KR20150060757A - 이방성 도전 접착제 - Google Patents

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시유끼 가니사와
히데쯔구 나미끼
마사하루 아오끼
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데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 높은 방열성이 얻어지는 이방성 도전 접착제를 제공한다. 도전성 입자(31)와 땜납 입자(32)를 결합제에 분산시킨다. 이 이방성 도전 접착제를 사용해서 열 압착한 LED 실장체는 LED 소자의 단자(전극(12a, 14a))와 기판의 단자(전극(22a, 23a))가 도전성 입자(31)를 통해 전기적으로 접속됨과 함께, LED 소자의 단자와 기판의 단자의 사이가 땜납 접합된다.

Description

이방성 도전 접착제{ANISOTROPIC CONDUCTIVE ADHESIVE}
본 발명은 도전성 입자가 분산된 이방성 도전 접착제에 관한 것으로, 특히 드라이버 IC(Integrated Circuit; 집적 회로), LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드) 등의 칩(소자)이 발하는 열을 방열하는 것이 가능한 이방성 도전 접착제에 관한 것이다.
본 출원은 일본에서 2012년 9월 24일에 출원된 일본 특허 출원 번호 특원 2012-210224를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것으로서, 이 출원은 참조됨으로써, 본 출원에 원용된다.
종래, LED 소자를 기판에 실장하는 공법으로서 와이어 본드 공법이 이용되고 있다. 와이어 본드 공법은 도 6에 도시한 바와 같이, LED 소자의 전극(제1 도전형 전극(104a) 및 제2 도전형 전극(102a))면을 위로 향하게 하여(페이스 업), 그 LED 소자와 기판의 전기적 접합을 와이어 본드(WB)(301a, 301b)로 행하고, LED 소자와 기판의 접착에는 다이 본드재(302)를 사용한다.
그러나, 이와 같은 와이어 본드로 전기적 접속을 얻는 방법에서는 전극(제1 도전형 전극(104a) 및 제2 도전형 전극(102a))으로부터의 와이어 본드의 물리적 파단·박리의 리스크가 있기 때문에, 보다 신뢰성이 높은 기술이 요구되고 있다. 또한, 다이 본드재(302)의 경화 프로세스는 오븐 경화로 행해지기 때문에, 생산에 시간이 걸린다.
와이어 본드를 사용하지 않는 공법으로서, 도 7에 도시한 바와 같이, LED 소자의 전극(제1 도전형 전극(104a) 및 제2 도전형 전극(102a))면을 기판측으로 향하게 하고(페이스 다운, 플립 칩), 그 LED 소자와 기판의 전기적 접속에, 은 페이스트로 대표되는 도전성 페이스트(303a, 303b)를 사용하는 방법이 있다.
그러나, 도전성 페이스트(303a, 303b)는 접착력이 약하기 때문에, 밀봉 수지(304)에 의한 보강이 필요하다. 또한, 밀봉 수지(304)의 경화 프로세스는 오븐 경화로 행해지기 때문에, 생산에 시간이 걸린다.
도전성 페이스트를 사용하지 않는 공법으로서, 도 8에 도시한 바와 같이, LED 소자의 전극면을 기판측으로 향하게 하고(페이스 다운, 플립 칩), 그 LED 소자와 기판의 전기적 접속 및 접착에, 절연성의 접착제 결합제(305) 중에 도전성 입자(306)를 분산시킨 이방성 도전 접착제를 사용하는 방법이 있다. 이방성 도전 접착제는 접착 프로세스가 짧기 때문에 생산 효율이 좋다. 또한, 이방성 도전 접착제는 저렴하고, 투명성, 접착성, 내열성, 기계적 강도, 전기 절연성 등이 우수하다.
또한, 최근 들어 플립 칩 실장하기 위한 LED 소자가 개발되고 있다. 이 FC 실장용 LED 소자는 패시베이션(105)에 의해 전극 면적을 크게 취하는 설계가 가능하기 때문에, 범프리스 실장이 가능해진다. 또한, 발광층 아래에 반사막을 설치함으로써 광 취출 효율이 좋아진다.
FC 실장용 LED 소자를 기판에 실장하는 공법으로서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 금 주석 공정(共晶) 접합이 사용되고 있다. 금 주석 공정 접합은 칩 전극을 금과 주석의 합금(307)으로 형성하고, 플럭스를 기판에 도포하고, 칩을 탑재, 가열함으로써 기판 전극과 공정 접합시키는 공법이다. 그러나, 이와 같은 땜납 접속 공법은 가열 중의 칩 어긋남이나 완전히 세정하지 못한 플럭스에 의한 신뢰성으로의 악영향이 있기 때문에 수율이 나쁘다. 또한, 고도의 실장 기술이 필요하다.
금 주석 공정을 사용하지 않는 공법으로서, 도 10에 도시한 바와 같이, LED 소자의 전극면과 기판의 전기적 접속에 땜납 페이스트를 사용하는 땜납 접속 공법이 있다. 그러나, 이와 같은 땜납 접속 공법은 페이스트가 등방성의 도전성을 갖기 때문에, pn 전극 사이가 쇼트하게 되어 수율이 나쁘다.
땜납 페이스트를 사용하지 않는 공법으로서, 도 11에 도시한 바와 같이, LED 소자와 기판의 전기적 접속 및 접착에, 도 8과 마찬가지로, 절연성의 결합제 중에 도전성 입자를 분산시킨 ACF 등의 이방성 도전 접착제를 사용하는 방법이 있다. 이방성 도전 접착제는 pn 전극 사이에 절연성의 결합제가 충전된다. 따라서, 쇼트가 발생하기 어렵기 때문에 수율이 좋다. 또한, 접착 프로세스가 짧기 때문에, 생산 효율이 좋다.
그런데, LED 소자의 활성층(정션)(103)은 광 이외에 많은 열을 발생하여, 발광층 온도(Tj=정션 온도)가 100℃ 이상이 되면 LED의 발광 효율이 저하되어, LED의 수명이 짧아진다. 이로 인해, 활성층(103)의 열을 효율적으로 방출시키기 위한 구조가 필요하다.
도 6에 도시한 바와 같은 WB 실장에서는 활성층(103)이 LED 소자의 상측에 위치하기 때문에, 발생한 열이 기판측에 효율적으로 전달되지 않기 때문에 방열성이 나쁘다.
또한, 도 7, 9, 10에 도시한 바와 같은 플립 칩 실장을 행하면, 활성층(103)이 기판측에 위치하기 때문에, 열이 기판측에 효율적으로 전달된다. 도 7, 10에 도시한 바와 같이, 전극 사이를 도전성 페이스트(303a, 303b)로 접합했을 경우, 고효율로 방열할 수 있지만, 도전성 페이스트(303a, 303b)에 의한 접속은 상기에서 설명한 바와 같이 접속 신뢰성이 나쁘다. 또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 금 주석 공정 접합을 행한 경우도, 상기에서 설명한 것과 마찬가지로 접속 신뢰성이 나쁘다.
또한, 도 8, 11에 도시한 바와 같이, 도전성 페이스트(303a, 303b)를 사용하지 않고 ACF(Anisotropic conductive film; 이방성 도전 필름)나 ACP(Anisotropic Conductive Paste; 이방성 도전 페이스트) 등의 이방성 도전 접착제로 플립 칩 실장함으로써, 활성층(103)이 기판측 가까이에 배치되어, 열이 기판측에 효율적으로 전달된다. 또한, 접착력이 높기 때문에, 높은 접속 신뢰성이 얻어진다.
일본 특허 공개 (평)11-4064호 공보 일본 특허 공개 (소)60-178690호 공보 일본 특허 공개 (평)11-176879호 공보 일본 특허 공개 (평)8-186156호 공보
그러나, 종래의 이방성 도전 접착제의 경화물의 열전도율은 0.2W/(m·K) 정도이기 때문에, LED 소자로부터 발생하는 열을 기판측에 충분히 방출시킬 수 없다. 또한, 이방성 도전 접착제를 사용한 플립 칩 실장에서는 전기 접속 부분의 도전성 입자만이 방열로가 되기 때문에 방열성이 나쁘다.
본 발명은 이러한 종래의 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 높은 방열성이 얻어지는 이방성 도전 접착제를 제공한다.
본건 발명자들은 예의 검토를 행한 결과, 수지 입자의 표면에 도전성 금속층이 형성된 도전성 입자와 땜납 입자를 배합함으로써, 상술한 목적을 달성할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명에 따른 이방성 도전 접착제는 수지 입자의 표면에 도전성 금속층이 형성된 도전성 입자와 땜납 입자가 접착제 성분에 분산되어 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명에 따른 접속 구조체는 제1 전자 부품의 단자와 제2 전자 부품의 단자가, 수지 입자의 표면에 도전성 금속층이 형성된 도전성 입자를 통해 전기적으로 접속되어 이루어지는 접속 구조체에 있어서, 상기 제1 전자 부품의 단자와 상기 제2 전자 부품의 단자의 사이가 땜납 접합되어 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 따르면, 압착 시에 도전성 입자가 가압에 의해 편평 변형함과 함께, 땜납 입자가 찌그러져 땜납 접합되기 때문에, 대향하는 단자 사이와의 접촉 면적이 증가하여, 높은 방열성이 얻어진다.
도 1은 압착 전에서의 대향하는 단자 사이를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 압착 후에서의 대향하는 단자 사이를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 LED 실장체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시 형태에 따른 LED 실장체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 땜납 입자의 배합량에 대한 열저항값을 나타내는 그래프이다.
도 6은 와이어 본드 공법에 의한 LED 실장체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도전성 페이스트를 사용한 LED 실장체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8은 이방성 도전 접착제를 사용한 LED 실장체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 9는 FC 실장용 LED를 금 주석 공정 접합에 의해 실장한 LED 실장체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 10은 FC 실장용 LED를 도전성 페이스트에 의해 실장한 LED 실장체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 11은 FC 실장용 LED를 이방성 도전 접착제에 의해 실장한 LED 실장체의 일례를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 하기 순서로 상세하게 설명한다.
1. 이방성 도전 접착제 및 그의 제조 방법
2. 접속 구조체 및 그의 제조 방법
3. 실시예
<1. 이방성 도전 접착제 및 그의 제조 방법>
본 실시 형태에서의 이방성 도전 접착제는 수지 입자의 표면에 도전성 금속층이 형성된 도전성 입자와 땜납 입자가 결합제(접착제 성분) 중에 분산된 것으로서, 그의 형상은 페이스트, 필름 등이며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 압착 전 및 압착 후에서의 대향하는 단자 사이를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에서는 이방성 도전 접착제를 후술하는 구성으로 함으로써, 압착 전에 있어서 도전성 입자(31)와 땜납 입자(32)를 단자 사이에 존재시킬 수 있다. 그리고, 압착 시, 코어재에 수지 입자를 사용한 도전성 입자(31)가 가압에 의해 편평 변형하고, 변형에 대한 탄성 반발이 생기기 때문에, 전기적인 접속 상태를 유지할 수 있다. 또한, 압착 시, 땜납 입자(32)가 도전성 입자의 편평 변형에 추종하여 찌그러지고, 가열에 의한 땜납 접합에 의해 금속 결합하기 때문에, 단자와 접촉하는 면적이 증대하여 방열성 및 전기 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 수지 코어의 도전성 입자가 기판과 소자의 열팽창의 차이에 의해 발생하는 응력을 완화하기 때문에, 땜납 접합부에 크랙이 발생하는 것을 방지하여, 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도전성 입자는 에폭시 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴·스티렌(AS) 수지, 벤조구아나민 수지, 디비닐벤젠계 수지, 스티렌계 수지 등의 수지 입자의 표면을 Au, Ni, Zn 등의 금속으로 피복한 금속 피복 수지 입자이다. 금속 피복 수지 입자는 압축 시에 찌부러지기 쉬워, 변형하기 쉽기 때문에, 배선 패턴과의 접촉 면적을 크게 할 수 있고, 또한 배선 패턴의 높이의 편차를 흡수할 수 있다.
또한, 도전성 입자의 배합량은 접속 신뢰성 및 절연 신뢰성의 관점에서, 결합제에 대하여 1 내지 30 체적％인 것이 바람직하다. 또한, 도전성 입자의 평균 입경(D50)은 1 내지 10μm인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 6μm이다.
땜납 입자는, 예를 들어 JISZ 3282-1999에 규정되어 있는 Sn-Pb계, Pb-Sn-Sb계, Sn-Sb계, Sn-Pb-Bi계, Bi-Sn계, Sn-Cu계, Sn-Pb-Cu계, Sn-In계, Sn-Ag계, Sn-Pb-Ag계, Pb-Ag계 등으로부터, 전극 재료나 접속 조건 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 또한, 땜납 입자의 형상은 입상, 인편 형상 등으로부터 적절히 선택할 수 있다. 또한, 땜납 입자는 이방성을 향상시키기 위해 절연층으로 피복되어 있어도 상관없다.
땜납 입자의 배합량은 1 내지 30 체적％인 것이 바람직하다. 땜납 입자의 배합량이 너무 적으면 우수한 방열성이 얻어지지 않게 되고, 배합량이 너무 많으면 이방성이 손상되어, 접속 신뢰성을 얻을 수 없다.
또한, 땜납 입자의 평균 입경(D50)은 도전성 입자의 평균 입경의 25 내지 400％인 것이 바람직하다. 땜납 입자가 도전성 입자에 비하여 너무 작으면, 압착 시에 땜납 입자가 대향하는 단자 사이에 포착되지 않아, 양호한 땜납 접합이 행해지지 않아, 우수한 방열성을 얻을 수 없다. 한편, 땜납 입자가 도전성 입자에 비하여 너무 크면, 이방성이 손상되어, 접속 신뢰성을 얻을 수 없다.
결합제로서는 종래의 이방성 도전 접착제나 이방성 도전 필름에서 사용되고 있는 접착제 조성물을 이용할 수 있다. 접착제 조성물로서는, 지환식 에폭시 화합물이나 복소환계 에폭시 화합물이나 수소 첨가 에폭시 화합물 등을 주성분으로 한 에폭시 경화계 접착제를 바람직하게 들 수 있다.
지환식 에폭시 화합물로서는 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 것을 바람직하게 들 수 있다. 이들은 액상일 수도 있고 고체상일 수도 있다. 구체적으로는, 글리시딜헥사히드로비스페놀 A, 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센카르복실레이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 경화물에 LED 소자의 실장 등에 적합한 광투과성을 확보할 수 있고, 속경화성도 우수한 점에서, 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센카르복실레이트를 바람직하게 사용할 수 있다.
복소환상 에폭시 화합물로서는 트리아진환을 갖는 에폭시 화합물을 들 수 있고, 특히 바람직하게는 1,3,5-트리스(2,3-에폭시프로필)-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온을 들 수 있다.
수소 첨가 에폭시 화합물로서는 상술한 지환식 에폭시 화합물이나 복소환계 에폭시 화합물의 수소 첨가물이나, 기타 공지된 수소 첨가 에폭시 수지를 사용할 수 있다.
지환식 에폭시 화합물이나 복소환계 에폭시 화합물이나 수소 첨가 에폭시 화합물은 단독으로 사용할 수도 있지만, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 또한, 이들 에폭시 화합물 외에 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 다른 에폭시 화합물을 병용할 수도 있다. 예를 들어, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 테트라메틸비스페놀 A, 디아릴비스페놀 A, 히드로퀴논, 카테콜, 레조르신, 크레졸, 테트라브로모비스페놀 A, 트리히드록시비페닐, 벤조페논, 비스레조르시놀, 비스페놀헥사플루오로아세톤, 테트라메틸비스페놀 A, 테트라메틸비스페놀 F, 트리스(히드록시페닐)메탄, 비크실레놀, 페놀노볼락, 크레졸 노볼락 등의 다가 페놀과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 글리시딜에테르; 글리세린, 네오펜틸글리콜, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥실렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 지방족 다가 알코올과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리글리시딜에테르; p-옥시벤조산, β-옥시나프토산과 같은 히드록시카르복실산과 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 글리시딜에테르에스테르; 프탈산, 메틸프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 테트라히드로프탈산, 엔도메틸렌테트라히드로프탈산, 엔도메틸렌헥사히드로프탈산, 트리멜리트산, 중합 지방산과 같은 폴리카르복실산으로부터 얻어지는 폴리글리시딜에스테르; 아미노페놀, 아미노알킬페놀로부터 얻어지는 글리시딜아미노글리시딜에테르; 아미노벤조산으로부터 얻어지는 글리시딜아미노글리시딜에스테르; 아닐린, 톨루이딘, 트리브롬아닐린, 크실릴렌디아민, 디아미노시클로헥산, 비스아미노메틸시클로헥산, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술폰 등으로부터 얻어지는 글리시딜아민; 에폭시화 폴리올레핀 등의 공지된 에폭시 수지류를 들 수 있다.
경화제로서는 산 무수물, 이미다졸 화합물, 디시안 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 경화물을 변색시키기 어려운 산 무수물, 특히 지환식 산무수물계 경화제를 바람직하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 메틸헥사히드로프탈산 무수물 등을 바람직하게 들 수 있다.
접착제 조성물에 있어서, 지환식 에폭시 화합물과 지환식 산무수물계 경화제를 사용하는 경우, 각각의 사용량은 지환식 산무수물계 경화제가 너무 적으면 미경화 에폭시 화합물이 많아지고, 너무 많으면 잉여의 경화제의 영향으로 피착체 재료의 부식이 촉진되는 경향이 있기 때문에, 지환식 에폭시 화합물 100질량부에 대하여 지환식 산 무수물계 경화제를, 바람직하게는 80 내지 120질량부, 보다 바람직하게는 95 내지 105질량부의 비율로 사용한다.
이러한 구성을 포함하는 이방성 도전 접착제는 압착 시에 도전성 입자가 가압에 의해 편평 변형함과 함께, 땜납 입자가 찌부러지고, 가열에 의한 땜납 접합에 의해 금속 결합하기 때문에, 높은 방열성 및 높은 접속 신뢰성을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서의 이방성 도전 접착제는 접착제 조성물과, 도전성 입자와, 땜납 입자를 균일하게 혼합함으로써 제조할 수 있다.
<2. 접속 구조체 및 그의 제조 방법>
이어서, 전술한 이방성 도전 접착제를 사용한 접속 구조체에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서의 접속 구조체는 제1 전자 부품의 단자와 제2 전자 부품의 단자가, 수지 입자의 표면에 도전성 금속층이 형성된 도전성 입자를 통해 전기적으로 접속되어 이루어지는 접속 구조체에 있어서, 제1 전자 부품의 단자와 상기 제2 전자 부품의 단자 사이에, 도전성 입자보다 평균 입경이 작은 땜납 입자가 포착되어 있다.
본 실시 형태에서의 전자 부품으로서는 열을 발하는 드라이버 IC(집적 회로), LED(발광 다이오드) 등의 칩(소자)이 적합하다.
도 3은 LED 실장체의 구성예를 나타내는 단면도이다. 이 LED 실장체는 LED 소자와 기판을, 전술한 도전성 입자와 땜납 입자가 접착제 성분 중에 분산된 이방성 도전 접착제를 이용하여 접속한 것이다.
LED 소자는, 예를 들어 사파이어를 포함하는 소자 기판(11) 상에, 예를 들어n-GaN을 포함하는 제1 도전형 클래드층(12)과, 예를 들어 InxAlyGa1 -x- yN층을 포함하는 활성층(13)과, 예를 들어 p-GaN을 포함하는 제2 도전형 클래드층(14)을 구비하고, 소위 더블 헤테로 구조를 갖는다. 또한, 제1 도전형 클래드층(12) 상의 일부에 제1 도전형 전극(12a)을 구비하고, 제2 도전형 클래드층(14) 상의 일부에 제2 도전형 전극(14a)을 구비한다. LED 소자의 제1 도전형 전극(12a)과 제2 도전형 전극(14a)의 사이에 전압을 인가하면, 활성층(13)에 캐리어가 집중하고, 재결합함으로써 발광이 생긴다.
기판은 기재(21) 상에 제1 도전형용 회로 패턴(22)과 제2 도전형용 회로 패턴(23)을 구비하고, LED 소자의 제1 도전형 전극(12a) 및 제2 도전형 전극(14a)에 대응하는 위치에 각각 전극(22a) 및 전극(23a)을 갖는다.
이방성 도전 접착제는 전술한 바와 마찬가지로, 도전성 입자(31)와 땜납 입자(32)가 결합제(33)에 분산되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, LED 실장체는 LED 소자의 단자(전극(12a, 14a))와, 기판의 단자(전극(22a, 23a))가 도전성 입자(31)를 통해 전기적으로 접속되고, LED 소자의 단자와 기판의 단자의 사이가 땜납 접합되어 있다.
이에 의해, LED 소자의 활성층(13)에서 발생한 열을 효율적으로 기판측으로 방출시킬 수 있어, 발광 효율의 저하를 방지함과 함께 LED 실장체를 장수명화시킬 수 있다. 또한, 땜납 입자(32)가 백색 또는 회색의 무채색임으로써, 활성층(13)으로부터의 광을 반사하여, 높은 휘도를 얻을 수 있다.
또한, 플립 칩 실장하기 위한 LED 소자는 도 4에 도시한 바와 같이, 패시베이션(105)에 의해, LED 소자의 단자(전극(12a, 14a))가 크게 설계되어 있기 때문에, LED 소자의 단자(전극(12a, 14a))와 기판의 단자(회로 패턴(22, 23))의 사이에 도전성 입자(31) 및 땜납 입자(32)가 보다 많이 포착된다. 이에 의해, LED 소자의 활성층(13)에서 발생한 열을 더 효율적으로 기판측으로 방출시킬 수 있다.
이어서, 상술한 접속 구조체의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서의 실장체의 제조 방법은 전술한 도전성 입자와, 도전성 입자보다 평균 입경이 작은 땜납 입자가 접착제 성분 중에 분산된 이방성 도전 접착제를, 제1 전자 부품의 단자와 제2 전자 부품의 단자의 사이에 끼우고, 제1 전자 부품과 제2 전자 부품을 열압착한다.
이에 의해, 제1 전자 부품의 단자와 제2 전자 부품의 단자가 도전성 입자를 통해 전기적으로 접속되고, 제1 전자 부품의 단자와 제2 전자 부품의 단자의 사이가 땜납 접합되어 이루어지는 접속 구조체를 얻을 수 있다.
본 실시 형태에서의 접속 구조체의 제조 방법은 압착 시에 도전성 입자가 가압에 의해 편평 변형함과 함께, 땜납 입자가 찌그러져, 가열에 의한 땜납 접합에 의해 금속 결합하기 때문에, 대향하는 단자 사이와의 접촉 면적이 증대하여 높은 방열성 및 높은 접속 신뢰성을 얻을 수 있다. 또한, 수지 코어의 도전성 입자가 기판과 소자의 열팽창의 차이에 의해 발생하는 응력을 완화하기 때문에, 땜납 접합부에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
실시예
<3. 실시예>
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
본 실험에서는 땜납 입자를 배합한 이방성 도전 접착제(ACP)를 제작하고, LED 실장체를 제작하여, 방열 특성, 접착 특성 및 전기 특성에 대하여 평가하였다.
이방성 도전 접착제의 제작, LED 실장체의 제작, LED 실장체의 방열 특성의 평가, 접착 특성의 평가 및 전기 특성의 평가는 다음과 같이 행하였다.
[이방성 도전 접착제의 제작]
에폭시 경화계 접착제(에폭시 수지(상품명: CEL2021P, (주) 다이셀 가가꾸제) 및 산 무수물(MeHHPA, 상품명: MH700, 신닛본 리까(주)제)을 주성분으로 한 결합제) 중에, 가교 폴리스티렌 수지 입자의 표면에 Au가 피복된 평균 입경(D50) 5μm의 도전성 입자(품명: AUL705, 세끼스이 가가꾸 고교사제)와, 평균 입경(D50) 5μm의 땜납 입자(상품명: M707, 센쥬 긴조꾸 고교사)를 배합하여, 열전도성을 갖는 이방성 도전 접착제를 제작하였다.
[LED 실장체의 제작]
이방성 도전 접착제를 사용하여 FC 실장용 LED 칩(상품명: DA700, CREE사제, Vf=3.2V(If=350mA))를 Au 전극 기판(세라믹 기판, 도체 스페이스=100μmP, Ni/Au 도금=5.0/0.3μm)에 탑재하였다. 이방성 도전 접착제를 Au 전극 기판에 도포한 후, LED 칩을 얼라인먼트하여 탑재하고, 150℃/10초 →230℃-30초, 하중 1000g/칩의 조건으로 가열 압착을 행하였다.
[방열성의 평가]
과도 열저항 측정 장치(CATS 전자 설계사제)를 이용하여 LED 실장체의 열저항값(℃/W)을 측정하였다. 측정 조건은 If=350mA(정전류 제어)로 행하였다.
[접착 특성의 평가]
LED 실장체의 접착 강도를 다이 쇼어 강도 측정기(PTR-1100: 레스카(RHESCA)사제)를 이용하여 측정하였다.
[전기 특성의 평가]
초기 Vf값으로서, If=350mA 시의 Vf값을 측정하였다. 또한, 85℃, 85％ RH 환경 하에서 LED 실장체를 If=350mA로 500시간 점등시켜(고온 고습 시험), If=350mA 시의 Vf값을 측정하였다. 또한, -40℃/30분 <>100℃/30분, 3000 사이클의 열충격 시험에 투입하여 If=350mA 시의 Vf값을 측정하였다.
고온 고습 시험 및 열충격 시험의 초기 평가는 도통의 파단을 확인한 경우(OPEN)를 「×」라 평가하고, 그 이외를 「○」라 평가하였다. 또한, 고온 고습 시험 후 및 열충격 시험의 평가는 도통의 파단을 확인한 경우(OPEN)를 「×」라 평가하고, 초기 Vf값보다 5％ 이상 저하된 경우(쇼트)를 「△」라 평가하고, 초기 Vf값으로부터의 변동이 5％ 미만인 경우를 「○」라 평가하였다.
[실시예 1]
전술한 수지 조성물에 도전성 입자를 8 체적％ 및 땜납 입자를 2 체적％ 배합하여, 열전도성을 갖는 이방성 도전 접착제를 제작하였다. 이 이방성 도전 접착제를 이용하여 제작한 LED 실장체의 열저항의 측정 결과는 21.0℃/W, 다이 전단 강도는 26N/칩이었다. 또한, 전기 특성의 고온 고습 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○이고, 전기 특성의 열충격 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○였다.
[실시예 2]
전술한 수지 조성물에 도전성 입자를 5 체적％ 및 땜납 입자를 5 체적％ 배합하여, 열전도성을 갖는 이방성 도전 접착제를 제작하였다. 이 이방성 도전 접착제를 이용하여 제작한 LED 실장체의 열저항의 측정 결과는 13.2℃/W, 다이 전단 강도는 37N/칩이었다. 또한, 전기 특성의 고온 고습 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○이며, 전기 특성의 열충격 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○였다.
[실시예 3]
전술한 수지 조성물에 도전성 입자를 2 체적％ 및 땜납 입자를 8 체적％ 배합하여, 열전도성을 갖는 이방성 도전 접착제를 제작하였다. 이 이방성 도전 접착제를 이용하여 제작한 LED 실장체의 열저항의 측정 결과는 12.2℃/W, 다이 전단 강도는 45N/칩이었다. 또한, 전기 특성의 고온 고습 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○이며, 전기 특성의 열충격 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○였다.
[실시예 4]
전술한 수지 조성물에 도전성 입자를 2 체적％ 및 땜납 입자를 20 체적％ 배합하여, 열전도성을 갖는 이방성 도전 접착제를 제작하였다. 이 이방성 도전 접착제를 이용하여 제작한 LED 실장체의 열저항의 측정 결과는 10.4℃/W, 다이 전단 강도는 52N/칩이었다. 또한, 전기 특성의 고온 고습 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○이며, 전기 특성의 열충격 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○였다.
[실시예 5]
전술한 수지 조성물에 도전성 입자를 1 체적％ 및 땜납 입자를 30 체적％ 배합하여, 열전도성을 갖는 이방성 도전 접착제를 제작하였다. 이 이방성 도전 접착제를 이용하여 제작한 LED 실장체의 열저항의 측정 결과는 10.0℃/W, 다이 전단 강도는 54N/칩이었다. 또한, 전기 특성의 고온 고습 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○이며, 전기 특성의 열충격 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○였다.
[실시예 6]
전술한 수지 조성물에 도전성 입자를 30 체적％ 및 땜납 입자를 1 체적％ 배합하여, 열전도성을 갖는 이방성 도전 접착제를 제작하였다. 이 이방성 도전 접착제를 이용하여 제작한 LED 실장체의 열저항의 측정 결과는 31.9℃/W, 다이 전단 강도는 21N/칩이었다. 또한, 전기 특성의 고온 고습 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○이며, 전기 특성의 열충격 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○였다.
[비교예 1]
전술한 수지 조성물에 도전성 입자를 배합하지 않고, 땜납 입자를 10 체적％ 배합하여 열전도성을 갖는 이방성 도전 접착제를 제작하였다. 이 이방성 도전 접착제를 이용하여 제작한 LED 실장체의 열저항의 측정 결과는 11.8℃/W, 다이 전단 강도는 48N/칩이었다. 또한, 전기 특성의 고온 고습 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○이며, 전기 특성의 열충격 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ×였다.
[비교예 2]
전술한 수지 조성물에 도전성 입자를 5 체적％ 배합하고, 땜납 입자를 배합하지 않고 열전도성을 갖는 이방성 도전 접착제를 제작하였다. 이 이방성 도전 접착제를 이용하여 제작한 LED 실장체의 열저항의 측정 결과는 40.0℃/W, 다이 전단 강도는 15N/칩이었다.
또한, 전기 특성의 고온 고습 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○이며, 전기 특성의 열충격 시험의 평가 결과는 초기에서 ○, 시험 후에서 ○였다.
[비교예 3]
전술한 수지 조성물에 도전성 입자를 배합하지 않고, 땜납 입자를 40 체적％ 배합하여 열전도성을 갖는 이방성 도전 접착제를 제작하였다. 이 이방성 도전 접착제를 이용하여 제작한 LED 실장체의 다이 전단 강도는 55N/칩이었다. 또한, 전기 특성의 고온 고습 시험의 평가 결과는 초기에서 △이며, 전기 특성의 열충격 시험의 평가 결과는 초기에서 △였다.
[비교예 4]
전술한 수지 조성물에 도전성 입자를 40 체적％ 배합하고, 땜납 입자를 배합하지 않고 열전도성을 갖는 이방성 도전 접착제를 제작하였다. 이 이방성 도전 접착제를 이용하여 제작한 LED 실장체의 다이 전단 강도는 15N/칩이었다. 또한, 전기 특성의 고온 고습 시험의 평가 결과는 초기에서 △이며, 전기 특성의 열충격 시험의 평가 결과는 초기에서 △였다.
표 1에 실시예 1 내지 6 및 표 2에 비교예 1 내지 4의 평가 결과를 나타낸다. 또한, 도 5에 땜납 입자의 배합량에 대한 열저항값을 나타낸다. 이 도 5는 실시예 1 내지 6, 비교예 1, 2의 땜납 입자의 배합량에 대한 열저항값을 플롯한 것이다.
Figure pct00001
Figure pct00002
실시예 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 결합제 수지에 대하여 도전성 입자를 8 체적％, 땜납 입자를 2 체적％ 첨가한 ACP를 사용한 LED 실장체의 열저항값은 21.0(℃/W)로서, 땜납 입자를 첨가하지 않은 비교예 2보다 열저항값을 내릴 수 있어, LED 패키지의 방열 특성이 향상되었다. 또한, 다이 전단 강도는 26N/칩으로서, 비교예 2보다 향상되었다. 또한, 85℃ 85％ RH 환경 하에서의 점등 보존 시험에서는 시험 500h에 있어서 전기 접속 신뢰성이 양호하였다. 또한, 열충격 시험 3000 사이클 경과 후에 있어서도 전기 접속 신뢰성이 양호하였다.
실시예 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 결합제 수지에 대하여 도전성 입자를 5 체적％, 땜납 입자를 5 체적％ 첨가한 ACP를 사용한 LED 실장체의 열저항값은 13.2(℃/W)로서, 땜납 입자를 첨가하지 않은 비교예 2보다 열저항값을 내릴 수 있어, LED 패키지의 방열 특성이 향상되었다. 또한, 다이 전단 강도는 37N/칩으로서, 비교예 2보다 향상되었다. 또한, 85℃ 85％ RH 환경 하에서의 점등 보존 시험에서는 시험 500h에 있어서 전기 접속 신뢰성이 양호하였다. 또한, 열충격 시험 3000 사이클 경과 후에 있어서도 전기 접속 신뢰성이 양호하였다.
실시예 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 결합제 수지에 대하여 도전성 입자를 2 체적％, 땜납 입자를 8 체적％ 첨가한 ACP를 사용한 LED 실장체의 열저항값은 12.2(℃/W)로서, 땜납 입자를 첨가하지 않은 비교예 2보다 열저항값을 내릴 수 있어, LED 패키지의 방열 특성이 향상되었다.
또한, 다이 전단 강도는 45N/칩으로서, 비교예 2보다 향상되었다. 또한, 85℃ 85％ RH 환경 하에서의 점등 보존 시험에서는 시험 500h에 있어서 전기 접속 신뢰성이 양호하였다. 또한, 열충격 시험 3000 사이클 경과 후에 있어서도 전기 접속 신뢰성이 양호하였다.
실시예 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 결합제 수지에 대하여 도전성 입자를 2 체적％, 땜납 입자를 20 체적％ 첨가한 ACP를 사용한 LED 실장체의 열저항값은 10.4(℃/W)로서, 땜납 입자를 첨가하지 않은 비교예 2보다 열저항값을 내릴 수 있어, LED 패키지의 방열 특성이 향상되었다. 또한, 다이 전단 강도는 52N/칩으로서, 비교예 2보다 향상되었다. 또한, 85℃ 85％ RH 환경 하에서의 점등 보존 시험에서는 시험 500h에 있어서 전기 접속 신뢰성이 양호하였다. 또한, 열충격 시험 3000 사이클 경과 후에 있어서도 전기 접속 신뢰성이 양호하였다.
실시예 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 결합제 수지에 대하여 도전성 입자를 1 체적％, 땜납 입자를 30 체적％ 첨가한 ACP를 사용한 LED 실장체의 열저항값은 10.0(℃/W)로서, 땜납 입자를 첨가하지 않은 비교예 2보다 열저항값을 내릴 수 있어, LED 패키지의 방열 특성이 향상되었다. 또한, 다이 전단 강도는 54N/칩으로서, 비교예 2보다 향상되었다. 또한, 85℃ 85％ RH 환경 하에서의 점등 보존 시험에서는 시험 500h에 있어서 전기 접속 신뢰성이 양호하였다. 또한, 열충격 시험 3000 사이클 경과 후에 있어서도 전기 접속 신뢰성이 양호하였다.
실시예 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 결합제 수지에 대하여 도전성 입자를 30 체적％, 땜납 입자를 1 체적％ 첨가한 ACP를 사용한 LED 실장체의 열저항값은 31.9(℃/W)로서, 땜납 입자를 첨가하지 않은 비교예 2보다 열저항값을 내릴 수 있어, LED 패키지의 방열 특성이 향상되었다. 또한, 다이 전단 강도는 21N/칩으로서, 비교예 2보다 향상되었다. 또한, 85℃ 85％ RH 환경 하에서의 점등 보존 시험에서는 시험 500h에 있어서 전기 접속 신뢰성이 양호하였다. 또한, 열충격 시험 3000 사이클 경과 후에 있어서도 전기 접속 신뢰성이 양호하였다.
비교예 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 결합제 수지에 대하여 도전성 입자를 첨가하지 않고, 땜납 입자를 10 체적％ 첨가한 ACP를 사용한 LED 실장 샘플의 열저항값은 11.8(℃/W)로서, 땜납 입자를 첨가하지 않은 비교예 2보다 열저항값을 내릴 수 있어, LED 패키지의 방열 특성이 향상되었다. 또한, 다이 전단 강도는 48N/칩으로 비교예 2보다 향상되었다. 또한, 85℃ 85％ RH 환경 하에서의 점등 보존 시험에서는 시험 500h에 있어서 전기 접속 신뢰성도 양호하였다. 그러나, 열충격 시험 3000 사이클 경과 후에서는 땜납 접합 부분에 균열이 들어가, OPEN이 발생하여, 양호한 전기 접속 신뢰성이 얻어지지 않았다.
비교예 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 결합제 수지에 대하여 도전성 입자를 8 체적％ 첨가하고, 땜납 입자를 첨가하지 않은 ACP를 사용한 LED 실장 샘플은 85℃ 85％ RH 환경 하에서의 점등 보존 시험의 500h에 있어서, 전기 접속 신뢰성이 양호하였다. 또한, 열충격 시험 3000 사이클 경과 후에 있어서도 전기 접속 신뢰성이 양호하였다. 그러나, 다이 전단 강도는 15N/칩으로 낮았다. 또한, 열저항값은 40.0(℃/W)로서, 양호한 방열성을 얻을 수 없었다.
비교예 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 결합제 수지에 대하여 도전성 입자를 첨가하지 않고, 땜납 입자를 40 체적％ 첨가한 ACP를 사용한 LED 실장 샘플은 다이 전단 강도가 55N/칩이었지만, 땜납 입자의 첨가량이 과잉이었기 때문에, 이방성이 상실되었다. 그로 인해, 초기의 전기 측정에 있어서 쇼트가 발생하였다.
비교예 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 결합제 수지에 대하여 도전성 입자를 40 체적％ 첨가하고, 땜납 입자를 첨가하지 않은 ACP를 사용한 LED 실장 샘플은 다이 전단 강도가 15N/칩으로 낮았다. 또한, 도전성 입자의 첨가량이 과잉이었기 때문에, 이방성이 상실되었다. 그로 인해, 초기의 전기 측정에 있어서, 쇼트가 발생하였다.
이상과 같이, 이방성 도전 접착제에 땜납 입자와 도전성 입자를 병용함으로써, LED 패키지에 높은 방열성을 부여할 수 있음과 함께, 높은 접속 신뢰성을 갖는 이방성 도전 접착제를 얻을 수 있었다.
11: 소자 기판
12: 제1 도전형 클래드층
13: 활성층
14: 제2 도전형 클래드층
21: 기재
22: 제1 도전형용 회로 패턴
23: 제2 도전형용 회로 패턴
15: 패시베이션
31: 도전성 입자
32: 땜납 입자
33: 결합제
101: 소자 기판
102: 제1 도전형 클래드층
103: 활성층
104: 제2 도전형 클래드층
105: 패시베이션
201: 기재
202: 제1 도전형용 회로 패턴
203: 제2 도전형용 회로 패턴
301: 와이어 본드
302: 다이 본드재
303: 도전성 페이스트
304: 밀봉 수지
305: 결합제
306: 도전성 입자
307: 금 주석 합금

Claims (6)

  1. 수지 입자의 표면에 도전성 금속층이 형성된 도전성 입자와, 땜납 입자가 접착제 성분에 분산되어 이루어지는 이방성 도전 접착제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전성 입자의 배합량이 1 내지 30 체적％이고, 상기 땜납 입자의 배합량이 1 내지 30 체적％인 이방성 도전 접착제.
  3. 제2항에 있어서, 상기 땜납 입자의 배합량이 5 체적％ 이상인 이방성 도전 접착제.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 땜납 입자의 평균 입경이 상기 도전성 입자의 평균 입경의 25 내지 400％인 이방성 도전 접착제.
  5. 제1 전자 부품의 단자와 제2 전자 부품의 단자가, 수지 입자의 표면에 도전성 금속층이 형성된 도전성 입자를 통해 전기적으로 접속되어 이루어지는 접속 구조체에 있어서,
    상기 제1 전자 부품의 단자와 상기 제2 전자 부품의 단자의 사이가 땜납 접합되어 이루어지는 접속 구조체.
  6. 제5항에 있어서, 제1 전자 부품이 LED 소자이고, 제2 전자 부품이 기판인 접속 구조체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180111640A (ko) * 2017-03-30 2018-10-11 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤 도전성 접착제, 경화물, 전자 부품 및 전자 부품의 제조 방법

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015056754A1 (ja) * 2013-10-17 2015-04-23 デクセリアルズ株式会社 異方性導電接着剤及び接続構造体
JP6450923B2 (ja) * 2013-12-20 2019-01-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電子部品実装システムおよび電子部品実装方法ならびに電子部品実装装置
JP6432416B2 (ja) * 2014-04-14 2018-12-05 日亜化学工業株式会社 半導体装置
WO2015178482A1 (ja) * 2014-05-23 2015-11-26 デクセリアルズ株式会社 接着剤及び接続構造体
JP6419457B2 (ja) * 2014-05-23 2018-11-07 デクセリアルズ株式会社 接着剤及び接続構造体
JP6430148B2 (ja) * 2014-05-23 2018-11-28 デクセリアルズ株式会社 接着剤及び接続構造体
WO2016015189A1 (en) * 2014-07-28 2016-02-04 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for reinforced adhesive bonding
CN107614650B (zh) * 2015-06-02 2021-03-12 迪睿合株式会社 粘合剂组合物
JP6519407B2 (ja) * 2015-08-26 2019-05-29 日亜化学工業株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法
JP6710120B2 (ja) * 2015-09-30 2020-06-17 太陽インキ製造株式会社 導電性接着剤、電子部品および電子部品の製造方法
CN105336275A (zh) * 2015-10-28 2016-02-17 江苏新广联半导体有限公司 高密rgb倒装led显示屏封装结构及制造方法
CN106132086A (zh) * 2016-07-08 2016-11-16 广东小天才科技有限公司 一种电路板结构及电子元件焊接方法
CN105921909A (zh) * 2016-07-18 2016-09-07 浙江亚通焊材有限公司 一种用于制备高温粘带纤料的粘结剂及高温粘带纤料
JP2018088498A (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 デクセリアルズ株式会社 異方性導電接着剤
KR102555383B1 (ko) * 2016-12-07 2023-07-12 엘지디스플레이 주식회사 유기발광소자를 이용한 조명장치 및 그 제조방법
TWI736695B (zh) * 2017-10-24 2021-08-21 啟耀光電股份有限公司 電子裝置與其製造方法
CN109728022B (zh) * 2017-10-31 2023-06-20 英属开曼群岛商錼创科技股份有限公司 微型发光二极管显示面板及其制造方法
TWI650854B (zh) * 2017-10-31 2019-02-11 英屬開曼群島商錼創科技股份有限公司 微型發光二極體顯示面板及其製造方法
KR101985499B1 (ko) * 2017-12-28 2019-06-03 삼화콘덴서공업 주식회사 과전류 보호 기능을 가지는 금속 산화물 바리스터
JP7160302B2 (ja) * 2018-01-31 2022-10-25 三国電子有限会社 接続構造体および接続構造体の作製方法
JP7046351B2 (ja) 2018-01-31 2022-04-04 三国電子有限会社 接続構造体の作製方法
JP7185252B2 (ja) 2018-01-31 2022-12-07 三国電子有限会社 接続構造体の作製方法
KR20190098709A (ko) 2018-02-14 2019-08-22 에피스타 코포레이션 발광 장치, 그 제조 방법 및 디스플레이 모듈
TWI816491B (zh) * 2018-02-14 2023-09-21 晶元光電股份有限公司 發光裝置、其製造方法及顯示模組
CN110880544B (zh) * 2018-09-06 2021-09-03 深圳市斯迈得半导体有限公司 一种用于玻璃基板的芯片及其制作方法
CN110635017B (zh) * 2019-08-09 2021-07-09 惠州市志金电子科技有限公司 一种miniled背光基板封装方法
TWI819073B (zh) * 2019-08-22 2023-10-21 晶元光電股份有限公司 發光裝置、其製造方法及顯示模組
KR102270303B1 (ko) * 2019-08-23 2021-06-30 삼성전기주식회사 적층형 커패시터 및 그 실장 기판
CN111048499B (zh) * 2019-12-16 2022-05-13 业成科技（成都）有限公司 微发光二极管显示面板及其制备方法
US11901497B2 (en) * 2019-12-24 2024-02-13 Seoul Viosys Co., Ltd. Method of repairing light emitting device, apparatus for repairing light emitting device, and display panel having repaired light emitting device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60178690A (ja) 1984-02-24 1985-09-12 ソニ−ケミカル株式会社 配線基板
JPH03129607A (ja) * 1989-10-14 1991-06-03 Sony Chem Corp 異方性導電膜
JPH08186156A (ja) 1994-12-30 1996-07-16 Casio Comput Co Ltd 電子部品の接続方法
JPH114064A (ja) 1997-06-12 1999-01-06 Nec Corp 異方性導電樹脂及びこれを用いた電子部品の実装構造
JPH11176879A (ja) 1997-12-12 1999-07-02 Citizen Watch Co Ltd 半導体装置の実装方法およびこれに用いる異方性導電接着剤
US20040012098A1 (en) * 2001-03-30 2004-01-22 Osamu Yamazaki Conductor bodies attached adhesive sheet, process for producing semiconductor device and semiconductor device

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0773067B2 (ja) * 1987-08-31 1995-08-02 日立化成工業株式会社 回路の接続部材
US5001542A (en) * 1988-12-05 1991-03-19 Hitachi Chemical Company Composition for circuit connection, method for connection using the same, and connected structure of semiconductor chips
JPH04180029A (ja) * 1990-11-15 1992-06-26 Seiko Epson Corp 回路の接続構造体
JP2948038B2 (ja) * 1992-12-18 1999-09-13 住友ベークライト株式会社 異方導電フィルム
JPH08102218A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Nec Corp 異方性導電フィルム
US5965064A (en) * 1997-10-28 1999-10-12 Sony Chemicals Corporation Anisotropically electroconductive adhesive and adhesive film
JP3002965B2 (ja) * 1997-12-29 2000-01-24 株式会社三井ハイテック 電子部品の面実装用接続部材
JP3119230B2 (ja) * 1998-03-03 2000-12-18 日本電気株式会社 樹脂フィルムおよびこれを用いた電子部品の接続方法
JP2006108523A (ja) * 2004-10-08 2006-04-20 Hitachi Chem Co Ltd 異方性導電フィルムを用いた電気部品の接続方法
WO2006103918A1 (ja) * 2005-03-28 2006-10-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. フリップチップ実装体とフリップチップ実装方法及びフリップチップ実装装置
JP4432949B2 (ja) * 2006-09-15 2010-03-17 パナソニック株式会社 電気部品の接続方法
JP5499448B2 (ja) * 2008-07-16 2014-05-21 デクセリアルズ株式会社 異方性導電接着剤
US10141084B2 (en) * 2010-10-08 2018-11-27 Cheil Industries, Inc. Electronic device
JP2013118181A (ja) * 2011-11-02 2013-06-13 Sekisui Chem Co Ltd 異方性導電材料及び接続構造体
JP5596767B2 (ja) * 2011-11-02 2014-09-24 積水化学工業株式会社 異方性導電材料及び接続構造体

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60178690A (ja) 1984-02-24 1985-09-12 ソニ−ケミカル株式会社 配線基板
JPH03129607A (ja) * 1989-10-14 1991-06-03 Sony Chem Corp 異方性導電膜
JPH08186156A (ja) 1994-12-30 1996-07-16 Casio Comput Co Ltd 電子部品の接続方法
JPH114064A (ja) 1997-06-12 1999-01-06 Nec Corp 異方性導電樹脂及びこれを用いた電子部品の実装構造
JPH11176879A (ja) 1997-12-12 1999-07-02 Citizen Watch Co Ltd 半導体装置の実装方法およびこれに用いる異方性導電接着剤
US20040012098A1 (en) * 2001-03-30 2004-01-22 Osamu Yamazaki Conductor bodies attached adhesive sheet, process for producing semiconductor device and semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180111640A (ko) * 2017-03-30 2018-10-11 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤 도전성 접착제, 경화물, 전자 부품 및 전자 부품의 제조 방법

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