的日本专利申请号特愿2021－054274和2022年3月23日在日本申请的日本专利申请号特愿2022－047405为基础主张优先权，这些申请通过参照而被援引于本申请。
背景技术
近年来，作为LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)、OLED(Organic LightEmitting Diode：有机发光二极管)的下一代显示器，微型LED的开发活跃。作为微型LED的技术问题，需要将微型尺寸的LED安装于面板基板的被称为巨量转移的技术，在各处进行了研究。
作为巨量转移的当前主要的方式，有使用印章材料向面板基板侧移送LED的方法。图15是示意性地表示印章方式的巨量转移的图。在印章方式中，如图15的A和图15的B所示，将LED101从转印材料102转印到印章材料103并拾取，如图15的C和图15的D所示，在面板基板104的连接膜105上粘贴LED101。然而，使用印章材料的方法中，LED101的间距取决于印章材料103的图案，设计的自由度低，芯片转印率也低，非常耗时，因此不适于量产。
因此，现在引人注目的是，使用了激光的芯片配置方法(例如，参照专利文献1至4)。图16是示意性地表示激光方式的巨量转移的图。在激光方式中，如图16的A和图16的B所示，将LED111从转印材料112转印到离型(release)材料113并拾取，如图15的C所示，向离型材料113照射激光而使LED111着落于面板基板114的连接膜115上。利用激光方式的芯片转印与印章材料相比，设计的自由度高，芯片移送生产节拍非常快。
然而，在使用了激光的芯片配置方法中，将LED弹飞，以非常快的速度着落于面板基板侧，因此例如如图16的D所示，有时LED会发生偏移、变形、脱落、破坏等，引起不良。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020－096144号公报
专利文献2：日本特开2020－145243号公报
专利文献3：日本特开2019－176154号公报
专利文献4：日本特开2020－053558号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本技术是鉴于这样的现有的实际情况而提出的，提供一种能得到基于激光照射的芯片部件的优异的着落性的连接膜和连接结构体的制造方法。
用于解决问题的方案
本技术的连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，使用了压入试验装置的动态粘弹性试验在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下。
本技术的连接膜基板具备上述的连接膜和对激光具有透射性的基材。
本技术的连接结构体的制造方法具有：着落工序，使设于对激光具有透射性的基材的芯片部件与布线基板上的连接膜对置，从所述基材侧照射激光，使所述芯片部件着落于所述连接膜上；以及连接工序，使所述芯片部件与所述布线基板连接，所述连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下。
本技术的连接结构体的制造方法具有：着落工序，使设于对激光具有透射性的基材的芯片部件的电极面的连接膜与布线基板对置，从所述基材侧照射激光，使所述芯片部件经由所述连接膜着落于所述布线基板上；以及连接工序，使所述芯片部件与所述布线基板连接，所述连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下。
发明效果
根据本技术，能得到优异的冲击吸收性，因此能得到芯片部件的优异的着落性。
附图说明
图1是示意性地表示使设于基材的发光元件与布线基板上的各向异性导电膜对置的状态的剖视图。
图2是表示对置后的发光元件和布线基板上的连接膜的放大图。
图3是示意性地表示从基板侧照射激光，使发光元件转印并排列于布线基板的规定位置的状态的剖视图。
图4是示意性地表示在布线基板安装了发光元件的状态的剖视图。
图5是示意性地表示使设于基材的各向异性导电膜与布线基板对置的状态的剖视图。
图6是示意性地表示从基板侧照射激光，使各向异性导电膜的单片转印并排列于布线基板的规定位置的状态的剖视图。
图7是示意性地表示使设于基材的发光元件与布线基板上的各向异性导电膜对置的状态的剖视图。
图8是示意性地表示从基板侧照射激光，使发光元件转印并排列于布线基板的规定位置的状态的剖视图。
图9是示意性地表示在布线基板的规定位置排列的单片上安装了发光元件的状态的剖视图。
图10是示意性地表示从基板侧照射激光，使各向异性导电膜的单片按电极单元转印并排列于布线基板上的状态的剖视图。
图11是示意性地表示使设于基材的发光元件与按电极单元转印并排列于布线基板上的单片对置的状态的剖视图。
图12是示意性地表示从基板侧照射激光，使发光元件着落并排列于对应的电极上的单片的状态的剖视图。
图13是示意性地表示在布线基板的单片上安装了发光元件的状态的剖视图。
图14是示意性地表示使设于发光元件的电极面的连接膜与布线基板对置的状态的剖视图。
图15是示意性地表示印章方式的巨量转移的图。
图16是示意性地表示激光方式的巨量转移的图。
具体实施方式
以下，参照附图按下述顺序对本技术的实施方式详细地进行说明。
1.连接膜。
2.连接结构体的制造方法。
3.第一实施例。
4.第二实施例。
＜1.连接膜＞
本实施方式的连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，使用了压入试验装置的动态粘弹性试验在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下。由此，能得到优异的冲击吸收性，因此能抑制芯片部件的偏移、变形、破坏、脱落等不良的产生，提高基于激光照射的芯片部件的转印率。
橡胶成分只要是缓冲性(冲击吸收性)高的弹性体就没有特别限定，作为具体例，例如可列举出：丙烯酸橡胶、硅橡胶、丁二烯橡胶、聚氨酯树脂(聚氨酯系弹性体)等。其中，橡胶成分优选为选自丙烯酸橡胶、硅橡胶中的一种以上。橡胶成分的含量可以为1～100wt％，在含有热固性树脂、热塑性树脂等的情况下的橡胶成分的含量优选为1～20wt％，更优选为2～10wt％。
连接膜的A型硬度计硬度为20～40，优选为20～35，更优选为20～30。在A型硬度计硬度过高的情况下，存在连接膜过硬而容易产生芯片部件的变形、破坏等不良的倾向，在A型硬度计硬度过低的情况下，存在连接膜过软而容易产生芯片部件的偏移等不良的倾向。连接膜的A型硬度计硬度可以依据JIS K6253，使用A型硬度计以橡胶硬度(日本工业标准JIS－A硬度)进行测定。
连接膜的使用了压入试验装置的动态粘弹性试验在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下，优选为30MPa以下，更优选为10MPa以下。在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量过高的情况下，存在无法吸收因激光照射而高速弹出的芯片部件的冲击，芯片部件的转印率降低的倾向。就温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量而言，可以使用压入试验装置，例如使用直径100μm的平冲头，将目标压入深度设为1μm，扫描频率1～200Hz的范围进行测定。
此外，连接膜还含有膜形成树脂、热固性树脂、固化剂以及无机填料，固化后的依据JIS K7244的拉伸模式下测定的温度30℃下的储能弹性模量优选为100MPa以上，进一步优选为2000MPa以上。在温度30℃下的储能弹性模量过低的情况下，存在无法得到良好的导通性，连接可靠性也降低的倾向。温度30℃下的储能弹性模量可以依据JIS K 7244，以使用粘弹性试验机(振动子：vibron)的拉伸模式，例如在频率11Hz、升温速度3℃/min的测定条件下进行测定。
作为含有膜形成树脂、热固性树脂以及固化剂的热固化型粘合剂，没有特别限定，例如可列举出：包含环氧化合物和热阴离子聚合引发剂的热阴离子聚合型树脂组合物、包含环氧化合物和热阳离子聚合引发剂的热阳离子聚合型树脂组合物、包含(甲基)丙烯酸酯化合物和热自由基聚合引发剂的热自由基聚合型树脂组合物等。需要说明的是，(甲基)丙烯酸酯化合物是指既包含丙烯酸酯单体(低聚物)也包含甲基丙烯酸酯单体(低聚物)。
即使在这些热固化型粘合剂中，也优选的是，热固性树脂包含环氧化合物，固化剂为热阳离子聚合引发剂。由此，能抑制由激光引起的固化反应，通过热使其快速固化。以下，作为具体例，列举出包含膜形成树脂、环氧化合物以及热阳离子聚合引发剂的热阳离子聚合型树脂组合物作为例子进行说明。
作为膜形成树脂，例如相当于平均分子量为10000以上的高分子量树脂，从膜形成性的观点考虑，优选为10000～80000左右的平均分子量。作为膜形成树脂，可列举出：苯氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酯氨基甲酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、缩丁醛树脂等各种树脂，它们可以单独使用，也可以组合使用两种以上。其中，从膜形成状态、连接可靠性等观点考虑，优选使用苯氧树脂。相对于膜形成树脂、热固性树脂、固化剂、无机填料以及橡胶成分的合计100质量份，膜形成树脂的含量优选为20～50质量份，更优选为25～45质量份以下，进一步优选为35～45质量份。
环氧化合物只要是在分子内具有一个以上环氧基的环氧化合物，就没有特别限定，例如可以是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂等，也可以是氨基甲酸酯改性的环氧树脂。其中，可以优选使用高纯度双酚A型环氧树脂。作为高纯度双酚A型环氧树脂的具体例，例如可列举出三菱化学公司制的商品名“YL980”。相对于膜形成树脂、热固性树脂、固化剂、无机填料以及橡胶成分的合计100质量份，环氧化合物的含量优选为30～60质量份，更优选为35～55质量份以下，进一步优选为35～45质量份。
作为热阳离子聚合引发剂，可以采用作为环氧化合物的热阳离子聚合引发剂而公知的热阳离子聚合引发剂，例如利用热而产生可以使阳离子聚合型化合物发生阳离子聚合的酸的热阳离子聚合引发剂，可以使用公知的碘鎓盐、锍盐、鏻盐、二茂铁类等。其中，可以优选使用对温度示出良好潜伏性的芳香族锍盐。作为芳香族锍盐系的聚合引发剂的具体例，例如可列举出三新化学工业株式会社制的商品名“SI－60L”。相对于膜形成树脂、热固性树脂、固化剂、无机填料以及橡胶成分的合计100质量份，热阳离子聚合引发剂的含量优选为1～15质量份，更优选为1～10质量份以下，进一步优选为3～8质量份。
无机填料可以出于调整热固化型粘合剂的A型硬度计硬度、频率200Hz下的储能弹性模量以及固化后的储能弹性模量的目的而使用。作为无机填料，可以使用二氧化硅、滑石、二氧化钛、碳酸钙、氧化镁等。无机填料可以单独使用，也可以并用两种以上。
相对于膜形成树脂、热固性树脂、固化剂、无机填料以及橡胶成分的合计100质量份，无机填料的含量优选为1～20质量份，更优选为5～15质量份以下，进一步优选为8～12质量份。在并用两种以上无机填料的情况下，热固化型粘合剂中的无机填料的含量的合计优选在上述范围内。特别是，相对于膜形成树脂、热固性树脂、固化剂、无机填料以及橡胶成分的合计100质量份，橡胶成分含量为2～10质量份，相对于膜形成树脂、热固性树脂、固化剂、无机填料以及橡胶成分的合计100质量份，无机填料的含量为8～12质量份，由此能够得到所期望的A型硬度计硬度、频率200Hz下的储能弹性模量、以及固化后的储能弹性模量。
需要说明的是，作为热固化型粘合剂中配合的其他添加物，可以根据需要配合硅烷偶联剂、稀释用单体、填充剂、软化剂、着色剂、阻燃剂、触变剂等。
此外，连接膜可以进一步含有导电粒子，为各向异性导电膜。作为导电粒子，可以适当选择在公知的各向异性导电膜中使用的导电粒子来使用。例如，可列举出：镍、铜、银、金、钯、焊料等金属粒子；利用镍、金等金属被覆聚酰胺、聚苯并胍胺等树脂粒子的表面而成的金属被覆树脂粒子等。由此，即使在芯片部件未设置焊料凸块等连接部位的情况下，也能够导通。
此外，导电粒子优选沿面方向排列而构成。通过使导电粒子沿面方向排列而构成，粒子面密度变得均匀，能进一步提高基于激光照射的芯片部件的转印率。
导电粒子的粒径没有特别限制，粒径的下限优选为2μm以上，例如从连接结构体中的导电粒子的捕捉效率的观点考虑，粒径的上限例如优选为50μm以下，更优选为20μm以下。需要说明的是，导电粒子的粒径可以设为利用图像型粒度分布计(作为一个例子，FPIA－3000：Malvern公司制)测定出的值。优选的是，其个数为1000个以上，优选为2000个以上。此外，导电粒子的粒子面密度可以根据芯片部件的电极面积等来确定，例如可以设为500～100000pcs/mm2的范围。
连接膜的厚度的下限例如可以与导电粒子的粒径相同，优选为导电粒径的1.3倍以上或3μm以上。此外，连接膜的厚度的上限例如可以为20μm以下或导电粒子的粒径的2倍以下。此外，连接膜也可以层叠不含有导电粒子的粘接剂层、粘合剂层，其层数、层叠面可以根据对象、目的来适当选择。此外，作为粘接剂层、粘合剂层的绝缘性树脂，可以使用与连接膜相同的树脂。膜厚度可以使用公知的千分尺、数字厚度计来进行测定。膜厚度例如测定10个部位以上，进行平均而求出即可。
＜2.连接结构体的制造方法＞
[第一实施方式]
第一实施方式的连接结构体的制造方法具有：着落工序，使设于对激光具有透射性的基材的芯片部件与布线基板上的连接膜对置，从所述基材侧照射激光，使芯片部件着落于连接膜上；以及连接工序，使芯片部件与布线基板连接，连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下。由此，在着落工序中，能抑制芯片部件的偏移、变形、破坏、脱落等不良的产生，使芯片部件高精度且高效率地转印、排列，因此能谋求生产节拍时间的缩短化。
作为芯片部件，可列举出半导体芯片、LED芯片等，没有特别限定，但本技术的连接结构体的制造方法可以适合用于将微型尺寸的大量的LED芯片安装于作为布线基板的面板基板的巨量转移。
以下，作为连接结构体的制造方法，对在作为面板基板的布线基板上排列多个作为LED芯片的发光元件而构成发光元件阵列的显示装置的制造方法进行说明。
作为发光元件，可以使用在单面具有第一导电型电极和第二导电型电极的所谓倒装芯片型的LED。发光元件与构成一个像素的各子像素对应地排列于基板上，构成发光元件阵列。一个像素例如可以由R(红)G(绿)B(蓝)三个子像素构成，也可以由RGBW(白)、RGBY(黄)四个子像素构成，也可以由RG、GB两个子像素构成。
作为子像素的排列方法，例如在RGB的情况下，可列举出：条纹排列、马赛克排列、三角形(Delta)排列等。条纹排列是将RGB排列成纵条纹状的排列，能谋求高清化。此外，马赛克排列是将RGB的同一颜色倾斜地配置的排列，能得到比条纹排列自然的图像。此外，三角形排列是将RGB排列成三角形的排列，各点按每个场偏离半个间距，能得到自然的图像显示。
表1中示出将RGB的各芯片沿横向排列的情况下的相对于PPI(Pixels Per Inch：每英寸像素数)的推定RGB间横向间距、推定芯片尺寸、以及推定电极尺寸。假定芯片间距离最小为5μm，推定RGB间距离以均等间隔配置时设为最大。这是为了明确用途而作为用于研究本技术的参考值而计算出的。
[表1]
如表1所示，可知通过将芯片尺寸设为10×20μm，能够应对至500PPI。此外，通过将芯片尺寸设为7×14μm，能够应对至1000PPI，通过进一步减小芯片尺寸，能够实现1000PPI以上。需要说明的是，芯片不一定必须是长方形，也可以是正方形。
以下，参照图1～图4，对照射激光而使发光元件着落于各向异性导电膜上的着落工序(A1)、以及使发光元件与布线基板连接的连接工序(B1)进行说明。
[着落工序(A1)]
图1是示意性地表示使设于基材的发光元件与布线基板上的各向异性导电膜对置的状态的剖视图，图2是表示对置后的发光元件和布线基板上的连接膜的放大图。如图1和图2所示，首先，在着落工序(A1)中，使芯片部件基板10与布线基板30上的各向异性导电膜40对置。
芯片部件基板10具备基材11、离型材料12以及发光元件20，在离型材料12表面粘贴有发光元件30。基板11只要对激光具有透射性即可，其中，优选以遍及整个波长的方式具有高透光率的石英玻璃。
离型材料12只要对激光的波长具有吸收特性即可，通过照射激光而产生冲击波，使发光元件20向布线基板30侧弹飞。作为离型材料12，例如可列举出聚酰亚胺。离型材料12的厚度T12例如为1μm以上。
发光元件20具有主体21、第一导电型电极22以及第二导电型电极23，具有第一导电型电极22和第二导电型电极23配置于同一面侧的水平结构。主体21具备例如由n－GaN形成的第一导电型包层、例如由InxAlyGa1－x－yN层形成的活性层以及例如由p－GaN形成的第二导电型包层，具有所谓的双异质结构。第一导电型电极22通过钝化层形成于第一导电型包层的一部分，第二导电型电极23形成于第二导电型包层的一部分。当向第一导电型电极22与第二导电型电极23之间施加电压时，载流子集中于活性层，通过再结合而产生发光。
发光元件20的宽度W20例如为1～100μm，发光元件20的厚度T20例如为1～20μm。
布线基板30在基材31上具备第一导电型用电路图案和第二导电型用电路图案，以发光元件按构成一个像素的子像素(副像素)单元进行配置的方式，例如在与p侧的第一导电型电极和n侧的第二导电型电极对应的位置分别具有第一电极32和第二电极33。此外，布线基板30例如形成矩阵布线的数据线、地址线等电路图案，能够使与构成一个像素的各子像素对应的发光元件接通/断开。此外，布线基板30优选为透光基板，基材31优选为玻璃、PET(Polyethylene Terephthalate：聚对苯二甲酸乙二醇酯)等，电路图案、第一电极32以及第二电极33优选为ITO(Indium-Tin-Oxide：氧化铟锡)、IZO(Indium-Zinc-Oxide：氧化铟锌)、ZnO(Zinc-Oxide：氧化锌)、IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide：氧化铟镓锌)等透明导电膜。
各向异性导电膜40在粘合剂中含有导电粒子，各向异性导电膜40的厚度T40例如为20μm以下。此外，发光元件20与各向异性导电膜40之间的距离D优选为10～1000μm，更优选为50～500μm，进一步优选为80～200μm。
图3是示意性地表示从基板侧照射激光，使发光元件转印并排列于布线基板的规定位置的状态的剖视图。如图2和图3所示，在着落工序(A1)中，从基板11侧照射激光50，使发光元件20转印并排列于布线基板21的规定位置。
发光元件20的转印例如可以使用激光诱导向前转移(LIFT：Laser InducedForward Transfer)装置。激光诱导向前转移装置例如具备：望远镜，使从激光装置射出的脉冲激光成为平行光；整形光学系统，将穿过了望远镜的脉冲激光的空间强度分布整形至均匀；掩模，使由整形光学系统整形后的脉冲激光按规定的图案穿过；场镜，位于整形光学系统与掩模之间；以及投影透镜，将穿过了掩模的图案的激光缩小投影至施主基板，将作为施主基板的芯片部件基板10保持于施主台，将作为受主基板的布线基板30保持于受主台。
作为激光装置，例如可以使用振荡波长为180nm～360nm的激光的准分子激光器。准分子激光器的振荡波长例如为193nm、248nm、308nm、351nm，可以根据离型12的材料的光吸收性从这些振荡波长中适当选择。
掩模使用以使基材11与离型材料12的边界面上的投影成为所期望的激光的排列的方式按规定间距形成有规定尺寸的窗的排列的图案。就掩模而言，例如通过镀铬对基材11施加图案，未实施镀铬的窗部分透射激光，实施了镀铬的部分隔断激光。
来自激光装置的射出光向望远镜光学系统射入，并向接下来的整形光学系统传播。即将射入至整形光学系统之前的激光被望远镜光学系统调整为在该施主台的X轴的移动范围内的任意位置均大致成为平行光，因此始终以大致同一尺寸、同一角度(垂直)向整形光学系统射入。
穿过了整形光学系统的激光在与投影透镜的组合中经过构成像侧远心缩小投影光学系统的场镜而向掩模射入。就穿过了掩模图案的激光而言，通过落射镜将其传播方向变为垂直下方，向投影透镜射入。从投影透镜射出的激光从基材11侧射入，向形成于其表面(下表面)的离型材料12的规定位置，按掩模图案的缩小尺寸准确地投影。
向各向异性导电粘接层与基材的界面照射的成像的激光的脉冲能量优选为0.001～2J，更优选为0.01～1.5J，进一步优选为0.1～1J。通量(fluence)优选为0.001～2J/cm2，更优选为0.01～1J/cm2，进一步优选为0.05～0.5J/cm2。脉冲宽度(照射时间)优选为0.01～1×109皮秒，更优选为0.1～1×107皮秒，进一步优选为1～1×105皮秒。脉冲频率优选为0.1～10000Hz，更优选为1～1000Hz，进一步优选为1～100Hz。照射脉冲数优选为1～30000000。
通过使用这样的激光诱导向前转移装置，可以在基材11与离型材料12的边界面，使照射了激光的离型材料12产生冲击波，将多个发光元件20从基材11剥离而向布线基板30进行激光诱导向前转移，使多个发光元件20经由各向异性导电膜40着落于布线基板30的规定位置。由此，能抑制发光元件20的偏移、变形、破坏、脱落等不良的产生，使发光元件20高精度且高效率地转印、排列，因此能谋求生产节拍时间的缩短化。
[连接工序(B1)]
图4是示意性地表示在布线基板安装了发光元件的状态的剖视图。如图3所示，在连接工序(B1)中，安装在布线基板30的规定位置排列的发光元件20。
作为将发光元件20热压接于布线基板30的方法，可以适当选择在公知的各向异性导电膜中使用的连接方法来使用。作为热压接条件，例如为温度120℃～260℃，压力5MPa～60MPa，时间5秒～300秒。各向异性导电膜(film)固化，从而形成各向异性导电膜。
根据第一实施方式的连接结构体的制造方法，连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下，由此，在着落工序(A1)中，能抑制芯片部件的偏移、变形、破坏、脱落等不良的产生，使芯片部件高精度且高效率地转印、排列，因此能谋求生产节拍时间的缩短化。
[第二实施方式]
在第一实施方式中，设为在布线基板上粘贴连接膜，但也可以照射激光而将连接膜的单片转印到布线基板上的规定位置，在着落工序(A1)中，使芯片部件着落于连接膜的单片上。
即，第二实施方式的连接结构体的制造方法具有：转印工序，使设于对激光具有透射性的基材的连接膜与布线基板对置，从基材侧照射激光，将连接膜的单片转印到布线基板上；着落工序，使设于对激光具有透射性的基材的芯片部件与布线基板上的连接膜对置，从所述基材侧照射激光，使芯片部件着落于连接膜的单片上；以及连接工序，使芯片部件与布线基板连接，连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下。
由此，能通过激光照射使连接膜的单片高精度且高效率地转印、排列。此外，与第一实施方式同样地，在着落工序中，能抑制芯片部件的偏移、变形、破坏、脱落等不良的产生，使芯片部件高精度且高效率地转印、排列，因此能谋求生产节拍时间的缩短化。
以下，参照图5～图9，对如下工序进行说明：转印工序(X)，将各向异性导电膜的单片转印并排列于布线基板的规定位置；着落工序(A2)，照射激光，使发光元件着落于各向异性导电膜的单片上；以及连接工序(B2)，使发光元件与布线基板连接。需要说明的是，对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略说明。
[转印工序(X)]
图5是示意性地表示使设于基材的各向异性导电膜与布线基板对置的状态的剖视图。如图5所示，首先，在转印工序(X)中，使各向异性导电膜基板60与布线基板30对置。
各向异性导电膜基板60具备基材61和各向异性导电膜70，在基材61表面设有各向异性导电膜70。基板61只要对激光具有透射性即可，其中，优选以遍及整个波长的方式具有高透光率的石英玻璃。需要说明的是，也可以在基材61与各向异性导电膜70之间进一步具备离型材料。
从基于激光的转印性的观点考虑，就各向异性导电膜70而言，优选使导电粒子沿面方向排列而构成。此外，各向异性导电膜70例如优选在波长180nm～360nm具有极大吸收波长，可以优选使用包含高纯度双酚A型环氧树脂等的环氧系粘接剂。
图6是示意性地表示从基板侧照射激光，使各向异性导电膜的单片转印并排列于布线基板的规定位置的状态的剖视图。如图6所示，在转印工序(X)中，从基板61侧照射激光，使各向异性导电膜70的单片70a转印并排列于布线基板30的规定位置。
在转印工序(X)中，优选使各向异性导电膜70的单片70a按一个像素单元排列，更优选按构成一个像素的子像素单元排列。由此，能够应对从高PPI(Pixels Per Inch：每英寸像素数)的发光元件阵列至低PPI的发光元件阵列。
此外，在布线基板30的规定位置排列的单片间的距离优选为3μm以上，更优选为5μm以上，进一步优选为10μm以上。此外，单片间的距离的上限优选为3000μm以下，更优选为1000μm以下，进一步优选为500μm以下。在单片间的距离过小的情况下，优选将各向异性导电膜粘贴于布线基板20的整个面的方法，在单片间的距离过大的情况下，优选将各向异性导电膜粘贴于布线基板30的规定位置的方法。
各向异性导电膜70的单片70a的转印可以使用与上述相同的激光诱导向前转移装置，将作为施主基板的各向异性导电膜基板60保持于施主台，将作为受主基板的布线基板30保持于受主台。各向异性导电膜70与布线基板30之间的距离例如为10～100μm。激光装置的振荡波长例如为193nm、248nm、308nm、351nm，可以根据各向异性导电膜70或离型材料的材料的光吸收性从这些振荡波长中适当选择。
通过使用激光诱导向前转移装置，可以在基材61与各向异性导电膜70的边界面，使照射了激光的各向异性导电膜70产生冲击波，将多个单片70a从基材61剥离而向布线基板30进行激光诱导向前转移，使多个单片70a着落于布线基板30的规定位置。由此，能使各向异性导电膜70的单片70a高精度且高效率地转印并排列于布线基板30上，能谋求生产节拍时间的缩短化。
转印工序(X)后的各向异性导电膜70的单片70a的反应率优选为25％以下，更优选为20％以下，进一步优选为15％以下。通过使单片70a的反应率为25％以下，在连接工序(B2)中，能够使发光元件热压接。反应率的测定例如可以使用FT－IR求出。
[着落工序(A2)]
图7是示意性地表示使设于基材的发光元件与布线基板上的各向异性导电膜对置的状态的剖视图。图8是示意性地表示从基板侧照射激光，使发光元件转印并排列于布线基板的规定位置的状态的剖视图。
如图7所示，首先，在着落工序(A2)中，使芯片部件基板10与布线基板30上的各向异性导电膜的单片70a对置。然后，如图8所示，从基板11侧照射激光，使发光元件20转印并排列于布线基板30的各向异性导电膜的单片70a上。在发光元件20的转印中，与第一实施方式同样地，例如可以使用激光诱导向前转移装置。
[连接工序(B2)]
图9是示意性地表示在布线基板的规定位置排列的单片上安装了发光元件的状态的剖视图。如图9所示，在连接工序(B2)中，安装在布线基板30的规定位置排列的单片70a上的发光元件20。将发光元件20热压接于布线基板30的方法与第一实施方式相同。
根据第二实施方式的连接结构体的制造方法，连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下，由此，在着落工序(A2)中，能抑制芯片部件的偏移、变形、破坏、脱落等不良的产生，使芯片部件高精度且高效率地转印、排列，因此能谋求生产节拍时间的缩短化。
此外，在发光元件20间不存在各向异性导电膜，在布线基板30露出的状态下，能使发光元件20各向异性地连接于布线基板30上，因此通过将布线基板30设为透光基板，与将各向异性导电膜粘贴于布线基板30的整个面的情况相比，能得到优异的透光性。
[第二实施方式的变形例]
在第二实施方式的转印工序(X)中，也可以从基板61侧照射激光，使各向异性导电膜70的单片按发光元件的电极单元转印、排列。即，第二实施方式的变形例的连接结构体的制造方法还具有转印工序，该转印工序使设于对激光具有透射性的基材的连接膜与布线基板对置，从基材侧照射激光而将连接膜的单片按电极单元转印到布线基板上，在着落工序中，使芯片部件着落于对应的电极的单片上。
由此，在具有第一导电型电极22和第二导电型电极23配置于同一面侧的水平结构的发光元件20中，能抑制第一导电型电极22和第二导电型电极23之间的短路产生。
以下，参照图10～图13，对如下工序进行说明：转印工序(X－1)，将各向异性导电膜的单片转印并排列于布线基板的规定位置；着落工序(A2－1)，照射激光，使发光元件着落于各向异性导电膜的单片上；以及连接工序(B2－1)，使发光元件与布线基板连接。需要说明的是，对与第二实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略说明。
[转印工序(X－1)]
首先，在转印工序(X－1)中，与第二实施方式和转印工序(X)同样地，如图5所示，使各向异性导电膜基板60与布线基板30对置。
图10是示意性地表示从基板侧照射激光，使各向异性导电膜的单片按电极单元转印并排列于布线基板上的状态的剖视图。如图10所示，在转印工序(X－1)中，从基板61侧照射激光，使各向异性导电膜70的单片72、73按电极单元转印并排列于布线基板30上。
在转印工序(X－1)中，使各向异性导电膜70的单片72、73分别转印并排列于与发光元件20的第一导电型电极22和第二导电型电极23对应的第一电极32和第二电极33。通过仅将单片72、73转印并排列于第一电极32和第二电极33，能抑制第一导电型电极22与第二导电型电极23之间的短路产生。
各向异性导电膜70的单片72、73的转印可以使用与上述相同的激光诱导向前转移装置，能使各向异性导电膜70的单片72、73高精度且高效率地按电极单元转印并排列于布线基板30上，能谋求生产节拍时间的缩短化。
转印工序(X－1)后的各向异性导电膜70的单片72、73的反应率与第二实施方式和转印工序(X)同样地，优选为25％以下，更优选为20％以下，进一步优选为15％以下。通过使单片70a的反应率为25％以下，在连接工序(B2－1)中，能够使发光元件热压接。反应率的测定例如可以使用FT－IR求出。
[着落工序(A2－1)]
图11是示意性地表示使设于基材的发光元件与按电极单元转印并排列于布线基板上的单片对置的状态的剖视图，图12是示意性地表示从基板侧照射激光，使发光元件着落并排列于对应的电极上的单片的状态的剖视图。
如图11所示，首先，在着落工序(A2－1)中，使芯片部件基板10与布线基板30对置，将分别转印于第一电极32以及第二电极33上的单片72、73和设于芯片部件基板10的发光元件20的第一导电型电极22与第二导电型电极23对位。然后，如图12所示，从基板11侧照射激光，使发光元件20着落于对应的电极上的单片72、73上。在发光元件20的转印中，与第一实施方式同样地，例如可以使用激光诱导向前转移装置。
[连接工序(B2－1)]
图13是示意性地表示在布线基板的单片上安装了发光元件的状态的剖视图。如图13所示，在连接工序(B2－1)中，安装转印到布线基板30的发光元件20。将发光元件20热压接于布线基板30的方法与第一实施方式相同。
根据第二实施方式的变形的连接结构体的制造方法，连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下，由此，在着落工序(A22－1)中，能抑制芯片部件的偏移、变形、破坏、脱落等不良的发生，使芯片部件高精度且高效率地转印、排列，因此能谋求生产节拍时间的缩短化。
此外，在发光元件20的第一导电型电极22与第二导电型电极23之间不存在各向异性导电膜，在布线基板30露出的状态下，能使发光元件20各向异性地连接于布线基板30上，因此与以跨于第一导电型电极22与第二导电型电极23之间的方式粘贴各向异性导电膜单片的情况相比，能抑制短路产生。
[第三实施方式]
在第二实施方式中，照射激光而将连接膜的单片转印到布线基板上的规定位置，但也可以预先在芯片部件的电极设置连接膜。
即，第三实施方式的连接结构体的制造方法具有：着落工序，使设于对激光具有透射性的基材的芯片部件的电极面的连接膜与布线基板对置，从基材侧照射激光，使芯片部件经由连接膜着落于布线基板上；以及连接工序，使芯片部件与所述布线基板连接，连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下。
由此，与第一实施方式同样地，在着落工序中，能抑制芯片部件的偏移、变形、破坏、脱落等不良的产生，使芯片部件高精度且高效率地转印、排列，因此能谋求生产节拍时间的缩短化。
以下，参照图14，对如下工序进行说明：着落工序(A3)，照射激光，使发光元件着落于各向异性导电膜的单片上；以及连接工序(B3)，使发光元件与布线基板连接。需要说明的是，对与第一实施方式和第二实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略说明。
[着落工序(A3)]
图14是示意性地表示使设于发光元件的电极面的连接膜与布线基板对置的状态的剖视图。如图14所示，首先，在着落工序(A3)中，使芯片部件基板10与布线基板30对置。在发光元件20的电极面设有各向异性导电膜80，各向异性导电膜80与布线基板30之间的距离例如为10～100μm。
在发光元件20的电极面设置各向异性导电膜80的方法没有特别限定，例如，也可以如第二实施方式的转印工序(X)那样，使设于对激光具有透射性的基材的各向异性导电膜与发光元件的电极面对置，从基材侧照射激光，将各向异性导电膜的单片转印到发光元件的电极面上。
接着，从基板11侧照射激光，使发光元件20经由各向异性导电膜80转印并排列于布线基板30。在发光元件20的转印中，与第一实施方式同样地，例如可以使用激光诱导向前转移装置。
[连接工序(B3)]
在连接工序(B3)中，安装在布线基板30的规定位置排列的发光元件20。将发光元件20热压接于布线基板30的方法与第一实施方式相同。
根据第三实施方式的连接结构体的制造方法，连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下，由此，在着落工序(A3)中，能抑制芯片部件的偏移、变形、破坏、脱落等不良的产生，使芯片部件高精度且高效率地转印、排列，因此能谋求生产节拍时间的缩短化。
此外，在发光元件20间不存在各向异性导电膜，在布线基板30露出状态下，能使发光元件20各向异性连接于布线基板30上，因此通过将布线基板30设为透光基板，与将各向异性导电膜粘贴于布线基板30的整个面的情况相比，能得到优异的透光性。
实施例
＜3.第一实施例＞
在第一实施例中，使设于石英玻璃的芯片部件与玻璃基板上的连接膜对置，从基材侧照射激光，使芯片部件着落于连接膜上。需要说明的是，本实施例并不限定于此。
[连接膜的制作]
准备了下述材料。
苯氧树脂(商品名：PKHH，巴化学工业株式会社制)。
高纯度双酚A型环氧树脂(商品名：YL－980，三菱化学株式会社制)。
疏水性二氧化硅(商品名：R202，日本AEROSIL株式会社制)。
丙烯酸橡胶(商品名：SG80H，Nagase ChemteX株式会社制)。
阳离子聚合引发剂(商品名：SI－60L，三新化学工业株式会社制)。
硅橡胶(商品名：STP－106T－UV，Shin-Etsu Silicone株式会社制)。
导电粒子(平均粒径2.2μm，树脂芯金属被覆微粒，Ni镀层0.2μm厚，积水化学工业株式会社制)。
如表2所示，配合规定质量份的各材料，在厚度0.5mm的玻璃基板上制备规定厚度的树脂层。根据日本专利6187665号中所记载的方法，由所得到的树脂层将导电粒子按照树脂层的一个界面与导电粒子大致一致、粒子面密度为58000pcs/mm2的方式排列，制作出连接膜1～5。连接膜6使硅橡胶在玻璃基板上进行涂布/uv固化。连接膜7使丙烯酸橡胶在玻璃基板上进行热成型。
[连接膜的橡胶硬度的测定]
依据JIS K 6253，使用A型硬度计测定了橡胶硬度(日本工业标准JIS－A硬度)。
[连接膜的储能弹性模量的测定]
使用压入试验装置(KLA公司制iMicro型纳米压痕仪)进行动态粘弹性试验。使用直径100μm的平冲头，将目标压入深度设为1μm，对频率1～200Hz的范围进行扫描，测定了在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量。将样品的泊松比设为0.5，计算出各样品的测定点数12的平均值。
[固化后的连接膜的储能弹性模量的测定]
对于固化后的连接膜，依据JIS K7244，使用粘弹性试验机(振动子)在拉伸模式下测定温度30℃下的储能弹性模量。测定条件设为频率11Hz、升温速度3℃/min。
[表2]
| 连接膜1 | 连接膜2 | 连接膜3 | 连接膜4 | 连接膜5 | 连接膜6 | 连接膜7 | |
| 苯氧树脂 | 36 | 42 | 42 | 37 | 35 | - | - |
| 环氧树脂 | 40 | 40 | 40 | 37 | 45 | - | - |
| 疏水性二氧化硅 | 11 | 10 | 10 | 15 | 5 | - | - |
| 丙烯酸橡胶 | 8 | 3 | 3 | 6 | 14 | 100 | - |
| 硅橡胶 | - | - | - | - | - | - | 100 |
| 阳离子聚合引发剂 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | - | - |
| 导电粒子 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 厚度[μm] | 4 | 4 | 20 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 像胶硬度 | 23 | 31 | 31 | 45 | 8 | 20 | 30 |
| 200Hz弹性模量[MPa] | 0.2 | 10 | 10 | 30 | 0.1 | 52 | 27 |
| 固化后弹性模量[MPa] | >2000 | >2000 | >2000 | >2000 | >2000 | 52 | 27 |
[芯片部件的转印]
使用激光诱导向前转移装置(MT-30C200)，将设于石英玻璃的芯片部件着落于玻璃基板上的连接膜。芯片部件(外形30×50μm，厚度5μm)使用TEG(Test Element Group：试验元件组)，在石英玻璃与芯片部件之间设置离型材料(聚酰亚胺)。
如上所述，激光诱导向前转移装置具备：望远镜，使从激光装置射出的脉冲激光成为平行光；整形光学系统，将穿过了望远镜的脉冲激光的空间强度分布整形至均匀；掩模，使由整形光学系统整形后的脉冲激光按规定的图案穿过；场镜，位于整形光学系统与掩模之间；以及投影透镜，将穿过了掩模的图案的激光缩小投影至施主基板，作为施主基板的芯片部件将由离型材料保持的石英基板保持于施主台，将粘贴有作为受主基板的连接膜的玻璃基板保持于受主台，将芯片部件与连接膜之间的距离设为100μm。
激光装置使用振荡波长为248nm的准分子激光器。激光的脉冲能量为600J，通量(fluence)为150J/cm2，脉冲宽度(照射时间)为30000皮秒，脉冲频率为0.01kHz，就照射脉冲数而言，各ACF设为每一小片为1脉冲。向各向异性导电粘接层与基材的界面照射的成像的激光的脉冲能量为0.001～2J，通量(fluence)为0.001～2J/cm2，脉冲宽度(照射时间)为0.01～1×109皮秒，脉冲频率为0.1～10000Hz，照射脉冲数为1～30000000。
掩模使用以作为施主基板的石英玻璃与离型材料的边界面上的投影成为芯片部件的外形30×50μm的方式按规定间距形成有规定尺寸的窗的排列的图案。
[着落性的评价]
在表3中示出连接膜1～7的芯片部件转印的评价结果。将合计100个芯片部件转印到连接膜，通过显微镜对正常着落于连接膜上的芯片部件的个数进行计数。着落性的评价根据正常着落的芯片部件的比例，采用下述A～D的判定。期望的是C判定以上。
A：100％。
B：98％以上且小于100％。
C：90％以上且小于98％。
D：小于90％。
[表3]
| 连接膜1 | 连接膜2 | 连接膜3 | 连接膜4 | 连接膜5 | 连接膜6 | 连接膜7 | |
| 厚度[μm] | 4 | 4 | 20 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 橡胶硬度 | 23 | 31 | 31 | 45 | 8 | 20 | 30 |
| 200Hz弹性模量[MPa] | 0.2 | 10 | 10 | 30 | 0.1 | 52 | 27 |
| 固化后弹性模量[MPa] | >2000 | >2000 | >2000 | >2000 | >2000 | 52 | 27 |
| 着落性的评价 | A | C | B | D | D | B | B |
如表3所示，连接膜4的A型硬度计硬度过大，连接膜5的A型硬度计硬度过小，因此芯片部件的转印率小于90％。另一方面，连接膜1～3、6、7的A型硬度计硬度为20～40，在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下，由此能使芯片部件的转印率为90％以上。
<5.第二实施例>
在第二实施例中，使用第一实施例的连接膜1～7，使芯片部件与布线基板热压接。需要说明的是，本实施例并不限定于此。
[连接结构体的制作]
与第一实施例同样地，使芯片部件着落于布线基板的连接膜上，在温度150℃-压力30Mpa-时间30sec的条件下进行热压接，制作了连接结构体。芯片部件(外形50μm×50μm，厚度150μm)使用了在芯片部件设有一对电极(镀Cr/Au凸块10μm×10μm)的TEG(TestElement Group)。布线基板使用了玻璃基板(厚度0.5mm，Ti/Al/Ti图案10μm×10μm)。
[导通性的评价]
在表4中示出连接膜1～7的导通性的评价结果。
通过布线基板侧的导通布线来测定导通电阻。导通性的评价根据电阻值采用下述A～D的判定。期望的是C判定以上。
A：50Ω以下。
B：超过50Ω且100Ω以下。
C：超过100Ω且200Ω以下。
D：超过200Ω。
[表4]
| 连接膜1 | 连接膜2 | 连接膜3 | 连接膜4 | 连接膜5 | 连接膜6 | 连接膜7 | |
| 厚度[μm] | 4 | 4 | 20 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 橡胶硬度 | 23 | 31 | 31 | 45 | 8 | 20 | 30 |
| 200Hz弹性模量[MPa] | 0.2 | 10 | 10 | 30 | 0.1 | 52 | 27 |
| 固化后弹性模量[MPa] | ＞2000 | ＞2000 | ＞2000 | ＞2000 | ＞2000 | 52 | 27 |
| 导通性的评价 | A | A | C | B | C | D | D |
如表4所示，连接膜6、7不是热固化，因此导通性差，需要在芯片部件上设置焊料凸块等连接部位等设计。另一方面，连接膜1～5在固化后的拉伸模式下测定出的储能弹性模量为超过100MPa以上的2000MPa以上，能得到良好的导通性。
附图标记说明
10：芯片部件基板；11：基材；12：离型材料；20：发光元件；21：主体；22：第一导电型电极；23：第二导电型电极；30：布线基板；31：基材；32：第一电极；33：第二电极；40：各向异性导电膜；50：激光；60：各向异性导电膜基板；61：基材；70：各向异性导电膜；70a：单片；72：单片；73：单片；80：各向异性导电膜；101：LED；102：转印材料；103：印章材料；104：面板基板；105：连接膜；111：LED；112：转印材料；113：离型材料；114：面板基板；115：连接膜。
Claims (12)
1.一种连接膜，其含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，使用了压入试验装置的动态粘弹性试验在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下。
2.根据权利要求1所述的连接膜，其中，
还含有膜形成树脂、热固性树脂、固化剂以及无机填料，固化后的依据JIS K7244在拉伸模式下测定出的温度30℃下的储能弹性模量为0.1GPa以上。
3.根据权利要求2所述的连接膜，其中，
还含有导电粒子，所述导电粒子沿面方向排列而构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接膜，其中，
所述橡胶成分选自丙烯酸橡胶、硅橡胶中的一种以上。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的连接膜，其中，
所述热固性树脂包含环氧化合物，
所述固化剂为阳离子聚合引发剂。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的连接膜，其中，
所述橡胶成分的含量相对于所述膜形成树脂、所述热固性树脂、所述固化剂、所述无机填料以及所述橡胶成分的合计100质量份为2～10质量份，
所述无机填料的含量相对于所述膜形成树脂、所述热固性树脂、所述固化剂、所述无机填料以及所述橡胶成分的合计100质量份为8～12质量份。
7.一种连接膜基板，具备：
如权利要求1至6中任一项所述的连接膜；以及
对激光具有透射性的基材。
8.根据权利要求7所述的连接膜基板，其中，
在所述连接膜与所述基材之间还具备离型材料。
9.一种连接结构体的制造方法，具有：
着落工序，使设于对激光具有透射性的基材的芯片部件与布线基板上的连接膜对置，从所述基材侧照射激光，使所述芯片部件着落于所述连接膜上；以及
连接工序，使所述芯片部件与所述布线基板连接，
所述连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下。
10.根据权利要求9所述的连接结构体的制造方法，其中，
还具有转印工序，使设于对激光具有透射性的基材的连接膜与布线基板对置，从所述基材侧照射激光，将所述连接膜的单片转印到所述布线基板上，
在所述着落工序中，使所述芯片部件着落于所述连接膜的单片上。
11.根据权利要求9所述的连接结构体的制造方法，其中，
还具有转印工序，使设于对激光具有透射性的基材的连接膜与布线基板对置，从所述基材侧照射激光，将所述连接膜的单片按电极单元转印到所述布线基板上，
在所述着落工序中，使所述芯片部件着落于对应的电极的单片上。
12.一种连接结构体的制造方法，具有：
着落工序，使设于对激光具有透射性的基材的芯片部件的电极面的连接膜与布线基板对置，从所述基材侧照射激光，使所述芯片部件经由所述连接膜着落于所述布线基板上；以及
连接工序，使所述芯片部件与所述布线基板连接，
所述连接膜含有橡胶成分，A型硬度计硬度为20～40，在温度30℃、频率200Hz下的储能弹性模量为60MPa以下。
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