TW202347359A - 連接構造體及其製造方法 - Google Patents

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野田大樹
相崎亮太
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日商迪睿合股份有限公司
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Abstract

本發明針對介隔配置於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間的絕緣性接著劑及導電粒子而將該第1電子零件與第2電子零件連接之連接構造體，為應用於高密度安裝，即便於使用平均粒徑未達3 μm者作為導電粒子之情形時，亦不降低初始導通可靠性，亦抑制短路之產生。 本發明之介隔配置於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間的導電粒子及絕緣性接著劑而將該第1電子零件與第2電子零件連接之連接構造體，使用平均粒徑未達3 μm且20%變形時之壓縮硬度（K值）為1500 N/mm 2以上8000 N/mm 2以下者作為導電粒子。

Description

連接構造體及其製造方法
本發明係關於一種連接構造體及其製造方法。
一直以來，針對電子機器中所搭載之IC晶片尋求進行細間距化，針對LED晶片亦同樣尋求進行細間距化。於將該等IC晶片或LED晶片等細間距之電子零件安裝於配線基板而製造連接構造體之情形時，一般而言，於電子零件之電極與配線基板之電極之間夾持含有導電粒子之各向異性導電膜或導電膜並進行熱壓接合，藉此製造連接構造體。對於此種各向異性導電膜或導電膜，揭示有為應對高密度安裝（例如，將設計為電極（凸塊）間間隔為約10 μm左右之電子零件安裝於配線基板），使用平均粒徑為約3～10 μm之導電粒子（例如專利文獻1）。
然而，近年來，對各向異性導電膜或導電膜尋求可應對更高水準之高密度安裝，因此，要求縮小各向異性導電膜或導電膜中應使用之導電粒子，已在嘗試使用平均粒徑未達3 μm之導電粒子。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-64324號公報
[發明所欲解決之課題]
且說，若將各向異性導電膜或導電膜中應含有之導電粒子之平均粒徑自習知之3～10 μm縮小至未達3 μm，則即便導電粒子固有之壓縮硬度無變動，與縮小平均粒徑前相比，實施熱壓接合處理時之按壓方向之變形量之絕對值變小，導電粒子之緩衝性（換言之，易擠壓變形性）降低，亦難以獲得彈回（springback）效果。因此，於熱壓接合時，位於一對電極間之導電粒子變得難以於不錯位之情況下承受按壓力，有向電極（凸塊）之面方向移動之傾向。尤其是，存在以下問題：如圖3A所示，熱壓接合開始時藉由絕緣性接著劑33而保持於對向之一對電極31、32之端部附近之導電粒子30於熱壓接合處理後，如圖3B所示，自一對電極31、32之端部向相鄰之電極間間隔S移動。因此，變得難以掌握捕捉導電粒子之舉動，於電極面積較小之情形時有導電粒子之捕捉數不足而初始導通可靠性降低之顧慮，於電極間距離過近之情形時有增加短路風險之顧慮。
本發明之目的在於欲解決習知之問題，並且在於針對介隔配置於IC晶片或LED晶片等第1電子零件之電極與配線基板等第2電子零件之電極之間的絕緣性接著劑及導電粒子而將該第1電子零件與第2電子零件連接之連接構造體，為應用於高密度安裝，即便於使用平均粒徑未達3 μm者作為導電粒子之情形時，亦不降低初始導通可靠性，亦抑制短路之產生。 [解決課題之技術手段]
本發明人發現，於使用平均粒徑未達3 μm之導電粒子來製造連接構造體時，若使用相對柔軟之導電粒子，則有於熱壓接合時不易產生如圖3B般之導電粒子之非意圖之移動之傾向，另一方面，若導電粒子過於柔軟，則無法自導電粒子獲得足夠滿足導通之彈回效果，並基於此見解完成了本發明。
即，本發明提供一種連接構造體，其係介隔配置於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間的導電粒子及絕緣性接著劑而將該第1電子零件與第2電子零件連接者，且 導電粒子之平均粒徑未達3 μm， 導電粒子之20%變形時之壓縮硬度（K值）為1500 N/mm 2以上8000 N/mm 2以下。
又，本發明提供一種連接構造體之製造方法，其係上述連接構造體，即介隔配置於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間的導電粒子及絕緣性接著劑而將該第1電子零件與第2電子零件連接，且導電粒子之平均粒徑未達3 μm，導電粒子之20%變形時之壓縮硬度（K值）為1500 N/mm 2以上8000 N/mm 2以下之連接構造體之製造方法， 藉由於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間配置導電粒子及絕緣性接著劑，並自第1電子零件或第2電子零件中之任一側對導電粒子及絕緣性接著劑進行加熱加壓，從而將第1電子零件與第2電子零件連接。於此情形時，較佳為藉由將於膜狀之絕緣性接著劑保持有導電粒子之各向異性導電膜或導電膜夾持於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間，從而將導電粒子及絕緣性接著劑配置於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間。 [發明之效果]
本發明之連接構造體具有介隔配置於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間的導電粒子及絕緣性接著劑而將該第1電子零件與第2電子零件連接之構造，其特徵在於，作為導電粒子，使用平均粒徑未達3 μm之極微細者。因此，本發明之連接構造體適於高密度安裝。並且，作為該導電粒子，使用20%變形時之壓縮硬度（K值）為1500 N/mm 2以上8000 N/mm 2以下者。因此，於熱壓接合時，不易產生如圖3B所示之導電粒子之移動之問題，不僅可抑制初始導通可靠性之降低，亦可抑制短路之產生。並且，亦可獲得彈回效果，並可抑制變得難以觀察到連接部中之由導電粒子所導致之壓痕之情況。
以下，參照圖式針對本發明之連接構造體詳細地說明。
＜連接構造體之整體構成＞ 如圖1所示，本發明之連接構造體100具有介隔配置於第1電子零件1之電極1a與第2電子零件2之電極2a之間的導電粒子3及絕緣性接著劑4而將該第1電子零件1與第2電子零件2連接之構造。於圖1中，例示有一對電極為一組之情形，但一對電極亦可於平面方向上存在多組。
（電子零件） 作為第1電子零件1，可例舉IC晶片、LED晶片、IC模組、LED模組、FPC等，作為第2電子零件2，可例舉FPC、玻璃配線基板、塑膠配線基板、剛性配線基板、陶瓷配線基板等，但並不限定於該等。
（電子零件之電極） 針對第1電子零件1之電極1a，可視第1電子零件1之種類或用途等而適當選擇其材質、尺寸、形狀、排列圖案等。又，針對第2電子零件2之電極2a，亦可視第2電子零件2之種類或用途等而適當選擇其材質、尺寸、形狀、排列圖案等。尤其就應用於高密度安裝之觀點及導電粒子之平均粒徑未達3 μm之觀點、進而獲得穩定之導通特性之觀點而言，較佳為電極（凸塊）寬度與電極間間隔分別為5 μm以上，較佳為10 μm以上25 μm以下。就捕捉導電粒子之觀點而言，電極寬度與電極間間隔之關係較佳為電極寬度為導電粒徑之2倍以上。又，就微LED顯示器之高清化之觀點而言，所要求之電極寬度之上限亦變小，因此較佳為導電粒徑之10倍以下。
＜導電粒子＞ （導電粒子之平均粒徑） 於本發明中，就高密度安裝之觀點而言，導電粒子3之平均粒徑未達3 μm，較佳為未達2.8 μm，更佳為2.5 μm以下。又，就製造均勻之粒徑之導電粒子之觀點、獲得良好之彈回性之觀點、及於熱壓接合時實現明確之壓痕之觀點而言，較佳為大於1 μm，更佳為1.1 μm以上。此種導電粒子之平均粒徑範圍成為向小於專利文獻1所揭示之粒徑範圍之方向偏移之範圍，並且為非常狹窄之範圍，可理解為於先前技術中未假定實際之應用之範圍。
導電粒子之平均粒徑可利用一般之粒度分佈測定裝置來測定，例如可利用由商品名：FPIA-3000（Malvern公司）特定之濕式流式粒徑/形狀分析裝置而測定。測定時，較理想為將測定粒徑之樣品數設為200以上，較佳為1000以上，更佳為5000以上。於此情形時，可為體積基準，但就使壓接狀態均勻之觀點而言，較佳為以個數基準求出之平均粒徑。又，導電粒子之平均粒徑亦可藉由下述方式求出：不使用一般之粒度分佈測定裝置，而利用金相顯微鏡或掃描式電子顯微鏡對將導電粒子散佈於玻璃板等平板上之樣品、或將混練於硬化性樹脂組成物中並使其單分散而塗佈之樣品進行觀察，將觀察所得之複數個導電粒子之粒徑進行算術平均。
再者，導電粒子之粒徑之偏差較佳為以CV值（標準偏差/平均）計為30%以下，更佳為20%以下。藉由使CV值為20%以下，於製造連接構造體時之壓接處理時導電粒子容易被均勻地按壓，尤其於排列有導電粒子之情形時，可防止按壓力局部集中，可有助於連接之穩定性。又，連接後可精確地進行利用壓痕所得之連接狀態之評價。
（導電粒子之20%變形時之壓縮硬度（20%K值）） 於本發明中，導電粒子之硬度由以下說明之「20%變形時之壓縮硬度」（20%K值）定義。將導電粒子之硬度由20%K值定義之原因在於，實際上熱壓接合時導電粒子被壓縮而變形。又，將導電粒子之變形程度設為20%之原因在於，本發明中假定平均粒徑未達3 μm之較小者作為使用之導電粒子，而難以假定變形量遠遠超出20%之情況。
此處，20%變形時之壓縮硬度（20%K值）係藉由將導電粒子沿一方向負載而進行壓縮，從而根據導電粒子之粒徑與原粒徑相比縮短20%時之負載而利用下式計算出之數值，K值越小則粒子越柔軟。於下式中，「F」係「導電粒子之20%壓縮變形時之負載」，「S」係「壓縮位移（mm）」，「R」係「導電粒子之半徑（mm）」。再者，20%K值可利用微小壓縮試驗機（例如，Fischer公司製造，Fischerscope H-100）而測定。
K＝（3/√2）F・S -3/2・R -1/2
於本發明中，導電粒子之20%K值為1500 N/mm 2以上，較佳為2000 N/mm 2以上，且為8000 N/mm 2以下，較佳為7000 N/mm 2以下。其原因在於，若導電粒子之20%K值未達1500 N/mm 2，則有於配線表面存在氧化物之情形時變得難以穿破之虞，若超過8000 N/mm 2，則存在由於粒徑變小而使壓縮所需之推力變得過大之情況。
（導電粒子之形狀） 導電粒子之形狀可根據作為連接構造體之構成要素之第1電子零件或第2電子零件之種類、或導電粒子之平均粒徑、或20%K值等而適當確定，較佳為球形或大致真球。於使用轉印模具使導電粒子排列來製造於製造連接構造體時可利用之各向異性導電膜時，由於導電粒子會在轉印模具上平滑地滾動，因此可將導電粒子高精度地填充至轉印模具上之規定位置，因此可將導電粒子精確地轉印配置於黏合劑樹脂層（參照日本特開2014-60150號公報）。再者，作為導電粒子，為了容易穿破電極表面之氧化膜，可於其表面形成大量微小突起（參照日本特開2017-59471號公報）。
（導電粒子之個數密度） 於本發明之連接構造體，對向之第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間的導電粒子之個數密度可根據作為連接構造體之構成要素之第1電子零件或第2電子零件之種類、或導電粒子之平均粒徑、或20%K值等而適當確定，但若導電粒子之個數密度過小，則存在變得難以應對細間距之電子零件之各向異性導電連接之情況，若過大，則存在可能引起短路之情況，因此，雖並無特別限定，但下限較佳為3000個/mm 2以上，更佳為12000個/mm 2以上，尤佳為150000個/mm 2以上，上限較佳為500000個/mm 2以下，更佳為350000個/mm 2以下，尤佳為300000個/mm 2以下。導電粒子之個數密度之計算可基於連接構造體之連接部之電子顯微鏡觀察資料而進行。又，亦可利用圖像解析軟體（例如，WinROOF，三谷商事股份有限公司等）測量觀察圖像而求出。再者，於製造連接構造體時使用各向異性導電膜或導電膜之情形時，連接構造體中之導電粒子之個數密度大致反映該等導電粒子之個數密度。
（導電粒子之佔有面積率） 於本發明之連接構造體，對向之第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間的導電粒子之佔有面積率，即電極於俯視下之面積佔有率（「連接構造體之對向電極間之導電粒子之個數密度」×「導電粒子之平均面積」×100）亦可根據作為連接構造體之構成要素之第1電子零件或第2電子零件之種類、或導電粒子之平均粒徑、或20%K值等而適當確定，但由於與個數密度相同之原因，下限較佳為0.2%以上，更佳為1.0%以上，上限較佳為40%以下，更佳為25%以下。導電粒子之佔有面積率計算可根據導電粒子之平均粒徑D及個數密度而計算。再者，於製造連接構造體時使用各向異性導電膜或導電膜之情形時，連接構造體中之導電粒子之佔有面積率大致反映該等導電粒子之面積佔有率。
（導電粒子之排列） 於本發明之連接構造體，對向之第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間的導電粒子之配置並無特別限定，可無規分散，亦可以不接觸之方式無規配置，但就分別抑制導通可靠性之降低或短路之產生之觀點而言，較佳為導電粒子彼此不接觸地保持於絕緣性接著劑中，更佳為規則排列（較佳為晶格狀排列）。尤佳為以單層規則排列。再者，於製造連接構造體時使用各向異性導電膜或導電膜之情形時，連接構造體中之導電粒子之排列大致反映該等導電粒子之排列。
此處，作為晶格狀排列之態樣，除六方晶格以外，亦可例舉長方晶格、斜方晶格、正方晶格、其他矩形晶格、鋸齒晶格等晶格排列。其中，若設為六方晶格、正方晶格或斜方晶格（即菱形晶格），則可使各導電粒子之配置為均勻之配置，故而較佳。再者，於本發明中，晶格狀之排列亦包括導電粒子之組呈晶格狀排列之態樣。形成該組之導電粒子較佳為於組內具有規則性。又，亦包括自呈晶格狀排列之導電粒子規律地抽取部分導電粒子而成之排列。
（導電粒子之不接觸之比率） 於本發明之連接構造體，不論導電粒子之配置之形式如何，對向之第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間的導電粒子彼此以不接觸之形式存在之比率較佳為95%以上，更佳為98%以上，進而較佳為99.5%以上。藉此，可抑制導電粒子之微小之錯位。再者，該以不接觸之形式存在之比率可藉由連接構造體之連接部之電子顯微鏡觀察而計算出。
再者，作為使導電粒子彼此不接觸之方法，可於製作在製造連接構造體時利用之各向異性導電膜或導電膜時，藉由預先製作界定有應配置導電粒子之部位之模具，於該部位配置導電粒子，並將該導電粒子轉印至黏合劑樹脂層而實現。
（導電粒子之構成材料） 作為導電粒子，可例舉：鎳、鈷、銀、銅、金、鈀等金屬粒子；焊錫等合金粒子；於樹脂芯之表面形成有金屬層之金屬被覆樹脂粒子；於表面附著有絕緣性微粒子之金屬被覆樹脂粒子等。亦可併用2種以上。其中，就於連接後樹脂粒子發生反彈而容易維持與端子之接觸，導通性能穩定之觀點而言，較佳為金屬被覆樹脂粒子。又，為容易穿破連接對象物之表面之氧化膜，可於導電粒子之表面形成突起。例如，可使用日本特開2015-8129號公報等所記載之導電粒子。藉由形成此種突起，可於各向異性連接時穿破設置於端子之保護膜。突起之形成較佳為均勻地存在於導電粒子之表面。再者，可利用公知技術於金屬被覆樹脂粒子等導電粒子之表面實施不會妨礙導通特性之絕緣處理。可抑制短路之產生。作為絕緣處理，例如可於金屬被覆樹脂粒子之金屬層之表面進而形成絕緣被膜，亦可用絕緣粒子被覆導電粒子之表面。於此情形時，導電粒子之粒徑為不包括絕緣處理（絕緣粒子）之大小。於使用此種帶絕緣粒子之導電粒子之情形時，於各向異性導電膜之製造步驟中為使導電粒子排列而將導電粒子填充至模具之步驟中，絕緣粒子之一部分可產生缺損。
＜絕緣性接著劑＞ 如圖1所示，於發明之連接構造體100，導電粒子3保持於絕緣性接著劑4。此處，絕緣性接著劑4不僅具有保持導電粒子3之功能，亦具有抑制導電粒子3彼此在連接構造體100之平面方向上之接觸之功能。
（絕緣性接著劑之最低熔融黏度） 絕緣性接著劑之最低熔融黏度可根據本發明之作為連接構造體之構成要素之第1電子零件或第2電子零件之種類、或導電粒子之平均粒徑、或20%K值等而適當確定，但若最低熔融黏度過低，則有對粒子過度地施加壓力而產生導電粒子之非意圖之移動之虞，若過高，則有由於壓入樹脂亦需要推力而無法獲得充分之彈回效果之虞，因此較佳為2000 Pa･s以上，更佳為3000 Pa･s以上，且較佳為15000 Pa･s以下，更佳為10000 Pa･s以下。又，於20%K值為5000～8000 N/mm 2之範圍，進而粒徑未達2.8 μm之情形時，端子上之樹脂流動之影響低於3 μm左右之情形，因此於相對高之黏度之範圍內容易呈現發明之效果。因此，最低熔融黏度較佳為8000 Pa･s以上12000 Pa･s以下。再者，最低熔融黏度可利用公知之方法而測定，例如可利用旋轉式流變儀（TA instruments公司製造），以測定壓力5 g保持固定，並使用直徑8 mm之測定板而求出，更具體而言，可藉由於溫度範圍30～200℃內，設為升溫速度10℃/分鐘、測定頻率10 Hz、對上述測定板之負載變動5 g而求出。
（絕緣性接著劑之構成材料） 絕緣性接著劑4可為可塑性亦可為硬化性，較佳為可由硬化性樹脂組成物形成。例如，可由含有熱聚合性化合物及熱聚合起始劑之熱聚合性組成物形成。熱聚合性組成物中可視需要而含有光聚合起始劑。又，亦可由含有光聚合性化合物及光聚合起始劑（或光硬化劑）之光聚合性組成物形成。光聚合性組成物中可視需要而含有熱聚合起始劑。該等可使用公知之聚合性樹脂組成物、聚合起始劑（硬化劑）。再者，絕緣性接著劑4可由硬化性樹脂組成物之硬化物形成。
於在絕緣性接著劑4中併用熱聚合起始劑及光聚合起始劑之情形時，可使用亦作為光聚合性化合物發揮功能者作為熱聚合性化合物，亦可與熱聚合性化合物分開地含有光聚合性化合物。較佳為與熱聚合性化合物分開地含有光聚合性化合物。例如，可使用熱陽離子系聚合起始劑作為熱聚合起始劑，使用環氧化合物作為熱聚合性化合物，並可使用光自由基聚合起始劑作為光聚合起始劑，使用(甲基)丙烯酸酯化合物作為光聚合性化合物。
作為光聚合起始劑，可併用與波長不同之光發生反應之複數種。藉此，可區分使用於製作在製造連接構造體時利用之各向異性導電膜或導電膜時構成絕緣性接著劑之樹脂之光硬化處理時、及使用該等膜製造連接構造體時用於使電子零件彼此接著之樹脂之光硬化處理時所使用之波長。再者，於形成各向異性導電膜或導電膜時之光硬化中，可使絕緣性接著劑中所含之光聚合性化合物之全部或一部分光硬化。藉由該光硬化，可利用絕緣性接著劑4保持或固定導電粒子3之配置。又，藉由該光硬化，可適當調整絕緣性接著劑之黏度。
絕緣性接著劑4中之光聚合性化合物之摻合量較佳為30質量%以下，更佳為10質量%以下，更佳為未達2質量%。其原因在於，若光聚合性化合物過多，則於製造連接構造體時之熱壓接合處理中，會增加用於壓入之推力。
作為絕緣性接著劑4中之熱聚合性組成物之例，可例舉包含(甲基)丙烯酸酯化合物及熱自由基聚合起始劑之熱自由基聚合性丙烯酸酯系組成物、包含環氧化合物及熱陽離子聚合起始劑之熱陽離子聚合性環氧系組成物等。可使用包含熱陰離子聚合起始劑之熱陰離子聚合性環氧系組成物來代替包含熱陽離子聚合起始劑之熱陽離子聚合性環氧系組成物。又，若不會造成特別之障礙，則可併用複數種聚合性組成物。作為併用例，可例舉併用陽離子聚合性組成物與自由基聚合性組成物等。
此處，作為(甲基)丙烯酸酯化合物，可使用習知公知之熱聚合型(甲基)丙烯酸酯單體。例如，可使用單官能(甲基)丙烯酸酯系單體、二官能以上之多官能(甲基)丙烯酸酯系單體。
作為熱自由基聚合起始劑，例如可例舉有機過氧化物、偶氮系化合物等。尤其可較佳地使用不會產生造成氣泡之氮氣之有機過氧化物。
關於熱自由基聚合起始劑之使用量，若過少則會導致硬化不良，若過多則會導致製品壽命降低，因此相對於(甲基)丙烯酸酯化合物100質量份，較佳為2～60質量份，更佳為5～40質量份。
作為環氧化合物，可例舉雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、該等之改質環氧樹脂、脂環式環氧樹脂等，亦可併用該等之2種以上。又，除環氧化合物以外，亦可併用氧雜環丁烷化合物。
作為熱陽離子聚合起始劑，可採用作為環氧化合物之熱陽離子聚合起始劑而公知者，例如可使用藉由熱產生酸之錪鹽、鋶鹽、鏻鹽、二茂鐵類等，尤其可較佳地使用對於溫度顯示出良好之潛在性之芳香族鋶鹽。
關於熱陽離子聚合起始劑之使用量，若過少則有導致硬化不良之傾向，若過多則亦有導致製品壽命降低之傾向，因此相對於環氧化合物100質量份，較佳為2～60質量份，更佳為5～40質量份。
絕緣性接著劑4中之熱聚合性組成物較佳為含有膜形成樹脂或矽烷偶合劑。作為膜形成樹脂，可例舉苯氧基樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、飽和聚酯樹脂、胺酯（urethane）樹脂、丁二烯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚烯烴樹脂等，亦可併用該等之2種以上。其中，就製膜性、加工性、連接可靠性之觀點而言，可較佳地使用苯氧基樹脂。重量平均分子量較佳為10000以上。又，作為矽烷偶合劑，可例舉環氧系矽烷偶合劑、丙烯酸系矽烷偶合劑等。作為該等矽烷偶合劑，主要可例舉烷氧基矽烷衍生物。
於熱聚合性組成物，為調整熔融黏度，可與上述導電粒子3分開地含有絕緣性填料。其可例舉二氧化矽（silica）粉或氧化鋁粉等。較佳為絕緣性填料粒徑20～1000 nm之微小之填料，又，相對於環氧化合物等熱聚合性化合物（光聚合性組成物）100質量份，摻合量較佳為5～50質量份。
再者，絕緣性接著劑4可含有填充劑、軟化劑、促進劑、抗老化、著色劑（顏料、染料）、有機溶劑、離子捕捉劑等。
絕緣性接著劑4可為單層構造，亦可為2層以上之多層構造。於為多層構造之情形時，可為相同組成，亦可為不同組成。
＜連接構造體之製造方法＞ 如圖2A所示，關於本發明之連接構造體，藉由於載台25與熱壓頭26之間使第1電子零件21與第2電子零件22對向，進而於第1電子零件21之電極21a與第2電子零件22之電極22a之間配置導電粒子23及絕緣性接著劑24，並自第1電子零件21或第2電子零件22中之任一側（於圖2A中自第1電子零件21側），利用熱壓頭26對導電粒子23及絕緣性接著劑24進行加熱加壓，從而將第1電子零件21與第2電子零件22連接，藉此可製造如圖2B所示之連接構造體200。於此情形時，較佳為藉由將於膜狀之絕緣性接著劑保持有導電粒子之各向異性導電膜或導電膜夾持於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間，從而將導電粒子及絕緣性接著劑配置於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間。
再者，作為用於製造連接構造體之各向異性導電膜或導電膜，可使用由絕緣性接著劑中含有導電粒子之單層之含導電粒子層構成者，或者亦可使用於其至少單面積層有相同或不同組成之絕緣性接著劑之層者。 [實施例]
以下，藉由實施例針對本發明之連接構造體具體地說明。
再者，於實施例及比較例所使用之導電粒子之平均粒徑係利用濕式流式粒徑/形狀分析裝置（FPIA-3000（Malvern公司）測定而得之數值。又，導電粒子之20%變形時之壓縮硬度（20%K值）係利用微小壓縮試驗機（Fischerscope H-100，Fischer公司製造）測定而得之數值。
實施例1～4、比較例1～3 （1）各向異性導電膜之製造 按照如表1所示之摻合，製備用於保持導電粒子之絕緣性接著劑組成物。該組成物之最低熔融黏度為3000～5000 Pa･s（測定裝置：旋轉式流變儀（TA instruments公司製造），測定條件：測定壓力5 g固定、測定板直徑8 mm、溫度範圍30～200℃、升溫速度10℃/分鐘、測定頻率10 Hz、對測定板之負載變動5 g）。利用棒式塗佈機將該組成物塗佈於膜厚50 μm之PET（聚對苯二甲酸乙二酯）膜上，於80℃之烘箱內乾燥5分鐘，於PET（聚對苯二甲酸乙二酯）膜上形成層厚為4 μm之絕緣性接著劑層A。
製作與用於收容具有表2所示之平均粒徑及20%變形時之壓縮硬度（20%K值）之導電粒子之凹部對應之凸部以個數密度56000個/mm 2排列為六方晶格狀（構成膜長度方向之排列軸之角度為30°）之模具。使公知之透明性聚碳酸酯系樹脂之顆粒以熔融之狀態流入該模具中，進行冷卻而凝固，藉此形成凹部以六方晶格狀之排列圖案設置之轉印模具。
對該轉印模具之凹部一處填充1個導電粒子，於其上覆蓋上述絕緣性接著劑層A，以60℃、0.5 MPa進行按壓，藉此將導電粒子貼合轉印至絕緣性接著劑層A。然後，將貼合轉印有導電粒子之絕緣性接著劑層A自PET膜剝離，將絕緣性接著劑層A上之導電粒子以（按壓條件：60～70℃，0.5 MPa）壓入該絕緣性接著劑層A，形成含導電粒子層（實施例1～4、比較例1～3）。
再者，關於實施例1～4及比較例1～3中所使用之導電粒子，分別使用使商品名Micropearl（積水化學工業股份有限公司製造）具有如表2所示之20%K值者。
[表1]
絕緣性接著劑組成物之成分 摻合量（質量份）
苯氧基樹脂 （YP-50，日鐵化學材料（股）） 40
二氧化矽填料 （Aerosil R805，日本Aerosil（股）） 25
液狀環氧樹脂 （jER828，三菱化學（股）） 30
矽烷偶合劑 （KBM-403，信越化學工業（股）） 2
熱陽離子聚合起始劑 （SI-6，三新化學工業（股）） 3
繼而，利用棒式塗佈機將表1之絕緣性接著劑組成物塗佈於含導電粒子層之壓入有導電粒子之一側之表面，於80℃之烘箱內乾燥5分鐘，形成層厚為4 μm之絕緣性接著劑層B，藉此製作各向異性導電膜。
（2）初始導通可靠性評價用之連接構造體A之製造 將（1）中所製作之各向異性導電膜以足夠連接之面積裁斷，並夾持於以下所示之初始導通電阻評價用FPC（可撓性印刷電路）與玻璃基板之間，於170℃、6 MPa、5秒之條件下，介隔50 μm厚之鐵氟龍（註冊商標）片狀緩衝材料，利用熱壓頭對其進行加熱加壓，獲得初始導通可靠性評價用之連接構造體A。此時，熱壓頭所需之推力為240 N。
（初始導通電阻評價用FPC） Sn鍍覆配線：L/S＝8[μm]/12[μm]
（玻璃基板） 玻璃材質：康寧公司製造1737F 外徑：30×50 mm 厚度：0.5 mm 電極：AL/Mo/ITO配線（線寬150 μm）
（初始導通可靠性評價試驗） 藉由四端子法測定連接構造體A之初始導通電阻，將所獲得之測定結果示於表2。將導通電阻值未達4.0 Ω之情形評價為初始導通可靠性良好，將4.0 Ω以上評價為不良。
（3）短路產生評價用之連接構造體B之製造 將（1）中所製作之各向異性導電膜以足夠連接之面積裁斷，並夾持於以下所示之短路產生評價用FPC（可撓性印刷電路）與玻璃基板之間，於170℃、6 MPa、5秒之條件下，介隔50 μm厚之鐵氟龍（註冊商標）片狀緩衝材料，利用熱壓頭對其進行加熱加壓，獲得短路產生評價用之連接構造體B。此時，熱壓頭所需之推力為240 N。
（短路產生評價用FPC） Sn鍍覆配線：凸塊寬度：8 μm，凸塊間距：12 μm
（玻璃基板） 玻璃材質：康寧公司製造1737F 電極：Ti圖案線TEG；0.7 mm寬 （每個通道10個間隔：將5根分支之梳形電極與6根分支之梳形電極以形成每個通道10個間隔之間隙（端子間距離）之方式組合，此時，以最短端子間距離為1 μm、2 μm、3 μm、4 μm或5 μm之方式組合。）
（短路產生評價試驗） 對短路產生評價用之連接構造體B之組合好之梳形電極間施加30 V之電壓，調查獲得導通時（即，短路產生時）之最短端子間距離。將所獲得之結果示於表2。短路產生時之最短端子間距離越短，則意味著越難發生短路，可評價為適合於高密度安裝，於實際使用中期望其距離未達4 μm。
（4）彈回特性評價 利用光學顯微鏡觀察自初始導通可靠性評價用之連接構造體A之玻璃基板側接合之電極部，調查有無由導電粒子所導致之壓痕。將可明確地觀察到壓痕之情形評價為彈回特性良好，將不能明確地觀察到壓痕之情形評價為不良，將其結果示於表2。
[表2]
   實施例 比較例
1 2 3 4 1 2 3
導電粒子平均粒徑（D） [μm] 2.2 2.2 2.2 2.2 3.2 2.2 2.2
突起之有無    有 無 無 無 有 無 無
20%K值 [N/mm 2] 7500 7500 6300 1800 4400 8200 1400
初始導通電阻 [Ω] 2.8 2.8 2.0 3.7 2.0 6.3 5.4
短路產生最短端子間距離 [μm] 4 3 3 3 5 4 3
彈回特性 良好 良好 良好 良好 良好 不良 不良
根據表2，所使用之導電粒子之平均粒徑未達3 μm，且導電粒子之20%變形時之壓縮硬度（K值）為1500 N/mm 2以上8000 N/mm 2以下之實施例1～4之連接構造體顯示出初始導通電阻值未達4 Ω，顯示出良好之初始導通特性。又，彈回特性亦為良好。尤其於導電粒子之20%變形時之壓縮硬度（K值）為6300 N/mm 2之實施例3之連接構造體之情形時，初始導通電阻為2.0 Ω，初始導通性能較其他實施例之連接構造體良好。
另一方面，於比較例1之連接構造體之情形時，具有1500 N/mm 2以上8000 N/mm 2以下之範圍內之20%K值，但由於使用具有超過3 μm之平均粒徑之導電粒子，因此短路產生最短端子間距離為5 μm，與實施例之連接構造體相比，更容易發生短路。於比較例2之連接構造體之情形時，具有未達3 μm之平均粒徑，但由於使用具有超過8000 N/mm 2之20%K值之導電粒子，因此初始導通電阻遠遠超過4 Ω，初始導通特性為不良。彈回特性亦為不良。於比較例3之連接構造體之情形時，具有未達3 μm之平均粒徑，但由於使用具有未達1500 N/mm 2之20%K值之導電粒子，因此初始導通電阻遠遠超過4 Ω，初始導通特性為不良。彈回特性亦為不良。 [產業上之可利用性]
本發明之連接構造體具有介隔配置於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間的導電粒子及絕緣性接著劑而將該第1電子零件與第2電子零件連接之構造，其特徵在於，作為導電粒子，使用平均粒徑未達3 μm之極微細者。因此，本發明之連接構造體適於高密度安裝。並且，作為該導電粒子，使用20%變形時之壓縮硬度為1500 N/mm 2以上8000 N/mm 2以下者。因此，於熱壓接合時，不易產生導電粒子之移動之問題，不僅可抑制初始導通可靠性之降低，亦可抑制短路之產生。並且，亦可抑制彈回特性之劣化。
1,21:第1電子零件 1a,21a:第1電子零件之電極 2,22:第2電子零件 2a,22a:第2電子零件之電極 3,23:導電粒子 4,24:絕緣性接著劑 25:載台 26:熱壓頭 30:導電粒子 31,32:一對電極 33:絕緣性接著劑 100,200:連接構造體 S:電極間間隔
[圖1]係本發明之連接構造體之概略截面圖。 [圖2A]係本發明之連接構造體之製造步驟說明圖。 [圖2B]係本發明之連接構造體之製造步驟說明圖。 [圖3A]係習知之連接構造體之製造時之即將熱壓接合前的說明圖。 [圖3B]係習知之連接構造體之製造時之剛熱壓接合後的說明圖。
1:第1電子零件
1a:第1電子零件之電極
2:第2電子零件
2a:第2電子零件之電極
3:導電粒子
4:絕緣性接著劑
100:連接構造體

Claims (10)

  1. 一種連接構造體，其係介隔配置於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間的導電粒子及絕緣性接著劑而將該第1電子零件與第2電子零件連接者，且 導電粒子之平均粒徑未達3 μm， 導電粒子之20%變形時之壓縮硬度（K值）為1500 N/mm 2以上8000 N/mm 2以下。
  2. 如請求項1之連接構造體，其中，導電粒子之平均粒徑大於1 μm且未達2.8 μm。
  3. 如請求項1之連接構造體，其中，導電粒子之平均粒徑為1.1 μm以上2.5 μm以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之連接構造體，其中，導電粒子之20%變形時之壓縮硬度（K值）為2000 N/mm 2以上7000 N/mm 2以下。
  5. 如請求項1至4中任一項之連接構造體，其中，導電粒子係於樹脂芯之表面形成有金屬層之金屬被覆樹脂粒子。
  6. 如請求項5之連接構造體，其中，於金屬被覆樹脂粒子之金屬層之表面進而形成有絕緣被膜。
  7. 如請求項1至6中任一項之連接構造體，其中，導電粒子於表面具有突起。
  8. 如請求項1至6中任一項之連接構造體，其中，絕緣性接著劑之最低熔融黏度為2000 Pa･s以上15000 Pa･s以下。
  9. 一種連接構造體之製造方法，其係請求項1之連接構造體之製造方法， 藉由於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間配置導電粒子及絕緣性接著劑，並自第1電子零件或第2電子零件中之任一側對導電粒子及絕緣性接著劑進行加熱加壓，從而將第1電子零件與第2電子零件連接。
  10. 如請求項9之製造方法，其中，藉由將於膜狀之絕緣性接著劑保持有導電粒子之各向異性導電膜或導電膜夾持於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間，從而將導電粒子及絕緣性接著劑配置於第1電子零件之電極與第2電子零件之電極之間。
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