CN118103965A - Led安装基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种LED安装基板的制造方法,其即便在通过激光剥蚀对微小的LED芯片进行转印的情况下,也通过在规定位置进行捕获来提高安装性,之后的连接可靠性高。本发明为一种LED安装基板的制造方法,具有:使LED安装用基板的绝缘层形成面、与在透明基板上贴合有LED的不具有电极的面的LED转印用基板的所述LED的具有电极的面相向的工序(相向工序),所述LED安装用基板的绝缘层形成面含有:具有电极的基板、形成于所述电极上的包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块、以及至少形成于所述凸块上的绝缘层;自所述LED转印用基板的透明基板侧向所述LED照射激光而使所述LED转印至所述LED安装用基板的工序(LED转印工序);以及将转印后的所述LED安装至所述LED安装用基板的工序(LED安装工序)。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED安装基板的制造方法。
背景技术
近年来,正在积极进行在基板上大量安装长边为100μm以下的发光二极管(lightemitting diode,LED)来进行显示器化的技术开发。但是,显示器化所需的LED芯片数非常多而为数十万个~数千万个,需要更高速地安装大量的LED芯片,提出了应用激光技术的安装技术(例如,参照专利文献1)。在现有技术中提出了如下内容:使用金属配线的一部分或专用地形成的金属焊盘作为驱动基板侧电极,在其上形成接着剂层,在所获得的接着剂层上使用激光剥蚀技术将LED芯片转印至驱动基板侧电极上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2020-188037号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而,在专利文献1中将形成于驱动基板上的金属凸块设为电性连接材料的情况下,若通过激光剥蚀而高速转印来的LED芯片尺寸变小,则由于金属的高刚性,接着剂层的捕获性能降低,无法在规定位置进行捕获,存在形成安装不良的课题。
另外,LED电极与金属凸块的连接是通过接触来进行,其连接由LED芯片与驱动基板间所存在的接着剂层承担,但在热循环试验中存在随着由接着剂层的温度变化引起的膨胀、收缩而容易失去连接性的课题。
本发明提供一种LED安装基板的制造方法,其即便在通过激光剥蚀对微小的LED芯片进行转印的情况下,也通过在规定位置进行捕获来提高安装性,之后的连接可靠性高。
解决问题的技术手段
本发明人等人进行了努力研究,结果发现,通过使用LED转印用基板对形成有包含有机成分及导电性粒子的凸块、与在所述凸块上的绝缘层的LED安装用基板进行LED芯片的激光转印,可发挥优异的捕获性能,经过之后的热压接工序,由此可制作连接可靠性高的LED安装基板,从而完成了本发明。
即,本发明如以下那样。
(1)一种LED安装基板的制造方法,具有:使LED安装用基板的绝缘层形成面、与在透明基板上贴合有LED的不具有电极的面的LED转印用基板的所述LED的具有电极的面相向的工序(相向工序),所述LED安装用基板含有:具有电极的基板、形成于所述电极上的包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块、以及至少形成于所述凸块上的绝缘层;自所述LED转印用基板的透明基板侧向所述LED照射激光而使所述LED转印至所述LED安装用基板的工序(LED转印工序);以及将转印后的所述LED安装至所述LED安装用基板的工序(LED安装工序)。
(2)根据(1)所述的LED安装基板的制造方法,其中所述LED安装工序是对转印后的LED与LED安装用基板进行热压接的工序。
(3)根据(1)或(2)所述的LED安装基板的制造方法,其中所述LED安装用基板中的凸块的平均厚度BH为1.0μm~5.0μm。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的LED安装基板的制造方法,其中所述LED安装用基板中的凸块间最小距离为3μm~50μm,所述LED安装用基板中的所述凸块上的所述绝缘层的厚度为0.5μm~4μm。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的LED安装基板的制造方法,其中所述有机成分含有具有羧基的丙烯酸共聚物及环氧树脂。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的LED安装基板的制造方法,其中所述导电性粒子的含量在凸块的总重量中为50重量%~90重量%。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的LED安装基板的制造方法,其中所述LED安装用基板中的绝缘层的面积为所述LED的面积的1.1倍~10倍,在所述绝缘层下图案形成有两个凸块。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的LED安装基板的制造方法,其中所述绝缘层含有环氧树脂、与具有硅氧烷键或氨基甲酸酯键的化合物。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的LED安装基板的制造方法,具有通过曝光、显影方法对所述LED安装用基板中的凸块进行图案形成的工序。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的LED安装基板的制造方法,具有通过曝光、显影方法对所述绝缘层进行图案形成的工序。
发明的效果
通过本发明,即便在通过激光剥蚀对微小的LED芯片进行转印的情况下,也可通过在规定位置进行捕获来获得提高安装性、之后的连接可靠性高的LED安装基板。
附图说明
[图1]是表示本发明中所使用的LED安装用基板的制造方法的概略图。
[图2]是表示实施例中所使用的LED转印用基板的制造方法的概略图。
[图3]是表示本发明的LED安装基板的制造方法的概略图。
具体实施方式
本发明的LED安装基板的制造方法具有:使LED安装用基板的绝缘层形成面、与在透明基板上贴合有LED的不具有电极的面的LED转印用基板的所述LED的具有电极的面相向的工序(相向工序),所述LED安装用基板含有:具有电极的基板、形成于所述电极上的包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块、以及至少形成于所述基板上的绝缘层;自所述LED转印用基板的透明基板侧向所述LED照射激光而使所述LED转印至所述LED安装用基板的工序(LED转印工序);以及将转印后的所述LED安装至所述LED安装用基板的工序(LED安装工序)。所述LED安装工序优选为对转印后的LED与LED安装用基板进行热压接的工序。通过选择热压接工序作为LED安装工序,LED电极与凸块之间的绝缘层被排出,可更可靠地连接LED电极与凸块,进一步提高安装性。
以下,参照附图对与本发明的实施方式有关的LED安装基板的制造方法进行说明。此外,附图是示意性的附图。另外,本发明不受以下说明的示例的限定。
<LED安装用基板与LED转印用基板的相向工序>
首先,如图3(a)所示,以LED安装用基板12的绝缘层4形成面与LED转印用基板13的LED 5的具有电极6的面相向的方式固定于真空吸附载台,使用对准照相机将载台移动至规定位置。
[LED安装用基板]
LED安装用基板12含有:具有电极1的基板2、形成于所述电极上的包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块3、以及至少形成于所述凸块上的绝缘层4。
[基板]
具有电极的基板是玻璃基板或树脂基板上及内部配置有配线或薄膜晶体管(thinfilm transistor,TFT)、与LED连接的电极露出一部分的电路基板。
[凸块]
LED安装用基板具有形成于所述电极上的包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块。由于包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块的刚性低,因此即便在通过激光剥蚀对微小的LED芯片进行转印的情况下,也可自规定位置进行捕获,可提高安装性。
作为在电极上形成包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块的方法,可列举:对感光性导电膏进行的网版印刷或凹版印刷等图案印刷法、在粗糙图案印刷后去除不需要的部分的激光蚀刻法、通过对感光性导电膏进行曝光、显影而实施的光刻法等。其中,就能够进行微细的图案化而言,优选为使用感光性导电膏并通过曝光、显影方法来进行图案形成的方法。
在光刻法中,作为曝光时的光源,可优选地使用超高压水银灯、激光、LED的i射线(365nm)、h射线(405nm)。
在光刻法中,作为显影液,例如可列举:氢氧化四甲基铵、二乙醇胺、二乙基氨基乙醇、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、三乙基胺、二乙基胺、甲基胺、二甲基胺、乙酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基乙醇、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、环己基胺、乙二胺或六亚甲基二胺的水溶液。
作为图案的形状,并无特别限制,可列举平面形状为矩形形状、圆形形状、椭圆形形状、三边形形状、多边形形状及这些组合后的形状等。可根据LED侧的电极形状确定图案的形状。
所述LED安装用基板中的凸块的平均厚度BH优选为1.0μm~5.0μm。通过将凸块的平均厚度BH设为1.0μm以上,可缓和激光转印时的冲击,可抑制转印后的LED位置偏移量,进一步提高安装性。凸块的平均厚度BH更优选为1.5μm以上。此处所谓“安装性”是指LED芯片的两个电极与LED安装用基板侧的两个电极可分别电性连接的状态,可通过对制作的多个LED安装基板施加电压并计数LED的点灯数来进行评价。另一方面,通过将凸块的平均厚度BH设为5.0μm以下,可抑制安装时的凸块的扩展,通过抑制与周围电极的短路来提高安装性。凸块的平均厚度BH更优选为3.5μm以下。凸块的平均厚度可通过利用激光显微镜的非接触型测定来进行测定。
作为导电性粒子,例如可列举:银、金、铜、铂、铅、锡、镍、铝、钨、钼、铬、钛、铟、镁、钴、锌、钾、锂、铁、汞、铍、镉、铑、钌、铱或这些的合金等的粒子、碳黑。可含有这些中的两种以上。这些中,就导电性的观点而言,优选为选自银、金及铜中的金属的粒子,就成本及稳定性的观点而言,更优选为银粒子。另外,导电性粒子也可包覆树脂或无机氧化物等的表面。由金属包覆树脂粒子的表面的导电性粒子在转印时存在由树脂粒子引起的弹性排斥,因此优选为金属粒子。
导电性粒子的长轴长除以短轴长而得的值即纵横比优选为1.1~2.0。此处,关于导电性粒子的纵横比,使用扫描式电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)或透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)以倍率15000倍观察导电性粒子,对于随机选择的100个导电性粒子的一次粒子,测定各自的长轴长及短轴长,并由两者的平均值来算出。
导电性粒子的平均粒子径优选为0.05μm~1.0μm。通过导电性粒子的平均粒子径为0.05μm以上,凸块内的导电路径数增加,可进一步提高电性连接可靠性。另一方面,通过导电性粒子的平均粒子径为1.0μm以下,可提高所获得的凸块的表面平滑度、图案精度及尺寸精度。此处,导电性粒子的平均粒子径可使用激光照射型的粒度分布计来进行测定。将通过测定而获得的粒度分布的D50的值设为导电性粒子的平均粒子径(D50)。
在包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块的总重量中导电性粒子的比例优选为50wt%~90wt%。若导电性粒子的比例为50wt%以上,则凸块内形成的导电路径数增加,可进一步提高电性连接可靠性。导电性粒子的比例更优选为60wt%以上。另外,若导电性粒子的比例为90wt%以下,则凸块的刚性变低而捕获性提高,由此可提高位置精度,从而可进一步提高安装性。另外,通过使有机成分的含量上升,提高凸块与LED的电极的密接性,可进一步提高连接可靠性。导电性粒子的比例更优选为80wt%以下。在凸块总重量中的导电性粒子的比例可由削取基板上的凸块,通过热重量分析烧掉有机成分后的残留成分重量来算出。
在包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块的总体积中导电性粒子的比例优选为10vol%~40vol%。若导电性粒子的比例为10vol%以上,则凸块内形成的导电路径数增加,可进一步提高电性连接可靠性。另外,若导电性粒子的比例为40vol%以下,则凸块的刚性变低而捕获性提高,由此可提高位置精度,从而可进一步提高安装性。在凸块总体积中的导电性粒子的比例可由通过热重量分析而获得的残留成分重量与导电粒子、有机成分的真密度来算出。
有机成分可列举以丙烯酸共聚物、环氧树脂、硅酮系树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂等为主要成分的物质,但优选为包含具有羧基的丙烯酸共聚物及环氧树脂。通过使有机成分中含有具有羧基的丙烯酸共聚物及环氧树脂,羧基和环氧基与凸块内及绝缘层的有机成分发生热硬化反应,可提高热压接后的LED电极与凸块的密接性,可进一步提高连接可靠性。
作为含羧基的丙烯酸系共聚物,优选为丙烯酸系单官能单体与不饱和酸或其酸酐的共聚物。
作为丙烯酸系单官能单体,例如可列举:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异丙烷、丙烯酸缩水甘油酯、丁氧基三乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸二环戊烷基酯、丙烯酸二环戊烯基酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基乙二醇丙烯酸酯、甲氧基二乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸氨基乙酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸1-萘酯、丙烯酸2-萘酯、硫酚丙烯酸酯、苄基硫醇丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺(N-methoxyl methyl acrylamide)、N-乙氧基甲基丙烯酰胺、N-正丁氧基甲基丙烯酰胺、N-异丁氧基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯苯酚、甲基丙烯酰胺(methacrylamide)苯酚、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-羟基苯基)丙烯酰胺、N-(3-羟基苯基)丙烯酰胺、N-(4-羟基苯基)丙烯酰胺、丙烯酸邻羟基苯酯、丙烯酸间羟基苯酯、丙烯酸对羟基苯酯、邻羟基苯乙烯、间羟基苯乙烯、对羟基苯乙烯、丙烯酸2-(2-羟基苯基)乙酯、丙烯酸2-(3-羟基苯基)乙酯、丙烯酸2-(4-羟基苯基)乙酯等。也可使用这些中的两种以上。这些中,优选为丙烯酸乙酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸异冰片酯。
作为不饱和酸或其酸酐,例如可列举:丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、马来酸、富马酸、乙酸乙烯基酯、或这些的酸酐等。也可使用这些中的两种以上。可通过不饱和酸的共聚比来调整含羧基的丙烯酸系共聚物的酸值。
作为环氧树脂,可列举:双酚A型、甲酚酚醛清漆型、苯酚酚醛清漆型、双酚A酚醛清漆型、二环戊二烯型、萘型等,其中优选为软化点为30℃以上且100℃以下。若软化点为30℃以上,则可抑制加热压接时的过剩流动导致的与附近凸块的短路不良的发生,若为100℃以下,则能够进行低温下的零件安装。更具体而言,可列举:迪爱生(DIC)(股)制造的艾比库隆(EPICRON)N-660、艾比库隆(EPICRON)N-670、艾比库隆(EPICRON)N-680、艾比库隆(EPICRON)N-770、艾比库隆(EPICRON)N-775、艾比克隆(EPICLON)840、艾比库隆(EPICRON)N-865、艾比库隆(EPICRON)N-890、艾比库隆(EPICRON)HP-7200L、艾比库隆(EPICRON)HP-7200、艾比库隆(EPICRON)HP-7200H、艾比库隆(EPICRON)HP-4700、日本化药(股)制造的卡亚拉得(KAYARAD)NC-3000、NC-3000H等。也可使用这些中的两种以上。
[绝缘层]
LED安装用基板还具有至少形成于所述凸块上的绝缘层。如图1所示,绝缘层4形成于具有电极1的基板2及包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块3上。
作为在凸块上形成绝缘层的方法,可列举:网版印刷或凹版印刷等图案印刷法、在粗糙图案印刷后去除不需要的部分的激光蚀刻法、通过对感光性膏进行曝光、显影而实施的光刻法等。其中,就能够进行微细的图案化而言,优选为通过曝光、显影方法来进行图案形成。
绝缘层优选为含有环氧树脂、与具有硅氧烷键或氨基甲酸酯键的化合物。若绝缘层含有环氧树脂,则可提高安装后的与LED的密接性,进一步提高连接可靠性,并且可提高电极间绝缘特性。另外,通过含有具有硅氧烷键或氨基甲酸酯键的化合物,绝缘层的弹性模量降低,容易缓和捕获时的冲击,可提高捕获性能从而进一步提高安装性。
作为环氧树脂,可使用作为凸块中的有机成分而例示的树脂。
相对于具有羧基的丙烯酸共聚物100重量份,绝缘层中的环氧树脂的比例优选为10wt%~50wt%。
作为具有硅氧烷键的化合物,可列举信越化学工业(股)制造的KUV-3433-UV、KER-4000-UV、KER-4700-UV、KER-4800-UV、KER-4700BK-UV、KER-4910-UV、FE-90-UV、KER-4301-UV、KER-4302-UV、KER-4303-UV、KER-4304-UV、KER-4320-UV、SMP-7004、SMP-7014、SMP-7015、SMP-7004-3S、SMP-7014-3S、SMP-7015-3S、KER-4530、KER-4551、KER-4531、KER-4532、KER-4580、KE-4835、KE-3431、KE-3432等。也可使用这些中的两种以上。
作为具有氨基甲酸酯键的化合物,可列举共荣社化学(股)制造的AH-600、UA-306H、UA-306T、UF-8001G、DAUA-167、大赛璐奥诺斯(Daicel Allnex)(股)制造的艾巴克力(EBECRYL)230、艾巴克力(EBECRYL)4858、KRM9046、KRM9048、巴工业(股)制造的CN963、CN964、CN965、CN980、CN981等。也可使用这些中的两种以上。
相对于具有羧基的丙烯酸共聚物100重量份,绝缘层中的具有硅氧烷键或氨基甲酸酯键的化合物的含量优选为10wt%~50wt%。
优选为所述LED安装用基板中的绝缘层的面积为所述LED的面积的1.1倍~10倍,在所述绝缘层下图案形成有两个凸块。通过使绝缘层的面积为LED面积的1.1倍以上,绝缘层容易缓和LED捕获时的冲击,提高捕获性能,因此可进一步提高安装性。另外,通过绝缘层的面积为LED的面积的10倍以下,可抑制基板上的专有面积,可提高在后续工序中在LED电极的周围形成的隔离壁图案的自由度,并且可减小热循环试验时的绝缘层的膨胀收缩的影响,从而可提高连接可靠性。绝缘层的面积可通过利用激光将LED去除后,使用显微镜对露出的绝缘层进行观察来算出。此外,在算出中,即便绝缘层图案的一部分存在于LED芯片的正下方时,将所述图案设为对象。
在绝缘层中,若为不损及其所期望的特性的范围,则可含有硬化剂、硬化促进剂、塑化剂、调平剂、硅烷偶合剂等添加剂。
作为硬化剂,优选为与环氧树脂发生硬化反应的化合物。作为硬化剂,可列举:胺系化合物、酸酐、酚醛树脂化合物等。
作为硬化促进剂,优选为含有促进环氧树脂的硬化的硬化促进剂。通过含有硬化促进剂,可提高LED与基板的接合强度,从而进一步提高连接可靠性。更具体而言,可列举:咪唑类、二氰二胺衍生物、四级铵盐、三苯基膦、四苯基硼酸四苯基鏻。也可使用这些中的两种以上。
作为塑化剂,例如可列举:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、聚乙二醇、甘油等。
作为调平剂,例如可列举特殊乙烯基系聚合物、特殊丙烯酸系聚合物等。
作为硅烷偶合剂,例如可列举:甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等。
[LED安装用基板的制造方法]
作为形成包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块的方法,可列举如下方法:对于将导电性粒子分散于树脂溶液等有机成分中而成的导电膏,利用网版印刷或凹版印刷等图案印刷法、在粗糙图案印刷后去除不需要的部分的激光蚀刻法等以凸块形状进行图案形成的方法;或利用通过对使用了感光性树脂溶液的感光性导电膏进行曝光、显影而实施的光刻法等以凸块形状进行图案形成的方法。其中,优选为通过曝光、显影方法在具有电极的基板的所述电极上对所述凸块进行图案形成。
作为在凸块上形成绝缘层的方法,可列举:网版印刷或凹版印刷等图案印刷法、在粗糙图案印刷后去除不需要的部分的激光蚀刻法、通过对感光性导电膏进行曝光、显影而实施的光刻法等。其中,就能够进行微细的图案化而言,优选为通过曝光、显影方法来进行图案形成。
[LED转印用基板]
LED转印用基板13在透明基板9上形成释放层10,在所述释放层10上通过释放层10的粘着性而接着有LED 5的不具有电极6的面,从而保持LED芯片。
作为透明基板,只要为使照射的激光波长透过的基板即可,优选为可使用石英基板。
释放层是聚酰亚胺树脂或丙烯酸树脂等树脂层,对照射的激光波长具有吸收。
释放层的厚度优选为1μm~20μm的范围。
<LED转印工序>
接下来,如图3(b)所示,自所述LED转印用基板13的透明基板9侧向所述LED 5照射激光11而使所述LED 5转印至所述LED安装用基板12上。
作为所述激光的振荡器,只要为利用激光光对释放层进行剥蚀的振荡器,则可使用任一种激光振荡器。作为此种激光振荡器的例子,可列举:KrF准分子激光、ArF准分子激光、YAG激光。另外,激光光可作为脉冲光来照射,作为所述情况下的频率,可使用0.1kHz~100kHz左右。作为能量密度,可在100mJ/cm2~3000mJ/cm2的范围内适宜调整。
照射的激光波长可列举366nm作为一例,但不限定于此,可根据所使用的释放层的吸收波长范围适宜调整。
<LED安装工序>
接下来,如图3(c)所示,使转印后的所述LED 5与所述LED安装用基板12进行热压接而安装LED 5。
作为使LED热压接于LED安装用基板来进行安装的方法,可通过使用接合机或隔膜层压机(diaphragm laminator)等进行安装。就可在短时间内大面积安装的方面而言,优选为利用隔膜层压机进行的安装。作为安装温度,优选为90℃~140℃的范围,安装压力优选为0.5MPa~5.0MPa的范围,安装时间优选为1sec~10sec的范围。
为了提高有机成分的硬化反应,所获得的LED安装基板14可进行加热,例如可列举通过烘箱、惰性烘箱、加热板进行的加热干燥、利用紫外线灯、红外线加热器、卤素加热器、氙闪光灯等的电磁波或微波进行的加热干燥、真空干燥等。通过加热,提高凸块、绝缘层中的有机成分的反应率,可进一步提高密接性或连接可靠性。
另外,如图3(e)所示,若所述LED安装用基板中的凸块上的绝缘层的厚度为0.5μm~4μm的范围,则在LED转印工序中LED电极可贯穿绝缘层而直接安装于凸块,因此优选。
另外,如图3(e)所示,若所述LED安装用基板中的凸块间最小距离为3μm以上,则在LED转印工序中不会阻碍绝缘层的排出,进一步提高LED电极与凸块的连接性,因此安装性、连接可靠性进一步提高。另一方面,若凸块间最小距离为50μm以下,则可抑制热循环时产生的收缩差,进一步提高连接可靠性。
实施例
以下列举实施例及比较例对本发明进行详细说明,但本发明的实施方式并不限定于这些。
各实施例中的评价方法如以下那样。
<凸块间最小距离>
利用数字显微镜(digital microscope)(VHX-6000;基恩士(Keyence)(股)制造)随机地测定十个部位的形成于电路基板上的一对凸块的凸块间距离,将最小的数值设为凸块间最小距离。
<凸块的平均厚度>
对于自形成于电路基板上的200个凸块中随机地选出的十个凸块的平均厚度,使用激光显微镜(VK-X1000/1100;基恩士(Keyence)(股)制造)进行测定,将其平均值设为凸块的平均厚度。
<凸块上的绝缘层的厚度>
使用激光显微镜(VK-X1000/1100;基恩士(Keyence)(股)制造)随机地测定十个部位的自电路基板至凸块上的绝缘层的厚度,将自其平均值减去凸块的平均厚度后的值设为凸块上的绝缘层的厚度。
<绝缘层的面积比率>
使用数字显微镜(VHX-6000;基恩士(Keyence)(股)制造)对形成于凸块上的绝缘层图案进行图像观察并算出面积,将所述面积除以安装的LED的发光面积而得的值设为绝缘层的面积比率。
<安装性评价>
对于实施例及比较例中获得的200个凸块上安装有100个LED芯片的LED安装基板施加电压,计数LED的点灯数,将其个数作为安装性评价结果。
<连接可靠性评价(热循环试验)>
对于实施例及比较例中获得的LED安装基板,分别以-40℃、85℃为1小时1循环,将其进行300个循环,并根据下述式求出之后的LED点灯率,作为连接可靠性评价结果。
连接可靠性评价=试验后的LED点灯数/试验前的LED点灯数×100。
实施例、比较例中使用的材料如以下那样。
[感光性成分]
(合成例)具有不饱和双键的含羧基的丙烯酸系共聚物(A)
在氮气环境的反应容器中装入150g的二乙二醇单丁醚(以下,为“DGME”),使用油浴升温至80℃为止。历时1小时向其中滴加包含20g的丙烯酸乙酯(以下,为“EA”)、40g的甲基丙烯酸2-乙基己酯(以下,为“2-EHMA”)、20g的丙烯酸正丁酯(以下,为“BA”)、15g的N-羟甲基丙烯酰胺(以下,为“MAA”)、0.8g的2,2′-偶氮双异丁腈及10g的DGME的混合物。滴加结束后,进而在80℃下加热6小时进行聚合反应。之后,添加1g的对苯二酚单甲醚,并停止聚合反应。继而,历时0.5小时滴加包含5g的甲基丙烯酸缩水甘油酯(以下,为“GMA”)、1g的三乙基苄基氯化铵及10g的DGME的混合物。滴加结束后,进而加热2小时进行加成反应。通过利用甲醇对所获得的反应溶液进行精制来去除未反应杂质,进而真空干燥24小时,由此获得共聚比率(质量基准):EA/2-EHMA/BA/GMA/AA=20/40/20/5/15的具有不饱和双键的含羧基的丙烯酸系共聚物(A)。
[光聚合引发剂]
·“艳佳固(IRGACURE)”OXE04(日本巴斯夫(BASF Japan)(股)制造)(以下,称为OXE04)。
[具有不饱和双键的化合物]
·“莱特丙烯酸酯(Light Acrylate)(注册商标)”BP-4EA(共荣社化学(股)制造)(以下,称为BP-4EA)。
[导电性粒子]
·粒子径(D50)0.5μm、纵横比为1.1的Ag粒子(以下,称为Ag粒子)
·粒子径(D50)0.5μm、纵横比为1.1的树脂芯Ag包覆粒子(树脂芯粒子的平均粒子径0.35μm)。(真密度7.24g/cm3)
[环氧树脂]
·“艾比克隆(EPICLON)(注册商标)”840(迪爱生(DIC)(股)制造)(以下,称为“840”)、环氧当量185g/eq、液状
·“艾比库隆(EPICRON)”HP-7200L(迪爱生(DIC)(股)制造)(以下,称为HP-7200L)、环氧当量250g/eq、软化点55℃。
[硬化促进剂]
·“固阿唑鲁(Curezol)(注册商标)”C11Z-A(四国化成(股)制造)(以下,称为C11Z-A)。
[硬化剂]
·酚醛清漆型酚树脂H-4(明和化成(股)制造)(以下,称为H-4)、羟基当量105g/eq、软化点72℃。
[具有硅氧烷键的化合物]
·KER-4910-UV(信越化学工业(股)制造)
·SMP-7004(信越化学工业(股)制造)。
[具有氨基甲酸酯键的化合物]
·艾巴克力(EBECRYL)230(大赛璐奥诺斯(Daicel Allnex)(股)制造)。
(合成例1)
<凸块形成用材料>
在100ml洁净瓶中放入15.00g的具有不饱和双键的含羧基的丙烯酸系共聚物(A)、0.66g的OXE04、1.5g的BP-4EA、3.82g的“840”、2.17g的H-4、5.78g的DGME,使用自转-公转真空混合机“去泡搅拌太郎(注册商标)”ARE-310(新基(Thinky)(股)制造)进行混合,从而获得28.94g的树脂溶液。
将所获得的28.94g的树脂溶液与粒子径(D50)0.5μm、纵横比为1.1的Ag粒子54.02g混合,使用三辊磨机(艾卡特(EXAKT)M-50;艾卡特(EXAKT)公司制造)进行混练,从而获得82.96g的凸块形成用膏。表1-a中示出凸块形成用膏的组成。
<凸块形成基板制作>
将所获得的凸块形成用膏涂布于具有基板厚度0.7mm的基板电极的电路基板上,在100℃的干燥烘箱内加热5分钟。
使用直描曝光装置(MX-1201;大日本科研(股)制造),考虑到曝光部的线增粗量,以曝光量300mJ/cm2(波长换算为375nm)对200个φ10μm的凸块图案进行曝光。
曝光后,使用0.1重量%的Na2CO3水溶液,喷雾显影20秒钟,利用超纯水进行淋洗处理,从而制作凸块形成基板。
<绝缘层材料>
在100ml洁净瓶中放入15.00g的具有不饱和双键的含羧基的丙烯酸系共聚物(A)、0.30g的OXE04、3.00g的“840”、0.015g的C11Z-A、4.579g的DGME,使用自转-公转真空混合机“去泡搅拌太郎(注册商标)”ARE-310(新基(Thinky)(股)制造)进行混合,从而获得22.89g的树脂溶液。表1-b中示出绝缘层材料的组成。
<LED安装用基板制作>
以成为所期望的干燥厚度的方式将所获得的绝缘层材料涂布于凸块形成基板上,并以成为与使用的LED的发光面积800μm2相同的绝缘层面积的方式,使用直描曝光装置(MX-1201;大日本科研(股)制造)以曝光量100mJ/cm2(波长换算为375nm)进行曝光。
曝光后,使用0.1重量%的Na2CO3水溶液,喷雾显影20秒钟,利用超纯水进行淋洗处理,从而制作LED安装用基板。利用所述方法对所获得的LED安装用基板的凸块的平均厚度进行评价。
<LED转印用基板制作>
如图2记载那样,于在蓝宝石基板8及利用激光能量进行分解的牺牲层7上排列有LED 5的面积为20μm×40μm、一个LED电极6的尺寸为18μm×13μm的LED芯片的LED基板15上,使在作为透明基板9的0.5mm的石英基板上以厚度成为10μm的方式形成有作为释放层10的聚酰亚胺层的基板在500N、200℃下热压接10分钟进行贴合,并自蓝宝石基板8以300mJ/cm2照射波长248nm的KrF准分子激光。之后,将蓝宝石基板8分离而获得LED转印用基板13。
(实施例1)
如图3(a)所示,将LED安装用基板与LED转印用基板真空吸附于载台及搬运用工具,利用对准照相机进行确认的同时,使载台位置以凸块重叠的方式移动至LED芯片的电极正下方,并以绝缘层、LED电极间距离成为50μm的方式相向。进而,如图3(b)所示,自LED转印用基板的石英基板(透明基板)侧以300mJ/cm2照射波长366nm的激光,将100个LED芯片转印至安装用基板的绝缘层上。之后,如图3(c)所示,使用隔膜层压机(MVLP600;日本制钢所(股)制造)在120℃、1MPa、30sec下进行热压接,从而获得LED安装基板。利用所述方法对所获得的LED安装基板的安装性及连接可靠性进行评价。将评价结果示于表2。
(实施例2~实施例17)
利用与实施例1相同的方法制作表1-a、表1-b所示的组成的凸块形成用材料、绝缘层材料,与实施例1同样地进行评价。将评价结果示于表2。
(实施例18)
如图3(a)所示,将LED安装用基板与LED转印用基板真空吸附于载台及搬运用工具,利用对准照相机进行确认的同时,使载台位置以凸块重叠的方式移动至LED芯片的电极正下方,并以绝缘层、LED电极间距离成为50μm的方式相向。进而,如图3(b)所示,自LED转印用基板的石英基板(透明基板)侧以300mJ/cm2照射波长366nm的激光,将100个LED芯片转印至安装用基板的绝缘层上,从而获得LED安装基板。利用所述方法对所获得的LED安装基板的安装性及连接可靠性进行评价。将评价结果示于表2。
(比较例1)
利用与实施例1相同的方法制作表1-a、表1-b所示的组成的凸块形成用材料,利用与实施例1相同的方法形成凸块形成基板,在凸块上不形成绝缘层,与实施例1同样地进行评价。将评价结果示于表2。
(比较例2~比较例5)
在具有基板厚度0.7mm的基板电极的电路基板上进行铟镀敷,获得在基板电极上形成有厚度4.0μm的铟凸块的凸块形成基板。使用表1-b所示的绝缘层材料并利用与实施例1相同的方法制作,与实施例1同样地进行评价。将评价结果示于表2。
(比较例6)
在具有基板厚度0.7mm的基板电极的电路基板上进行铟镀敷,获得在基板电极上形成有厚度0.5μm的铟凸块的凸块形成基板。使用表1-b所示的绝缘层材料并利用与实施例1相同的方法制作,与实施例1同样地进行评价。将评价结果示于表2。
(比较例7)
在具有基板厚度0.7mm的基板电极的电路基板上进行铟镀敷,获得在基板电极上形成有厚度3.0μm的铟凸块的凸块形成基板。使用表1-b所示的绝缘层材料并利用与实施例1相同的方法制作,与实施例1同样地进行评价。将评价结果示于表2。
(比较例8)
在具有基板厚度0.7mm的基板电极的电路基板上进行铟镀敷,获得在基板电极上形成有厚度3.0μm的铟凸块的凸块形成基板。使用表1-b所示的绝缘层材料并利用与实施例18相同的方法制作,与实施例1同样地进行评价。将评价结果示于表2。
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符号的说明
1:电极
2:基板
3:包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块
4:绝缘层
5:LED
6:LED电极
7:牺牲层
8:蓝宝石基板
9:透明基板
10:释放层
11:激光
12:LED安装用基板
13:LED转印用基板
14:LED安装基板
15:LED基板
Claims (10)
1.一种发光二极管安装基板的制造方法,具有:使发光二极管安装用基板的绝缘层形成面、与在透明基板上贴合有发光二极管的不具有电极的面的发光二极管转印用基板的所述发光二极管的具有电极的面相向的工序(相向工序),所述发光二极管安装用基板的绝缘层形成面含有:具有电极的基板、形成于所述电极上的包含有机成分及导电性粒子的复合材料的凸块、以及至少形成于所述凸块上的绝缘层;自所述发光二极管转印用基板的透明基板侧向所述发光二极管照射激光而使所述发光二极管转印至所述发光二极管安装用基板的工序(发光二极管转印工序);以及将转印后的所述发光二极管安装至所述发光二极管安装用基板的工序(发光二极管安装工序)。
2.根据权利要求1所述的发光二极管安装基板的制造方法,其中所述发光二极管安装工序是对转印后的发光二极管与发光二极管安装用基板进行热压接的工序。
3.根据权利要求1或2所述的发光二极管安装基板的制造方法,其中所述发光二极管安装用基板中的凸块的平均厚度BH为1.0μm~5.0μm。
4.根据权利要求1或2所述的发光二极管安装基板的制造方法,其中所述发光二极管安装用基板中的凸块间最小距离为3μm~50μm,所述发光二极管安装用基板中的所述凸块上的所述绝缘层的厚度为0.5μm~4μm。
5.根据权利要求1或2所述的发光二极管安装基板的制造方法,其中所述有机成分含有具有羧基的丙烯酸共聚物及环氧树脂。
6.根据权利要求1或2所述的发光二极管安装基板的制造方法,其中所述导电性粒子的含量在凸块的总重量中为50重量%~90重量%。
7.根据权利要求1或2所述的发光二极管安装基板的制造方法,其中所述发光二极管安装用基板中的绝缘层的面积为所述发光二极管的面积的1.1倍~10倍,在所述绝缘层下图案形成有两个凸块。
8.根据权利要求1或2所述的发光二极管安装基板的制造方法,其中所述绝缘层含有环氧树脂、与具有硅氧烷键或氨基甲酸酯键的化合物。
9.根据权利要求1或2所述的发光二极管安装基板的制造方法,具有通过曝光、显影方法对所述发光二极管安装用基板中的凸块进行图案形成的工序。
10.根据权利要求1或2所述的发光二极管安装基板的制造方法,具有通过曝光、显影方法对所述绝缘层进行图案形成的工序。
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