JP2024049259A - 接続構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】微小な発光素子等の、異なる高さの電極を有する電子部品を基板に接続する場合に簡便な方法でショートや導通不良を防止する。【解決手段】電子部品１０の第１電極１１ａと基板２０の第１電極２１ａ、及び電子部品１０の第２電極１１ｂと基板２０の第２電極２１ｂが、それぞれ第１導電粒子２ａ由来の第１導電材料２ａ’と粘着材３ａ’、及び第２導電粒子２ｂ由来の第２導電材料２ｂ’と粘着材３ｂ’によって接続されている接続構造体１Ａであって、電子部品１０の第１電極１１ａと第２電極１１ｂに段差Δｄがあり、第１導電材料２ａ’による接続距離Ｌ１と、第２導電材料２ｂ’による接続距離Ｌ２との差が前記段差Δｄを相殺している。【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、一つの微小電子部品が有する第１電極と第２電極に段差がある場合に、その微小電子部品を基板に接続する方法、その接続により得られる接続構造体、及びその接続に使用する導電粒子含有フィルムに関する。

微小な発光素子であるμＬＥＤを基板上に配列してなるμＬＥＤディスプレイは、液晶ディスプレイに必要とされるバックライトを省略できることによりディスプレイを薄膜化することができ、さらに広色域化、高精細化、省電力化も実現することのできるディスプレイまたは光源として期待されている。

ＬＥＤの製造過程では、ウエハ上にｎ型層、発光層、ｐ型層が順次積層した成膜層を形成し、メサ加工によりウエハ上のｎ型層を露出させ、ｎ型層とｐ型層とに電極（ｎ電極、ｐ電極）を形成し、絶縁膜を成膜し、ダイシングしてベアチップを形成する。

ＬＥＤのベアチップを基板に接続実装する方法としては、ワイヤボンディングを行う方法もあるが、生産性の点から異方性導電フィルムを用いたフリップチップ接続が行われる。フリップチップ接続では、ｎ電極とｐ電極の段差が解消されるようにｎ電極とｐ電極の厚みを変えておくことがなされている。しかしながら、電極の製造工程数が増え、電極材料も段差解消分だけ多く使用しなくてはならないので、コスト高となる。

これに対し、特許文献１には、異方性導電フィルムとして、樹脂粒子の表面に金属層を有する導電粒子とこの導電粒子よりも粒子径の小さいハンダ粒子とをバインダー樹脂に分散させたものを使用し、ｎ電極とｐ電極に段差があるベアチップを接続することが記載されている。また、特許文献２には、３０％圧縮変形時のＫ値と３０％圧縮変形時の回復率が特定の範囲の導電粒子とハンダ粒子とをバインダー樹脂に分散させた異方性導電フィルムを使用してｎ電極とｐ電極に段差があるベアチップを接続することが記載されている。

一方、複数種の電子部品を一つの基板に接続するのに適した異方性導電フィルムとして、導電粒子の個数密度、粒子径及び硬度の少なくとも一つが異なる複数領域を有するものが提案されている（特許文献３）。

特開２０１５－１７８５５５号公報 特開２０２１－１０３６０８号公報 特開２０１９－３６５１６号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の接続方法でも基板に接続したＬＥＤが傾き、導通不良が生じ、所期の輝度を得られない場合がある。

特許文献３には、異方性導電フィルムの使用領域を電子部品ごとに変えることが記載されているが、一つの電子部品内に異なる高さの電極が存在することへの対応方法は記載されていない。

これに対し、本発明はＬＥＤのベアチップ等の電子部品、特にμＬＥＤのベアチップのように一辺が５０μｍよりも小さい微小な電子部品であって、高さが異なる電極を有するものを基板に対して傾かないように接続し、導通不良や輝度不足を防止することを課題とする。

本発明者は、ＬＥＤのベアチップのように高さが異なる電極を有する電子部品を、導電粒子と粘着材を用いて基板にフリップチップ接続するには、導電粒子として、電極の段差を相殺することのできる粒子径差を有するものを、電極の高さに応じて使い分けることが有効であることを想到し、本発明を完成させた。

即ち、本発明は電子部品の第１電極と基板の第１電極、及び電子部品の第２電極と基板の第２電極が、それぞれ第１導電粒子由来の第１導電材料と粘着材、及び第２導電粒子由来の第２導電材料と粘着材によって接続されている接続構造体であって、電子部品の第１電極と第２電極に段差があり、第１導電材料による接続距離Ｌ１と、第２導電材料による接続距離Ｌ２との差が前記段差を相殺している接続構造体を提供する。

また、上述の接続構造体の製造方法であって、段差を有する電子部品の第１電極及び第２電極と、該第１電極及び第２電極に対応する基板の第１電極及び第２電極との間に、それぞれ第１粘着材付導電粒子及び第２粘着材付導電粒子を挟持させ、少なくとも加熱又は加圧する接続構造体の製造方法であって、前記段差が相殺されるように第１粘着材付導電粒子の第１導電粒子の粒子径Ｄ１と第２粘着材付導電粒子の第２導電粒子の粒子径Ｄ２に差を設ける接続構造体の製造方法を提供する。

加えて、上述の接続構造体の製造方法に使用する導電粒子含有フィルムであって、基材フィルム上で複数の第１導電粒子が粘着材層に保持されている第１導電粒子保持領域と、該基材フィルム上で複数の第２導電粒子が粘着材層に保持されている第２導電粒子保持領域とが区分されており、第１導電粒子と第２導電粒子とが、電子部品の第１電極と第２電極との段差を相殺する粒子径差を有する導電粒子含有フィルムを提供する。

本発明の接続構造体は、ベアチップＬＥＤのｐ電極とｎ電極のように第１電極と第２電極に段差がある電子部品と基板との接続構造体であり、電子部品の第１電極と基板の第１電極とを接続する第１導電材料の接続距離と、電子部品の第２電極と基板の第２電極とを接続する第２導電材料の接続距離の差が、電子部品の第１電極と第２電極の段差を相殺するものになっている。そのため、基板上で電子部品が傾かず、傾きに伴う導通不良等も生じない。

本発明の接続構造体の製造方法によれば、電子部品の段差のある第１電極と第２電極を、導電粒子を用いて基板に接続するにあたり、段差を相殺することのできる粒子径差の第１導電粒子と第２導電粒子を使い分けるので、本発明の接続構造体では接続後の電子部品が不用に傾かず、かつ接続構造体を簡便に製造することができる。また、この製造方法によれば、電子部品の第１電極と第２電極の段差を、電極厚を異ならせることや電極（バンプ）の形成を省略もしくは最小限にすることにより予め接続面の段差を解消しておくことが不要となり、その分、接続構造体を安価に製造することが可能となる。

本発明の導電粒子含有フィルムによれば、電子部品の電極の段差に対応する粒子径差の第１導電粒子と第２導電粒子が粘着材層に区分して保持されているので、本発明の製造方法を行うために有用となる。

図１Ａは、実施例の接続構造体１Ａにおける電極、導電材料及び粘着材の平面配置図である。 図１Ｂは、実施例の接続構造体１Ａの断面図である。 図２Ａは、実施例の接続構造体１Ａの製造方法の説明図である。 図２Ｂは、実施例の接続構造体１Ａの製造方法の説明図である。 図２Ｃは、実施例の接続構造体１Ａの製造方法の説明図である。 図３Ａは、実施例の接続構造体１Ｂにおける電極、導電材料及び粘着材の平面配置図である。 図３Ｂは、実施例の接続構造体１Ｂの断面図である。 図４Ａは、実施例の接続構造体１Ｃの平面配置図である。 図４Ｂは、実施例の接続構造体１Ｃのｘ－ｘ断面図である。 図５Ａは、実施例の接続構造体１Ｄの平面配置図である。 図５Ｂは、実施例の接続構造体１Ｄのｙ－ｙ断面図である。 図６Ａは、導電粒子含有フィルム３０Ａにおける導電粒子の平面配置図である。 図６Ｂは、導電粒子含有フィルム３０Ａのｚ－ｚ断面図である。 図７は、導電粒子含有フィルム３０Ｂの断面図である。 図８は、導電粒子含有フィルム３０Ｃの断面図である。

以下、本発明を、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図中同一符号は、同一又は同等の構成要素を表している。

（接続構造体）
図１Ａは本発明の一実施例の接続構造体１Ａの平面図であり、図１Ｂはその断面図である。

本実施例の接続構造体１Ａにおいて電子部品１０はμＬＥＤベアチップであり、そのｐ電極とｎ電極には段差Δｄがある。この接続構造体１Ａでは、電子部品１０のｎ電極を第１電極１１ａとし、ｐ電極を第２電極１１ｂとした場合に、第１電極１１ａ、第２電極１１ｂと、基板２０の対応する第１電極２１ａ、第２電極２１ｂとが、それぞれ第１導電材料２ａ’、第２導電材料２ｂ’によって電気的に接続され、粘着材３ａ’、３ｂ’によって機械的に接続されている。そして、第１導電材料２ａ’による対向する電極１１ａ、２１ａ間の接続距離Ｌ１と、第２導電材料２ｂ’による対向する電極１１ｂ、２１ｂ間の接続距離Ｌ２との差が段差Δｄを相殺している。したがって、この接続構造体１Ａでは電子部品１０が傾かずに基板２０に実装されている。

ここで、段差Δｄは、１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上の電極の段差を指す。段差は電極の平滑面や主面の高さの差を指す。従来、異方性接続などに使用されているＩＣチップなどの半導体素子ではこの段差が、一方の電極を厚く形成することにより解消されている。本発明において上述の第１導電材料２ａ’の接続距離Ｌ１と第２導電材料２ｂ’の接続距離Ｌ２との差は、後述するように、これらの導電材料２ａ’、２ｂ’を形成する導電粒子２ａ、２ｂの粒子径Ｄ１、Ｄ２の差に基づく。したがって、本発明によれば段差Δｄを導電粒子２ａ、２ｂの粒子径Ｄ１、Ｄ２の差で解消するので、電極形成のコストを削減することができる。例えば、電極がＡｕバンプであったと想定すれば、この高さのＡｕバンプの削減量から導電粒子のコストを引いたものが発明の効果を表すと考えてもよい。第１導電材料２ａ’と第２導電材料２ｂ’とに用いられている導電粒子の粒子径は１μｍ以上の差があればよい。

なお、図中、符号１２はウエハ、１３はｎ型層、１４は発光層、１５はｐ型層、１６は保護膜（絶縁膜）を表している。また、本発明において電子部品１０は、μＬＥＤベアチップに限られず、例えばミニＬＥＤベアチップ等の半導体素子でもよい。発明の効果が発揮されれば半導体素子以外であってもよく、特に制限はない。また、接続構造体には、必要に応じてアンダーフィルなどを設けても良い。

本実施例の接続構造体１Ａでは、後述する接続構造体の製造方法により、第１導電材料２ａ’が第１粘着材付導電粒子４ａの導電粒子２ａに由来し、第２導電材料２ｂ’が第２粘着材付導電粒子４ｂの導電粒子２ｂに由来する。第１導電材料２ａ’、第２導電材料２ｂ’は、それぞれ導電粒子２ａ、２ｂの略球体の形状が扁平化したものとなっている。

なお、ここでいう粘着材付導電粒子は、後述するように、導電粒子含有フィルムを個片化したものを含む。レーザーリフトオフ法などにより、個片化した導電粒子含有フィルムを基板の電極の所定位置に設けることで、μＬＥＤのような微小電子部品の電極形成を代替でき、接続構造体のトータルでの部品コストや製造コストの削減が可能となる。言い換えれば、導電材料を基板上に載置する工程、μＬＥＤなどの微小電子部品を載置する工程、圧着やリフローなどの接続工程からなる従来の接続構造体の製造方法において、本発明は、基板上の所定位置、即ち一つのμＬＥＤの第１電極（ｎ電極）１１ａと第２電極（ｐ電極）１１ｂのそれぞれに粒子径の異なる導電粒子を載置する。これにより、微小電子部品の電極（Ａｕバンプなど）の形成を省略することができる。本発明によれば、圧着やリフローなどの接続工程において、微小電子部品の傾きを設計範囲内に抑えるといった技術課題が新たに発生するにしても、それを補えるコスト削減効果を期待することができる。

本実施例の接続構造体１Ａにおいて、第１導電材料２ａ’は対向する第１電極１１ａ、２１ａの間に収まり、第２導電材料２ｂ’も対向する第２電極１１ｂ、２１ｂ間に収まっており、電子部品１０の第１電極１１ａと第２電極１１ｂとが、導電材料２ａ’、２ｂ’や粘着材３ａ’、３ｂ’が存在しない領域Ｘで隔てられ、第１電極１１ａと第２電極１１ｂのショートが防止されている。

第１電極１１ａ又は２１ａと第１導電材料２ａ’との接続面積や、第２電極１１ｂ又は２１ｂと第２導電材料２ｂ’との接続面積は、少なすぎると導通不良が懸念されることから、電極面の面積の４％以上が好ましく、７％以上がより好ましく、１０％以上がさらに好ましい。一方、第１電極１１ａ又は２１ａと第１導電材料２ａ’との接続面積が第１電極１１ａ又は２１ａの面積に対して大きすぎると第１導電材料２ａ’が第１電極１１ａからはみ出し、また、第２電極１１ｂ又は２１ｂと第２導電材料２ｂ’との接続面積が第２電極１１ｂ又は２１ｂの面積に対して大きすぎても第２導電材料２ｂ’が第２電極１１ｂからはみ出し、ついには第１電極１１ａと第２電極１１ｂとの間で第１導電材料２ａ’と第２導電材料２ｂ’が繋がり、ショートが起こることが懸念される。そのため、電極１１ａ、１１ｂが、導電材料２ａ’、２ｂ’が存在しない領域Ｘで隔てられるようにする。

上述の接続面積や電極面の面積の計測方法は、金属顕微鏡を用いて観察して求める他、画像解析ソフト（例えば、ＷｉｎＲＯＯＦ（三谷商事株式会社）や、Ａ像くん（登録商標）（旭化成エンジニアリング株式会社）等）により観察画像を計測して求めてもよい。

（接続構造体の変形態様）
本発明の接続構造体において、電子部品と基板との間の粘着材の存在形態は特に制限はない。図３Ａ，図３Ｂに示す接続構造体１Ｂのように、対向する第１電極１１ａ、２１ａ間の粘着材３ａ’と、対向する第２電極１１ｂ、２１ｂ間の粘着材３ｂ’が連続していてもよい。樹脂の使用量を削減する点からは、第１電極１１ａ、２１ａ間の粘着材３ａ’と第２電極１１ｂ、２１ｂ間の粘着材３ｂ’を離間させることが好ましい。

本発明の接続構造体において、第１電極１１ａ、２１ａ間の導電粒子由来の第１導電材料２ａ’と第２電極１１ｂ、２１ｂ間の導電粒子由来の第２導電材料２ｂ’の個数は、それぞれ１個でもよく複数個でもよいが、導通を安定させるためには導電粒子は３個以上であることが好ましい。例えば、図４Ａ、図４Ｂに示す接続構造体１Ｃのように第１電極１１ａ、２１ａ間と第２電極１１ｂ、２１ｂ間とがそれぞれ複数個の導電粒子由来の導電材料２ａ’、２ｂ’で接続されていてもよい。この場合に、図５Ａ、図５Ｂに示す接続構造体１Ｄのように、対向する第１電極１１ａ、２１ａ間の粘着材３ａ’と、対向する第２電極１１ｂ、２１ｂ間の粘着材３ｂ’が連続していてもよい。

（接続構造体１Ａの製造方法）
図１Ａ，図１Ｂに示した接続構造体１Ａの製造方法としては、例えば、まず図２Ａに示すように、電子部品１０の第１電極１１ａ、第２電極１１ｂ上にそれぞれ導電粒子の粒子径の異なる第１粘着材付導電粒子４ａ、第２粘着材付導電粒子４ｂを配置し、次に図２Ｂに示すように、電子部品１０の第１電極１１ａと基板２０の第１電極２１ａとで第１粘着材付導電粒子２ａが挟持され、電子部品１０の第２電極１１ｂと基板２０の第２電極２１ｂとで第２粘着材付導電粒子２ｂが挟持されるように電子部品１０と基板２０を重ね合わせ、電子部品１０と基板２０を加熱又は加圧して電子部品１０の第１電極１１ａと基板２０の第１電極２１ａを接続すると共に、電子部品１０の第２電極１１ｂと基板２０の第２電極２１ｂを接着する。なお、接続にはリフローを用いてもよい。特に導電粒子がハンダの場合はリフロー接続が好ましい場合がある。粒子径違いのハンダをそれぞれの電極に一つもしくは小数個設ける場合には、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）と近似した考え方となるが、マイクロＬＥＤなどの微小部品でこれを簡易的に行えることが本発明の特徴と言える。

あるいは、図２Ｃに示すように、基板２０の第１電極２１ａ、第２電極２１ｂ上に導電粒子の粒子径の異なる第１粘着材付導電粒子４ａ、第２粘着材付導電粒子４ｂを配置し、次に前述の図２Ｂと同様に、電子部品１０の第１電極１１ａと基板２０の第１電極２１ａとで第１粘着材付導電粒子４ａが挟持され、電子部品１０の第２電極１１ｂと基板の第２電極２１ｂとで第２粘着材付導電粒子４ｂが挟持されるように電子部品１０と基板２０を重ね合わせ、基板２０と電子部品１０を加熱又は加圧する。導電粒子の種類によってはリフローにより対向する電子部品１０の電極１１ａ、１１ｂと基板２０の電極２１ａ、２１ｂを接続する。

ここで粒子径の異なる第１粘着材付導電粒子４ａ、第２粘着材付導電粒子４ｂとしては、第１粘着材付導電粒子４ａを構成する第１導電粒子２ａの粒子径Ｄ１と、第２粘着材付導電粒子４ｂを構成する第２導電粒子２ｂの粒子径Ｄ２とが、電子部品１０の電極１１ａ、１１ｂの段差Δｄを相殺することのできる粒子径差を有するものを使用する。この場合、粒子径差（│Ｄ１―Ｄ２│）と段差Δｄとの差を±０．５μｍとすることが好ましい。

また、第１粘着材付導電粒子４ａを構成する第１導電粒子２ａの粒子径Ｄ１と第２粘着材付導電粒子４ｂを構成する第２導電粒子２ｂの粒子径Ｄ２がＤ１＞Ｄ２である場合に、第１導電粒子２ａの粒子硬度Ａ１と、第２導電粒子２ｂの粒子硬度Ａ２とが、Ａ１≦Ａ２であることが好ましい。これにより第１電極１１ａ、２１ａ間を第１導電粒子２ａ由来の第１導電材料２ａ’で確実に接続すると共に、第２電極１１ｂ、２１ｂ間を第２導電粒子２ｂ由来の導電材料２ｂ’で確実に接続することが容易となる。ここで粒子硬度としては圧縮強さ（ＪＩＳ Ｋ ７１８１）により測定される数値とすることができる。粒子硬度として２０％変形時の圧縮硬さ（２０％Ｋ値）を使用してもよい。

電子部品１０の第１電極１１ａ又は基板２０の第１電極２１ａに配置する第１粘着材付導電粒子４ａ、及び電子部品１０の第２電極１１ｂ又は基板２０の第２電極２１ｂに配置する第２粘着材付導電粒子４ｂの量は、電極面積や導電粒子の粒子径等に応じて定めることができるが、導電粒子２ａ、２ｂの数として１個以上とし、特に３個以上とすることが好ましい。上限は電極の大きさと粒子径によって定まるため、特に制限はない。

第１粘着材付導電粒子４ａの電子部品１０の第１電極１１ａ又は基板２０の第１電極２１ａへの配置方法、又は第２粘着材付導電粒子４ｂの電子部品１０の第２電極１１ｂ又は基板２０の第２電極２１ｂへの配置方法は、当該粘着材付導電粒子４ａ、４ｂの形態に応じて選択することができる。即ち、接続前の第１粘着材付導電粒子４ａ及び第２粘着材付導電粒子４ｂは粒状又は個片状の形態をとることができる。ここで、粒状とは、好ましくは１個の導電粒子に粘着材が略一様な厚みで付着している状態をいう。個片状とは導電粒子含有シートを個片化したときに得られる形態であり、個片状の粘着材付導電粒子では、通常、導電粒子の存在箇所が盛り上がり、その周囲が略均一な厚みの粘着材層になっている。

第１粘着材付導電粒子４ａや第２粘着材付導電粒子４ｂを、導電粒子含有フィルムを個片化したものとする場合、大径の第１導電粒子２ａを含むフィルムの個片を電子部品１０の第１電極１１ａ又は基板２０の第１電極２１ａに配置し、小径の第２導電粒子２ｂを含むフィルムの個片を電子部品１０の第２電極１１ｂ又は基板２０の第２電極２１ｂに配置する。このための手法としては、公知のレーザーリフトオフ法（例えば、特開２０１７－１５７７２４号公報）又はそれに準じた方法を行うことができる。即ち、導電粒子含有フィルムにレーザー光を照射し、導電粒子含有フィルムから電極１１又は２１に対応する面積の個片状のフィルムを離脱させ、電極１１又は２１上に着弾させることができる。個片の形状は、捲れや欠けの発生を抑制するために、鈍角からなる多角形、角が丸い多角形、楕円、長円、及び円から選択される少なくとも１種であることが好ましい。このような形状の個片は、接続に支障を来さなければ、接続時にその一部が電極からはみ出していてもよい。個片は、基板側の電極のみに個々に離間して載置され、マイクロＬＥＤの電極が離間した個片のそれぞれと接続された状態であってもよい。即ち、上述した鈍角からなる多角形、角が丸い多角形、楕円、長円、及び円から選択される少なくとも１種からなる個片が、基板の電極それぞれに設けられ、マイクロＬＥＤが２つの個片のそれぞれを跨ぐようにして接続されていてもよい。マイクロＬＥＤの電極部分に予めこれらの個片や粘着材付導電粒子が設けられていてもよい。電極と個片はそれぞれの一部が重複するように見える場合がある。個片の端部に基板の電極やマイクロＬＥＤの電極が存在するような状態であってもよい。電極１１ａ、１１ｂ又は２１ａ、２１ｂに設けるそれぞれの個片内の導電粒子の大きさは、その場所に必要とされる導電粒子径となるように調整すればよい。絶縁性樹脂や導電粒子が不足する場合には、別途絶縁性樹脂からなる個片や粘着材を電極付近やマイクロＬＥＤの外周部等に追加することも本発明は包含する。

レーザーリフトオフ法で電子部品１０を基板２０上に着弾させる場合に基板２０上にはシリコーンゴム層があってもよい。シリコーンゴム層は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等から形成することができる。また、レーザーリフトオフ法で電子部品をシリコーンシートに着弾させ、シリコーンシートに電子部品１０が設けられている状態で、電子部品１０の電極１１を基板２０の電極２１に重ね合わせても良い。

レーザーリフトオフ法は、市販のレーザーリフトオフ装置（例えば、信越化学工業株式会社のレーザーリフトオフ装置、商品名「Invisi LUM-XTR」）を用いて行うことができる。

個片化に供する導電粒子含有フィルムとしては、図６Ａ及び図６Ｂに示す導電粒子含有フィルム３０Ａのように、大径の第１導電粒子２ａと小径の第２導電粒子２ｂとが、共通の基材フィルム３１上の共通の粘着材層３２に保持され、かつ第１導電粒子２ａが保持されている第１導電粒子保持領域Ｒ１と第２導電粒子２ｂが保持されている第２導電粒子保持領域Ｒ２とが区分されているものを使用することができる。第１導電粒子保持領域Ｒ１と第２導電粒子保持領域Ｒ２とは互いに離間しているものを使用してもよい。また、各導電粒子２ａ、２ｂは基材フィルム３１に当接していることが好ましい。

導電粒子含有フィルム３０Ａと同様の導電粒子の平面配置を有するが、図７に示す断面の導電粒子含有フィルム３０Ｂのように、第１導電粒子保持領域Ｒ１のフィルム厚に対して第２導電粒子保持領域Ｒ２のフィルム厚を薄くしたものを使用してもよい。導電粒子含有フィルム３０Ａと同様の導電粒子の平面配置を有するが、図８に示す断面の導電粒子含有フィルム３０Ｃのように、第１導電粒子保持領域Ｒ１の粘着材層と第２導電粒子保持領域Ｒ２の粘着材層３２が離間していてもよい。また、第１導電粒子保持領域Ｒ１と第２導電粒子保持領域Ｒ２とが、完全に別個の導電粒子含有フィルムとして形成されていてもよい。

一方、第１粘着材付導電粒子４ａの電子部品１０の電極１１ａ又は基板２０の電極２１ａへの配置方法、又は第２粘着材付導電粒子４ｂの電子部品１０の電極１１ｂ又は基板２０の電極２１ｂへの配置方法として、公知のスタンプ材を用いた転写法（例えば、特開２０２１－１４１１６０号公報）により、導電粒子含有フィルムを電子部品１０の電極１１上又は基板２０の電極２１上に転写してもよい。

第１粘着材付導電粒子４ａの電子部品１０の電極１１ａ又は基板２０の電極２１ａへの配置方法、又は第２粘着材付導電粒子４ｂの電子部品１０の電極１１ｂ又は基板２０の電極２１ｂへの配置方法として、インクジェット、スクリーン印刷等の印刷手法を用いて導電粒子含有ペーストを塗布して設けてもよい。１辺が２００μｍ以下のミニＬＥＤなど比較的電極が大きいものには適している。

（接続構造体１Ｂ等の製造方法）
一方、図３Ａ、図３Ｂに示した接続構造体１Ｂや、図５Ａ、図５Ｂに示した接続構造体１Ｄのように、電子部品１０の第１電極１１ａ上の粘着材３ａ’と第２電極１１ｂ上の粘着材３ｂ’とが連続して一体になっている場合にも、図６Ａ，図６Ｂに示した導電粒子含有フィルム３０Ａや図７に示した導電粒子含有フィルム３０Ｂを使用することができる。

この場合、電子部品１０の第１電極１１ａ、第２電極１１ｂ又は基板２０の第１電極２１ａ、第２電極２１ｂに、導電粒子含有フィルム３０Ａ又は３０Ｂを、電極に対応する粒子径の導電粒子保持領域Ｒ１，Ｒ２が配置されるようにして仮貼りし、導電粒子含有フィルム３０Ａ、３０Ｂを介して電子部品１０の第１電極１１ａ、第２電極１１ｂ及び基板２０の第１電極２１ａ、第２電極２１ｂをアライメントする。そして、導電粒子含有フィルム３０Ａを介して電子部品１０と基板２０とを加圧し、接続する。図６Ａにおいて二点鎖線は、この導電粒子含有フィルム３０Ａを仮貼りする電極１１ａ、１１ｂの該フィルム３０Ａにおける位置を示している。

なお、接続後に必要に応じてアンダーフィルなどで封止をしてもよい。また、電極に粘着剤付導電粒子や個片を設ける前後に絶縁性樹脂層のみを設けてアンダーフィルと同様の効果を得てもよい。

（導電粒子含有フィルム）
本発明の導電粒子含有フィルムは、前述した個片化に使用することができ、フィルム平面視および断面視は図６Ａ，図６Ｂ、図７、図８に示した粒子配置とすることができる。

導電粒子含有フィルムでは、導電粒子が互いに離間していることが好ましい。例えば、導電粒子２ａ、２ｂの粒子径が１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上のとき、粒子間距離を粒子径の１～３倍に離すことが好ましい。また、隣り合う導電粒子間の距離が１μｍ以上離間しているものを６０％以上存在させることが好ましい。このような導電粒子含有フィルムは、公知の異方性導電フィルム（例えば、特許６１８７６６５、特開２０１８―０９０７６８号公報）と同様にして製造することができる。導電粒子が互いに離間して規則配置している場合、電極に導電材料を設ける際に、電極内の導電粒子の位置を制御することができる。導電粒子が複数個ある場合、各電極でベアチップを支えるのに適した配置とすることができる。個片化して電極毎に設ける場合に特に効果を発揮できる。

一方、本発明の導電粒子含有フィルムは、フィルム内で複数個の導電粒子が互いに接触した粒子配置であってもよい。このような導電粒子含有フィルムは、例えば、特開２０１６―８５９８３号公報に記載の異方性導電フィルムに準じて製造することができる。粒子配置はこれに限定されず、公知の規則配列を適宜選択できる。規則配列の手法も転写法などの公知の手法を用いて作成することができる。

導電粒子含有フィルムのフィルム厚は、薄すぎると第１電極１１ａ、２１ａ間、第２電極１１ｂ、２１ｂ間の接着力が不足し、厚すぎると接続構造体の製造過程において熱圧着を行う場合に第１導電粒子２ａ、第２導電粒子２ｂの位置ずれによりショートの発生や第１電極１１ａ、２１ａ、又は第２電極１１ｂ、２１ｂ間の導通特性の低下が懸念される。そのため、第１導電粒子保持領域Ｒ１、第２導電粒子保持領域Ｒ２のそれぞれにおいてフィルム厚は導電粒子２ａ、２ｂの粒子径の好ましくは０．８倍以上、より好ましくは１倍以上であり、また、好ましくは３倍以下、より好ましくは２．５倍以下、さらに好ましくは１．５倍以下である。

（導電粒子の種類）
第１導電粒子２ａ、第２導電粒子２ｂの種類としては、対向する第１電極１１ａ、２１ａ間、及び対向する第２電極１１ｂ、２１ｂ間の導通をとれる金属であれば特に制限はなく、Ａｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ系ハンダなどを好ましくあげることができる。また、樹脂コア金属被覆粒子でもよい。電極１１、２１間で導電粒子の種類を単一としてもよく、複数種としてもよい。対向する一つの電極間の導電粒子の種類を単一としてもよく、複数種としてもよい。

（導電粒子の粒子径）
前述のように第１導電粒子２ａと第２導電粒子２ｂは、電子部品１０の第１電極１１ａと第２電極１１ｂとの段差Δｄを相殺する粒子径差を有するが、本発明において、粒子径は平均粒子径を意味する。導電粒子含有フィルムにおける導電粒子の平均粒子径は、平面画像又は断面画像から求めることができる。顕微鏡観察で２００個以上の粒子径を測定することにより平均粒子径を求めても良い。また、導電粒子含有フィルムに含有させる前の原料粒子としての導電粒子の平均粒子径は湿式フロー式粒子径・形状分析装置ＦＰＩＡ－３０００（マルバーン社）を用いて求めることができる。なお、導電粒子に絶縁性微粒子等の微粒子が付着している場合には、微粒子を含めない径を粒子径とする。

（粘着材の種類）
粘着材付導電粒子４ａ、４ｂの粘着材としては、公知の異方性導電フィルム（例えば、特許６１８７６６５、特開２０１８―０９０７６８号公報等）で絶縁性樹脂として用いられているものを使用することができる。絶縁性樹脂としては硬化性樹脂を使用することが好ましい。この場合、熱硬化性及び光硬化性のいずれでもよい。硬化性樹脂を使用すると、硬化前の粘着性により電子部品の基板への仮固定を容易に行うことができ、また、硬化後には対向する電極１１、２１を強固に固定することができる。なお、絶縁性樹脂として熱可塑性樹脂を使用してもよい。

絶縁性樹脂には、クッション性のあるゴム成分を配合してもよい。ゴム成分としては、クッション性（衝撃吸収性）の高いエラストマーであれば特に限定されるものではなく、具体例として、例えば、アクリルゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ポリウレタン樹脂（ポリウレタン系エラストマー）などを挙げることができる。

また、電子部品１０の第１電極１１ａと基板２０の第１電極２１ａとの接続工程前や、電子部品１０の第２電極１１ｂと基板２０の第２電極２１ｂとの接続工程前にレーザーリフトオフ法を使用する場合、粘着材３ａ、３ｂ（導電粒子含有フィルム）としては、硬化前や接続前（レーザー照射前）においては、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠したデュロメータＡ硬度が好ましくは２０～４０、より好ましくは２０～３５、特に好ましくは２０～３０のものであり、ＪＩＳ Ｋ７２４４に準拠した動的粘弾性試験（バイブロン、株式会社エー・アンド・デイ）による温度３０℃、周波数２００Ｈｚでの貯蔵弾性率が６０ＭＰａ以下が好ましい。粘着剤付導電粒子の場合は、フィルム状にして測定すればよい。

一方、硬化後（接続後）のＪＩＳ Ｋ７２４４に準拠した引張モードで測定された温度３０℃における貯蔵弾性率が１００ＭＰａ以上であることが好ましく、２０００ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。温度３０℃における貯蔵弾性率が低すぎる場合、良好な導通性が得られず、接続信頼性も低下する傾向にある。温度３０℃における貯蔵弾性率は、ＪＩＳ Ｋ７２４４に準拠し、粘弾性試験機（バイブロン、株式会社エー・アンド・デイ）を用いた引張モードで、例えば、周波数１１Ｈｚ、昇温速度３℃／ｍｉｎの測定条件で測定することができる。粘着剤付導電粒子の場合は、フィルム状にして測定すればよい。

電子部品１０の第１電極１１ａと基板２０の第１電極２１ａとの接続や、電子部品１０の第２電極１１ｂと基板２０の第２電極２１ｂとの接続にレーザーリフトオフ法を使用する場合、粘着材の転写後の反応率が好ましくは２５％以下、より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１５％以下となるようにすることが好ましく、これが充足されるように粘着材３ａ、３ｂを構成する樹脂の種類の選択、重合開始剤の濃度調整等を行うことが好ましい。これにより、優れた転写性を得ることができる。この反応率の測定は、例えばＦＴ－ＩＲを用いて、レーザーリフトオフ法におけるレーザー照射の前の粘着材とレーザー照射後の個片について、エポキシ基（９１４ｃｍ^－１付近）、（メタ）アクリロイル基（１６３５ｃｍ^－１付近）等の反応基のピーク高さＡ，ａとメチル基（２９３０ｃｍ^－１付近）等の対照のピーク高さＢ、ｂとを計測し、反応基の減少率として、次式により求めることができる。反応率は個片の原反から求めてもよい。

反応率（％）＝｛１－（ａ／ｂ）／（Ａ／Ｂ）｝×１００
式中、Ａはレーザー照射前の反応基のピーク高さ、Ｂはレーザー照射前の対照のピーク高さ、ａはレーザー照射後の反応基のピーク高さ、ｂはレーザー照射後の対照のピーク高さである。

なお、エポキシ基のピークに他のピークが重なる場合は、完全硬化（反応率１００％）させたサンプルのピーク高さを０％とすればよい。

本発明の接続構造体は、導通信頼性に優れ、量産性にも優れている。本発明の接続構造体の製造方法は、透明ディスプレイの製造等に応用することができる。
また、本発明において電子部品はμＬＥＤ、ミニＬＥＤ等の半導体素子以外でもよい。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 接続構造体
２ａ 第１導電粒子
２ａ’ 第１導電材料
２ｂ 第２導電粒子
２ｂ’ 第２導電材料
３ａ、３ｂ 粘着材
３ａ’、３ｂ’ 粘着材
４ａ 第１粘着材付導電粒子
４ｂ 第２粘着材付導電粒子
１０ 電子部品、μＬＥＤベアチップ
１１ａ 第１電極
１１ｂ 第２電極
１２ ウエハ
１３ ｎ型層
１４ 発光層
１５ ｐ型層
１６ 保護膜（絶縁膜）
２０ 基板
２１ａ 第１電極
２１ｂ 第２電極
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ 導電粒子含有フィルム
３１ 基材フィルム
３２ 粘着材層
Δｄ 段差
Ｄ１ 第１導電粒子の粒子径
Ｄ２ 第２導電粒子の粒子径
Ｌ１ 接続距離
Ｌ２ 接続距離
Ｒ１ 第１導電粒子保持領域
Ｒ２ 第２導電粒子保持領域
Ｘ 導電材料が存在しない領域

Claims (13)

1. 電子部品の第１電極と基板の第１電極、及び電子部品の第２電極と基板の第２電極が、それぞれ第１導電粒子由来の第１導電材料と粘着材、及び第２導電粒子由来の第２導電材料と粘着材によって接続されている接続構造体であって、電子部品の第１電極と第２電極に段差があり、第１導電材料による接続距離Ｌ１と、第２導電材料による接続距離Ｌ２との差が前記段差を相殺している接続構造体。
2. 第１導電材料の周囲の粘着材と、第２導電材料の周囲の粘着材とが離間している請求項１記載の接続構造体。
3. 段差を有する電子部品の第１電極及び第２電極と、該第１電極及び第２電極に対応する基板の第１電極及び第２電極との間に、それぞれ第１粘着材付導電粒子及び第２粘着材付導電粒子を挟持させ、少なくとも加熱又は加圧する接続構造体の製造方法であって、前記段差が相殺されるように第１粘着材付導電粒子の第１導電粒子の粒子径Ｄ１と第２粘着材付導電粒子の第２導電粒子の粒子径Ｄ２に差を設ける接続構造体の製造方法。
4. 第１導電粒子の粒子径Ｄ１と第２導電粒子の粒子径Ｄ２との差（│Ｄ１―Ｄ２│）と前記段差との差が±０．５μｍである請求項３記載の製造方法。
5. 第１導電粒子の粒子径Ｄ１と第２導電粒子の粒子径Ｄ２がＤ１＞Ｄ２である場合に、第１導電粒子の粒子硬度Ａ１と第２導電粒子の粒子硬度Ａ２とが、Ａ１≦Ａ２である請求項３記載の製造方法。
6. 電子部品の第１電極又は基板の第１電極に第１粘着材付導電粒子を配置すると共に、電子部品の第２電極又は基板の第２電極に第２粘着材付導電粒子を配置し、電子部品の第１電極と基板の第１電極とで第１粘着材付導電粒子を挟持すると共に、電子部品の第２電極と基板の第２電極で第２粘着材付導電粒子を挟持する請求項３～５のいずれかに記載の製造方法。
7. 第１粘着材付導電粒子と第２粘着材付導電粒子を別個の導電粒子含有フィルムから形成する請求項６記載の製造方法。
8. 粘着材層に第１導電粒子が保持されている第１導電粒子保持領域と第２導電粒子が保持されている第２導電粒子保持領域を共通の基材フィルム上に有し、第１導電粒子保持領域と第２導電粒子保持領域が離間している導電粒子含有フィルムを用いて第１粘着材付導電粒子と第２粘着材付導電粒子を形成する請求項６記載の製造方法。
9. 第１導電粒子と第２導電粒子がそれぞれ基材フィルムに当接している請求項８記載の製造方法。
10. 請求項３記載の製造方法に使用する導電粒子含有フィルムであって、基材フィルム上で複数の第１導電粒子が粘着材層に保持されている第１導電粒子保持領域と、該基材フィルム上で複数の第２導電粒子が粘着材層に保持されている第２導電粒子保持領域とが区分されており、第１導電粒子と第２導電粒子とが、電子部品の第１電極と第２電極との段差を相殺する粒子径差を有する導電粒子含有フィルム。
11. 基材フィルム上で第１導電粒子保持領域と第２導電粒子保持領域が離間している請求項１０記載の導電粒子含有フィルム。
12. 第１導電粒子保持領域と第２導電粒子保持領域のフィルム厚が異なる請求項１０又は１１記載の導電粒子含有フィルム。
13. 第１導電粒子と第２導電粒子が基材フィルムに当接している請求項１０又は１１記載の導電粒子含有フィルム。

Images