WO2015056754A1 - 異方性導電接着剤及び接続構造体 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an anisotropic conductive adhesive in which conductive particles are dispersed in an adhesive component, and in particular, dissipates heat generated by a chip (element) such as a driver IC (Integrated Circuit) or LED (Light Emitting Diode).
  • a chip such as a driver IC (Integrated Circuit) or LED (Light Emitting Diode).
  • the present invention relates to an anisotropic conductive adhesive that can be used and a connection structure using the same.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of an LED mounting body by a wire bond method.
  • This LED mounting body 100A is obtained by mounting an LED element 110 on a substrate 120.
  • the LED element 110 includes, for example, a first conductive clad layer 102 made of, for example, n-GaN, an active layer 103 made of, for example, an InxAlyGa1-xyN layer, and a p- It has a second conductivity type cladding layer 104 made of GaN and has a so-called double heterostructure. As shown in FIG.
  • the wire bonding method is such that the electrodes (first conductivity type electrode 104 a and second conductivity type electrode 102 a) of the LED element 110 face upward (face-up), the LED element 110, and the substrate 120.
  • the first conductive type circuit pattern 202 and the second conductive type circuit pattern 203 on the base material 201 are electrically bonded by bonding wires 301a and 301b.
  • a die bond material is used for bonding the LED element 110 and the substrate 120. 302 is used.
  • the electrode (first conductivity type electrode 104a and second conductivity type electrode 102a) surface of the LED element 110 faces the substrate 120 side (face down) as in the LED mounting body 100B shown in FIG.
  • conductive pastes 303a and 303b typified by silver paste for electrical connection between the LED element 110 and the substrate 120.
  • the electrode surface of the LED element 110 faces the substrate 120 side (face-down, flip chip), and the LED element 110 and the substrate 120 are There is a method of using an anisotropic conductive adhesive 130 in which conductive particles 306 are dispersed in an insulating adhesive binder 305 for electrical connection and adhesion. Since the anisotropic conductive adhesive 130 has a short bonding process, the production efficiency is good.
  • the anisotropic conductive adhesive 130 is inexpensive and excellent in transparency, adhesiveness, heat resistance, mechanical strength, electrical insulation, and the like.
  • FC mounting LED element can be designed to have a large electrode area by passivation 105 (see FIG. 10), so that bumpless mounting is possible. Further, the light extraction efficiency is improved by providing a reflective film under the light emitting layer.
  • gold-tin eutectic bonding is used as in the LED mounting body 100D shown in FIG.
  • the electrode connection portion 307 of the LED element 110A is formed of an alloy of gold and tin
  • the flux is applied to the substrate 120
  • the LED element 110 is mounted, and then the substrate electrode and the substrate electrode are heated.
  • This is a crystal bonding method.
  • solder connection method has a bad yield because there is an adverse effect on reliability due to chip displacement during heating or flux that could not be cleaned.
  • advanced mounting technology is required.
  • solder connection construction method that uses a solder paste 303 for electrical connection between the electrode surface of the LED element 110A and the substrate 120 as in the LED mounting body 100E shown in FIG.
  • solder connection method since the paste itself has isotropic conductivity, the pn electrodes are short-circuited and the yield is poor.
  • the electrical connection and adhesion between the LED element 110 and the substrate 120 are performed in an insulating binder 305 as in the example shown in FIG.
  • an anisotropic conductive adhesive 130 such as ACF (anisotropic conductive adhesive film) in which conductive particles 306 are dispersed.
  • the anisotropic conductive adhesive 130 is filled with an insulating binder 305 between the pn electrodes. Accordingly, the yield is good because short-circuiting hardly occurs. Moreover, since the bonding process is short, the production efficiency is good.
  • the active layer 103 is located on the substrate 120 side, so that heat is efficiently transmitted to the substrate 120 side.
  • FIGS. 8 and 11 when the electrodes are joined with the conductive pastes 303a and 303b and the solder paste 303, heat can be radiated with high efficiency, but the connection with the conductive pastes 303a and 303b is described above. As shown, connection reliability is poor. Also, as shown in FIG. 10, even when gold-tin eutectic bonding is performed, connection reliability is poor as described above.
  • an anisotropic conductive adhesive 130 such as ACF (Anisotropic conduct film) or ACP (Anisotropic conduct paste) without using the conductive pastes 303a and 303b.
  • the active layer 103 is disposed near the substrate 120 side, and heat is efficiently transferred to the substrate 120 side. Moreover, since the adhesive strength is high, excellent connection reliability can be obtained.
  • JP 2012-19203 A Japanese Patent Laid-Open No. 3-12607 JP 2001-160568 A JP 2012-169263 A
  • the thermal conductivity of the cured product of the conventional anisotropic conductive adhesive is about 0.2 W / (m ⁇ K)
  • the heat generated from the LED element cannot be sufficiently released to the substrate side.
  • the conductive particles in the electrical connection portion serve as a heat dissipation path, so that the heat dissipation is poor.
  • the present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and provides an anisotropic conductive adhesive capable of obtaining excellent heat dissipation and connection reliability, and a connection structure using the same. Objective.
  • the present inventor can achieve the above-described object by blending conductive particles having a conductive metal layer formed on the surface of resin particles, solder particles, and an inorganic filler. As a result, the present invention has been completed.
  • the anisotropic conductive adhesive according to the present invention has a conductive metal layer formed on the surface of resin particles, an average particle diameter of 1 to 10 ⁇ m, and an average particle diameter of the conductive particles.
  • Solder particles having an average particle diameter of 25 to 400% and inorganic fillers having an average particle diameter of 100 nm or less are dispersed in an adhesive component.
  • connection structure includes a terminal of the first electronic component and a terminal of the second electronic component, conductive particles in which a conductive metal layer is formed on the surface of the resin particles, and solder particles Are electrically connected via an anisotropic conductive adhesive containing an inorganic filler, and the terminal of the first electronic component and the terminal of the second electronic component are the conductive particles. And the solder particles are joined by the solder particles, and the inorganic filler has an average particle size of 100 nm or less.
  • the conductive particles are deformed flatly by the pressing force from the opposing terminals during crimping, and the solder particles are crushed and joined by solder, thereby increasing the contact area by metal bonding with each terminal, and excellent Heat dissipation can be obtained. Furthermore, since an inorganic filler having an average particle size of 100 nm or less is blended, the linear expansion coefficient is reduced, and excellent connection reliability can be obtained even for, for example, aluminum-based MCPCB (Metal-Core PCB). it can.
  • MCPCB Metal-Core PCB
  • the anisotropic conductive adhesive 30 in the present embodiment includes conductive particles 31 having a conductive metal layer formed on the surface of resin particles, solder particles 32, and an inorganic filler (filler). 34) is dispersed in a binder (adhesive component) 33, and the shape thereof is a paste, a film, or the like, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views schematically showing opposing terminals 2 and 3 before and after crimping, respectively.
  • pressure bonding refers to pressurization while heating.
  • the conductive particles 31 and the solder particles 32 are included in the binder 33 of the anisotropic conductive adhesive 30 (the detailed configuration will be described later), the conductive particles 31 and Solder particles 32 can be present between the terminals 2 and 3 made of metal. And, at the time of crimping, the conductive particles 31 using resin particles as the core material are deformed flat by the pressing force from the terminals 2 and 3, and elastic repulsion to the deformation occurs, so that the electrical connection state between the terminals 2 and 3 Can be maintained.
  • the solder particles 32 are crushed following the flat deformation of the conductive particles 31, and are metal-bonded to the terminals 2 and 3 by soldering by heating, so the area in contact with the terminals 2 and 3 is increased. Heat dissipation and electrical characteristics can be improved.
  • the conductive particles 31 having a resin as a core material relieve stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the element, cracks are prevented from occurring in the solder joint portion and connection reliability is improved. be able to.
  • the inorganic filler 34 having an average particle size of 100 nm or less is dispersed in the binder 33 of the anisotropic conductive adhesive 30, the linear expansion coefficient of the anisotropic conductive adhesive 30 can be reduced. Excellent connection reliability can be obtained.
  • the conductive particles 31 are made of epoxy resin, phenol resin, acrylic resin, acrylonitrile / styrene (AS) resin, benzoguanamine resin, divinylbenzene resin, styrene resin, etc. with a metal such as Au, Ni or Zn. Coated metal-coated resin particles. Since the metal-coated resin particles are easily crushed and easily deformed during compression, the contact area with the wiring pattern can be increased, and variations in the height of the wiring pattern can be absorbed.
  • the blending amount of the conductive particles 31 is preferably 1 to 30 vol% with respect to the binder 33 from the viewpoint of connection reliability and insulation reliability.
  • the average particle diameter of the conductive particles 31 (D50: the particle diameter when the number or mass larger than a certain particle diameter occupies 50% of the total powder in the particle size distribution of the powder,
  • the median diameter is preferably 1 to 10 ⁇ m, more preferably 2 to 6 ⁇ m.
  • the solder particles 32 are, for example, Sn—Pb, Pb—Sn—Sb, Sn—Sb, Sn—Pb—Bi, Bi—Sn, Sn—Cu, as defined in JIS Z 3282-1999.
  • Sn-Pb-Cu-based, Sn-In-based, Sn-Ag-based, Sn-Pb-Ag-based, Pb-Ag-based, and the like can be appropriately selected according to the electrode material, connection conditions, and the like.
  • the shape of the solder particles 32 can be appropriately selected from granular, flake shaped, and the like.
  • the solder particles 32 may be covered with an insulating layer in order to improve anisotropy.
  • the blending amount of the solder particles 32 is preferably 1 to 30 vol%. If the blending amount of the solder particles 32 is too small, excellent heat dissipation cannot be obtained, and if the blending amount is too large, anisotropy in electrical connection is impaired, and connection reliability cannot be obtained.
  • the average particle diameter (D50) of the solder particles 32 is preferably 25 to 400% of the average particle diameter of the conductive particles 31. If the solder particles 32 are too small relative to the conductive particles 31, the solder particles 32 are not captured between the terminals facing each other at the time of pressure bonding, and good solder bonding is not performed, so that excellent heat dissipation cannot be obtained. On the other hand, if the solder particles 32 are too large relative to the conductive particles 31, the anisotropy in electrical connection is impaired, and connection reliability cannot be obtained.
  • the inorganic filler 34 for example, silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), or the like can be used.
  • the average particle diameter (D50: median diameter) of the inorganic filler 34 is 100 nm or less. When the median diameter of the inorganic filler 34 is larger than 100 nm, the inorganic filler 34 enters (bites) around or near the joint between the solder particles 32 and the terminals of the first and second electronic components, and the solder joint Since the contact area becomes smaller, the thermal resistance value increases and the heat dissipation performance deteriorates.
  • the blending amount of the inorganic filler 34 is preferably 10 to 40 vol%. If the blending amount of the inorganic filler 34 exceeds 40 vol%, the vf value will increase from the initial stage of pressure bonding, and excellent connection reliability cannot be obtained.
  • an adhesive composition used in a conventional anisotropic conductive adhesive or anisotropic conductive film can be used.
  • Preferred examples of the adhesive composition include epoxy compounds mainly composed of alicyclic epoxy compounds, heterocyclic epoxy compounds, hydrogenated epoxy compounds, and the like, and curing agents such as acid anhydrides.
  • Preferred examples of the alicyclic epoxy compound include those having two or more epoxy groups in the molecule. These may be liquid or solid. Specific examples include glycidyl hexahydrobisphenol A, 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ', 4'-epoxycyclohexene carboxylate, and the like. Among them, 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexenecarboxylate is preferred because it can ensure light transmission suitable for mounting LED elements on the cured product and is excellent in rapid curing. Can be preferably used.
  • heterocyclic epoxy compound examples include an epoxy compound having a triazine ring, and particularly preferably 1,3,5-tris (2,3-epoxypropyl) -1,3,5-triazine-2,4, Mention may be made of 6- (1H, 3H, 5H) -trione.
  • water-added epoxy compound hydrogenated products of the above-described alicyclic epoxy compounds and heterocyclic epoxy compounds, and other known hydrogenated epoxy resins can be used.
  • the alicyclic epoxy compound, heterocyclic epoxy compound and hydrogenated epoxy compound may be used alone, but two or more kinds may be used in combination.
  • other epoxy compounds may be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the curing agent examples include acid anhydrides, imidazole compounds, and dicyan.
  • acid anhydrides that are difficult to discolor the cured product particularly alicyclic acid anhydride-based curing agents, can be preferably used.
  • methylhexahydrophthalic anhydride etc. can be mentioned preferably.
  • the amount of each used is an uncured epoxy compound if there is too little alicyclic acid anhydride curing agent. If the amount is too large, corrosion of the adherend material tends to be accelerated due to the influence of the excess curing agent. Therefore, the alicyclic acid anhydride curing agent is added to 100 parts by mass of the alicyclic epoxy compound.
  • the ratio is preferably 80 to 120 parts by mass, more preferably 95 to 105 parts by mass.
  • the anisotropic conductive adhesive 30 having such a structure is deformed flat by a pressing force from a terminal to which the conductive particles 31 oppose at the time of pressure bonding, and the solder particles 32 are crushed and soldered by heating to each terminal and the metal Since the contact area is increased by bonding, excellent heat dissipation can be obtained. Moreover, since the inorganic filler 34 whose average particle diameter is 100 nm or less is blended, the linear expansion coefficient of the anisotropic conductive adhesive 30 can be 50 ppm or less. Therefore, even if an aluminum-based MCPCB substrate (Metal-CorePCB) having a high thermal conductivity and a relatively high linear expansion coefficient is used, excellent connection reliability can be obtained.
  • Metal-CorePCB Metal-CorePCB
  • connection structure and manufacturing method thereof Next, a connection structure using the anisotropic conductive adhesive 30 described above will be described.
  • the connection structure in the present embodiment has a first electronic component and a second electronic component, and the terminal of the first electronic component and the terminal of the second electronic component are on the surface of the resin particles.
  • the first electronic component is electrically connected through an anisotropic conductive adhesive 30 containing conductive particles 31 on which a conductive metal layer is formed, solder particles 32, and an inorganic filler 34.
  • the terminal of the second electronic component and the terminal of the second electronic component are connected by the conductive particles 31 and soldered by the solder particles 32, and the average particle size of the inorganic filler 34 is 100 nm or less.
  • a chip such as a driver IC (Integrated Circuit) or LED (Light Emitting Diode) that generates heat is suitable.
  • a driver IC Integrated Circuit
  • LED Light Emitting Diode
  • an aluminum-based MCPCB substrate Metal-Core PCB having a high thermal conductivity but a relatively high linear expansion coefficient is suitable.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the LED mounting body 1 which is the connection structure of the present invention.
  • the LED element 10 and the substrate 20 the conductive particles 31, the solder particles 32, and the inorganic filler 34 (not shown here) are dispersed in the adhesive component 33.
  • the anisotropic conductive adhesive 30 is used for electrical connection and fixing.
  • the LED element 10 is formed on an element substrate 11 made of, for example, sapphire, a first conductive clad layer 12 made of, for example, n-GaN, an active layer 13 made of, for example, an InxAlyGa1-xyN layer, and made of, for example, p-GaN. And a second conductivity type cladding layer 14 and has a so-called double heterostructure. Further, a first conductivity type electrode 12 a is provided on a part of the first conductivity type cladding layer 12, and a second conductivity type electrode 14 a is provided on a part of the second conductivity type cladding layer 14. When a voltage is applied between the first conductivity type electrode 12a and the second conductivity type electrode 14a of the LED element 10, carriers are concentrated on the active layer 13 and recombination causes light emission.
  • the substrate 20 includes a first conductivity type circuit pattern 22 and a second conductivity type circuit pattern 23 on a base material 21, and the first conductivity type circuit pattern 22 and the second conductivity type circuit pattern 23 are provided on the substrate 21.
  • the electrode 22a and the electrode 23a are provided at positions corresponding to the first conductivity type electrode 12a and the second conductivity type electrode 14a of the LED element 10, respectively.
  • conductive particles 31 and solder particles 32 having an average particle size smaller than that of the conductive particles 31 are dispersed in the binder 33 as described above.
  • the LED mounting body 1 is composed of conductive particles in which the terminals of the LED element 10 (first conductive electrode 12a and second conductive electrode 14a) and the terminals of the substrate 20 (electrodes 22a and 23a) are conductive particles.
  • the terminals of the LED elements 10 and the terminals of the substrate 20 are soldered together.
  • the linear expansion coefficient of the anisotropic conductive adhesive 30 is 50 ppm or less, and the thermal resistance value of the LED mounting body 1 is 12 K / W or less.
  • the heat generated in the active layer 13 of the LED element 10 can be efficiently released to the substrate 20 side, and the LED mounted body 1 can be extended in life while preventing a decrease in light emission efficiency.
  • the linear expansion coefficient of the anisotropic conductive adhesive 30 is lower than that of a general anisotropic conductive adhesive, excellent connection reliability can be obtained.
  • the solder particles 32 are white or gray achromatic, the light from the active layer 13 is reflected and high brightness can be obtained.
  • the LED element 10A for flip-chip mounting has a second conductivity type in which one terminal (first conductivity type electrode 12a) of the LED element 10 is interposed via a passivation 15 made of an insulating material. Since it is provided on the clad layer 14 and is designed to have a larger area than the example shown in FIG. 3, the terminal of the LED element 10 (first conductivity type electrode 12a) and the terminal of the substrate 20 ( More conductive particles 31 and solder particles 32 are captured between the circuit pattern 22) and the circuit pattern 22). As a result, the heat generated in the active layer 13 of the LED element 10 can be released to the substrate 20 side more efficiently.
  • the manufacturing method of the LED mounting body in the present embodiment includes the anisotropic conductive adhesive 30 in which the conductive particles 31, the solder particles 32, and the inorganic filler 34 are dispersed in the adhesive component.
  • the first electronic component and the second electronic component are thermocompression-bonded between the terminals of the first electronic component and the second electronic component.
  • the terminal of the first electronic component and the terminal of the second electronic component are electrically connected via the conductive particles 31, and the terminal of the first electronic component and the terminal of the second electronic component are A connection structure formed by soldering can be obtained.
  • the conductive particles 31 are deformed flat by the pressing force from the terminals of the first and second electronic components at the time of pressure bonding, and the solder particles 32 are crushed and soldered by heating. Because of this, the first and second electronic components are metal-bonded to the terminals, so that the contact area between the opposing first and second terminals increases, and excellent heat dissipation and excellent connection reliability can be obtained. .
  • the conductive particles 31 having the resin as the core material relieve the stress generated due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate 20 and the first and second electronic components, cracks are generated in the solder joints. Can be prevented.
  • the average particle diameter of the inorganic filler 34 in the anisotropic conductive adhesive 30 is 100 nm or less, the linear expansion coefficient can be reduced, and excellent connection reliability can be obtained.
  • Example> Examples of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these examples.
  • an anisotropic conductive adhesive in which solder particles and conductive particles were blended was produced, an LED mounting body was produced, and heat dissipation characteristics, adhesive characteristics, mechanical characteristics, and electrical characteristics were evaluated.
  • the production of the anisotropic conductive adhesive the production of the LED mounting body, the evaluation of the heat dissipation characteristics of the LED mounting body, the evaluation of the adhesion characteristics, the evaluation of the mechanical characteristics and the electrical characteristics were performed as follows.
  • anisotropic conductive adhesive In an epoxy curing adhesive (epoxy resin (trade name: CEL2021P, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) and acid anhydride (MeHHPA, trade name: MH700, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.)) 10% by volume of conductive particles (product name: AUL705, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) having a mean particle size (D50) of 5 ⁇ m coated with Au on the surface of crosslinked polystyrene resin particles and solder particles having a mean particle size (D50) of 5 ⁇ m (Trade name: M707, manufactured by Senju Metal Industry Co., Ltd.) was mixed with 10 vol% and a filler (inorganic filler) composed of the following particles to prepare an anisotropic conductive adhesive having thermal conductivity.
  • epoxy curing adhesive epoxy curing adhesive
  • epoxy resin trade name: CEL2021P, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
  • acid anhydride MeHHPA,
  • anisotropic conductive adhesive to the Au electrode substrate, the LED chip is aligned and mounted, and thermocompression bonding is performed under the conditions of 150 ° C.-10 seconds ⁇ 230 ° C.-30 seconds and a load of 1000 g / chip. It was.
  • thermomechanical analyzer TMA / SS7000: manufactured by SII
  • the initial evaluation of the high-temperature and high-humidity test is “ ⁇ ” when the variation of the initial Vf from Ref (3.2 V) is less than 2%, and when the initial Vf is 2% or more higher than Ref (3.2 V).
  • “Vf high” and rupture of conduction were confirmed OPEN
  • “X” was evaluated.
  • the evaluation after the high-temperature and high-humidity test was confirmed as “ ⁇ ” when the variation from the initial Vf value was less than 5%, “Vf high” when the variation was 5% or more than the initial Vf, and continuity breaking Case (OPEN) was evaluated as “ ⁇ ”.
  • Example 1 As a filler, 10 vol% of silica particles (YA050C, manufactured by Admatechs Co., Ltd.) having an average particle diameter (D50) of 50 nm were blended to prepare an anisotropic conductive adhesive having thermal conductivity.
  • silica particles YA050C, manufactured by Admatechs Co., Ltd.
  • D50 average particle diameter
  • the measurement result of the thermal resistance of the LED mounting body manufactured using the anisotropic conductive adhesive of Example 1 is 11.0 K / W, the die shear strength is 33 N / chip, and the linear expansion coefficient ( ⁇ 1 : Linear expansion coefficient below the glass transition temperature (Tg) was 49 ppm.
  • the evaluation result of the high-temperature, high-humidity test of electrical characteristics was “good” at the initial stage, and “good” after the 1000 h test.
  • the evaluation result of the thermal shock test of electrical characteristics was “good” in the initial stage, “good” after the 500 cycle test, and “good” after the 1000 cycle test.
  • Example 2 As a filler, 20 vol% of silica particles (R812, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having an average particle diameter (D50) of 7 nm were blended to prepare an anisotropic conductive adhesive having thermal conductivity.
  • silica particles R812, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.
  • D50 average particle diameter
  • the measurement results of the thermal resistance of the LED package manufactured using the anisotropic conductive adhesive of Example 2 are 11.0 K / W, the die shear strength is 35 N / chip, and the linear expansion coefficient ( ⁇ 1 ) was 43 ppm.
  • the evaluation result of the high-temperature, high-humidity test of electrical characteristics was “good” at the initial stage, and “good” after the 1000 h test.
  • the evaluation result of the thermal shock test of electrical characteristics was “good” in the initial stage, “good” after the 500 cycle test, and “good” after the 1000 cycle test.
  • Example 3 As a filler, 20 vol% of silica particles (R202, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having an average particle diameter (D50) of 14 nm were blended to prepare an anisotropic conductive adhesive having thermal conductivity.
  • the measurement result of the thermal resistance of the LED mounting body manufactured using the anisotropic conductive adhesive of Example 3 is 11.0 K / W, the die shear strength is 36 N / chip, and the linear expansion coefficient ( ⁇ 1 ) was 44 ppm.
  • the evaluation result of the high-temperature, high-humidity test of electrical characteristics was “good” at the initial stage, and “good” after the 1000 h test.
  • the evaluation result of the thermal shock test of electrical characteristics was “good” in the initial stage, “good” after the 500 cycle test, and “good” after the 1000 cycle test.
  • Example 4 As a filler, 20 vol% of silica particles (YA050C, manufactured by Admatechs) having an average particle diameter (D50) of 50 nm were blended to prepare an anisotropic conductive adhesive having thermal conductivity.
  • the measurement results of the thermal resistance of the LED package manufactured using the anisotropic conductive adhesive of Example 4 are 11.0 K / W, the die shear strength is 35 N / chip, and the linear expansion coefficient ( ⁇ 1 ) was 45 ppm.
  • the evaluation result of the high-temperature, high-humidity test of electrical characteristics was “good” at the initial stage, and “good” after the 1000 h test.
  • the evaluation result of the thermal shock test of electrical characteristics was “good” in the initial stage, “good” after the 500 cycle test, and “good” after the 1000 cycle test.
  • Example 5 As a filler, 20 vol% of silica particles (YA100C, manufactured by Admatechs) having an average particle diameter (D50) of 100 nm were blended to prepare an anisotropic conductive adhesive having thermal conductivity.
  • YA100C manufactured by Admatechs
  • the measurement results of the thermal resistance of the LED package manufactured using the anisotropic conductive adhesive of Example 5 were 11.4 K / W, the die shear strength was 34 N / chip, and the linear expansion coefficient ( ⁇ 1 ) was 46 ppm.
  • the evaluation result of the high-temperature, high-humidity test of electrical characteristics was “good” at the initial stage, and “good” after the 1000 h test.
  • the evaluation result of the thermal shock test of electrical characteristics was “good” in the initial stage, “good” after the 500 cycle test, and “good” after the 1000 cycle test.
  • Example 6 As a filler, 30 vol% of silica particles (YA100C, manufactured by Admatechs Co., Ltd.) having an average particle diameter (D50) of 100 nm were blended to prepare an anisotropic conductive adhesive having thermal conductivity.
  • silica particles YA100C, manufactured by Admatechs Co., Ltd.
  • D50 average particle diameter
  • the measurement results of the thermal resistance of the LED package manufactured using the anisotropic conductive adhesive of Example 6 were 11.6 K / W, the die shear strength was 31 N / chip, and the linear expansion coefficient ( ⁇ 1 ) was 39 ppm.
  • the evaluation result of the high-temperature, high-humidity test of electrical characteristics was “good” at the initial stage, and “good” after the 1000 h test.
  • the evaluation result of the thermal shock test of electrical characteristics was “good” in the initial stage, “good” after the 500 cycle test, and “good” after the 1000 cycle test.
  • Example 7 As a filler, 40 vol% of silica particles (YA100C, manufactured by Admatechs) with an average particle diameter (D50) of 100 nm were blended to prepare an anisotropic conductive adhesive having thermal conductivity.
  • silica particles YA100C, manufactured by Admatechs
  • D50 average particle diameter
  • the measurement results of the thermal resistance of the LED package manufactured using the anisotropic conductive adhesive of Example 7 were 11.9 K / W, the die shear strength was 30 N / chip, and the linear expansion coefficient ( ⁇ 1 ) was 35 ppm.
  • the evaluation result of the high-temperature, high-humidity test of electrical characteristics was “good” at the initial stage, and “good” after the 1000 h test.
  • the evaluation result of the thermal shock test of electrical characteristics was “good” in the initial stage, “good” after the 500 cycle test, and “good” after the 1000 cycle test.
  • the measurement result of the thermal resistance of the LED mounting body manufactured using the anisotropic conductive adhesive of Comparative Example 1 is 11.0 K / W
  • the die shear strength is 32 N / chip
  • the linear expansion coefficient ( ⁇ 1 ) was 62 ppm.
  • the evaluation result of the high-temperature, high-humidity test of electrical characteristics was “good” at the initial stage, and “good” after the 1000 h test.
  • the evaluation result of the thermal shock test of electrical characteristics was “good” in the initial stage, “good” after the 500 cycle test, and “poor” after the 1000 cycle test.
  • ⁇ Comparative example 2> As a filler, 20 vol% of silica particles having an average particle diameter (D50) of 200 nm (Hi-Plessa 0.2, manufactured by Ube Nitto Kasei Co., Ltd.) were blended to prepare an anisotropic conductive adhesive having thermal conductivity.
  • D50 average particle diameter
  • Hi-Plessa 0.2 manufactured by Ube Nitto Kasei Co., Ltd.
  • the measurement results of the thermal resistance of the LED package manufactured using the anisotropic conductive adhesive of Comparative Example 2 are 13.2 K / W, the die shear strength is 26 N / chip, and the linear expansion coefficient ( ⁇ 1 ) was 47 ppm.
  • the evaluation result of the high-temperature, high-humidity test of electrical characteristics was “good” at the initial stage, and “good” after the 1000 h test.
  • the evaluation result of the thermal shock test of electrical characteristics was “good” in the initial stage, “good” after the 500 cycle test, and “poor” after the 1000 cycle test.
  • 20 vol% of alumina particles (Sumicorundum, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter (D50) of 400 nm were blended to prepare an anisotropic conductive adhesive having thermal conductivity.
  • the measurement result of the thermal resistance of the LED mounting body manufactured using the anisotropic conductive adhesive of Comparative Example 3 is 14.1 K / W
  • the die shear strength is 24 N / chip
  • the linear expansion coefficient ( ⁇ 1 ) was 49 ppm.
  • the evaluation result of the high-temperature and high-humidity test of the electrical characteristics was ⁇ at the initial stage, and Vf was high after the 1000 h test.
  • the evaluation result of the thermal shock test of electrical characteristics was “good” in the initial stage, “good” after the 500 cycle test, and “poor” after the 1000 cycle test.
  • ⁇ Comparative example 4> As a filler, 20 vol% of silica particles having an average particle diameter (D50) of 1.0 ⁇ m (High Plessa 1.0, manufactured by Ube Nitto Kasei Co., Ltd.) were blended to prepare an anisotropic conductive adhesive having thermal conductivity.
  • D50 average particle diameter
  • High Plessa 1.0 manufactured by Ube Nitto Kasei Co., Ltd.
  • the measurement result of the thermal resistance of the LED mounting body manufactured using the anisotropic conductive adhesive of Comparative Example 4 is 12.8 K / W
  • the die shear strength is 27 N / chip
  • the linear expansion coefficient ( ⁇ 1 ) was 48 ppm.
  • the evaluation result of the high-temperature and high-humidity test of the electrical characteristics was ⁇ at the initial stage, and Vf was high after the 1000 h test.
  • the evaluation result of the thermal shock test of the electrical characteristics was “ ⁇ ” in the initial stage, “Vf” after the 500 cycle test, and “x” after the 1000 cycle test.
  • silica particles (YA100C, manufactured by Admatechs Co., Ltd.) having an average particle diameter (D50) of 100 nm were blended in an amount of 50 vol% to prepare an anisotropic conductive adhesive having thermal conductivity.
  • the measurement result of the thermal resistance of the LED mounting body manufactured using the anisotropic conductive adhesive of Comparative Example 5 is 12.7 K / W, the die shear strength is 25 N / chip, and the linear expansion coefficient ( ⁇ 1 ) was 31 ppm.
  • the evaluation result of the high-temperature and high-humidity test of the electrical characteristics was Vf high in the initial stage, and x after the 1000 h test.
  • the evaluation result of the thermal shock test of the electrical characteristics was Vf high in the initial stage, and x after the 500 cycle test.
  • FIG. 5 is a graph showing the thermal resistance value with respect to the filler particle size. From this graph, it is understood that the thermal resistance value can be lowered by setting the filler particle size to 100 nm or less.
  • Example 1 the thermal resistance value of the LED mounting sample using ACP in which 10 vol% of 50 nm filler was added to the binder resin was 11.0 (K / W), and no comparison was made. The heat dissipation equivalent to Example 1 was maintained. In addition, the die shear strength was 33 N / chip, which was higher than that of Comparative Example 1. The linear expansion coefficient was 49 ppm, which was lower than that of Comparative Example 1. Further, in the lighting test under the environment of 85 ° C. and 85% RH, the electrical connection reliability was good in the test 1000 h. Also, good electrical connection reliability was obtained even after 500 cycles and 1000 cycles of the thermal shock test.
  • the thermal resistance value of the LED mounting sample using ACP in which 20 vol% of 7 nm filler is added to the binder resin is 11.0 (K / W), which is equal to that of Comparative Example 1.
  • the die shear strength was 35 N / chip, which was higher than that of Comparative Example 1.
  • the linear expansion coefficient was 43 ppm, which was lower than that of Comparative Example 1.
  • the electrical connection reliability was good in the test 1000 h. Also, good electrical connection reliability was obtained even after 500 cycles and 1000 cycles of the thermal shock test.
  • the thermal resistance value of the LED mounting sample using ACP in which 20 vol% of 14 nm filler is added to the binder resin is 11.0 (K / W), which is equal to that of Comparative Example 1.
  • the die shear strength was 36 N / chip, which was higher than that of Comparative Example 1.
  • the linear expansion coefficient was 44 ppm, which was lower than that of Comparative Example 1.
  • the electrical connection reliability was good in the test 1000 h. Also, good electrical connection reliability was obtained even after 500 cycles and 1000 cycles of the thermal shock test.
  • the heat resistance value of the LED mounting sample using ACP in which 20 vol% of 50 nm filler is added to the binder resin is 11.0 (K / W), which is equal to that of Comparative Example 1.
  • the die shear strength was 35 N / chip, which was higher than that of Comparative Example 1.
  • the linear expansion coefficient was 45 ppm, which was lower than that of Comparative Example 1.
  • the electrical connection reliability was good in the test 1000 h. Also, good electrical connection reliability was obtained even after 500 cycles and 1000 cycles of the thermal shock test.
  • the thermal resistance value of the LED mounting sample using ACP in which 20 vol% of 100 nm filler is added to the binder resin is 11.4 (K / W), which is equal to that of Comparative Example 1.
  • the die shear strength was 34 N / chip, which was higher than that of Comparative Example 1.
  • the linear expansion coefficient was 46 ppm, which was lower than that of Comparative Example 1.
  • the electrical connection reliability was good in the test 1000 h. Also, good electrical connection reliability was obtained even after 500 cycles and 1000 cycles of the thermal shock test.
  • Example 6 the heat resistance value of the LED mounting sample using ACP in which 30 vol% of 100 nm filler is added to the binder resin is 11.6 (K / W), which is the same heat dissipation as Comparative Example 1.
  • the die shear strength was 31 N / chip, and the adhesive strength equivalent to that of Comparative Example 1 was maintained.
  • the linear expansion coefficient was 39 ppm, which was lower than that of Comparative Example 1.
  • the electrical connection reliability was good in the test 1000 h. Also, good electrical connection reliability was obtained even after 500 cycles and 1000 cycles of the thermal shock test.
  • the heat resistance value of the LED mounting sample using ACP in which 40 vol% of 100 nm filler is added to the binder resin is 11.9 (K / W), which is equal to that of Comparative Example 1.
  • the die shear strength was 30 N / chip, and the adhesive strength equivalent to that of Comparative Example 1 was maintained.
  • the linear expansion coefficient was 35 ppm, which was lower than that of Comparative Example 1.
  • the electrical connection reliability was good in the test 1000 h. Also, good electrical connection reliability was obtained even after 500 cycles and 1000 cycles of the thermal shock test.
  • the thermal resistance value of the LED mounting sample using ACP in which no filler was blended with the binder resin was 11.0 (K / W).
  • the die shear strength was 32 N / chip.
  • the linear expansion coefficient was 62 ppm.
  • the electrical connection reliability was good in the test 1000 h. Also, good electrical connection reliability was obtained after 500 cycles of the thermal shock test, but good electrical connection reliability could not be obtained because OPEN occurred after 1000 cycles.
  • Comparative Example 3 in the LED mounting sample using ACP in which 20% by volume of a filler of 400 nm is added to the binder resin, biting of the filler occurs and the thermal resistance value is 14.1 (K / W). Thus, the heat dissipation was worse than that of Comparative Example 1.
  • the die shear strength was 24 N / chip, which was worse than that of Comparative Example 1.
  • the linear expansion coefficient was 49 ppm, which was lower than that of Comparative Example 1.
  • the initial electrical characteristics were good, but an increase in the Vf value was confirmed in the test 1000 h. Also, good electrical connection reliability was obtained after 500 cycles of the thermal shock test, but good electrical connection reliability could not be obtained because OPEN occurred after 1000 cycles.
  • Comparative Example 5 in the LED mounting sample using ACP in which 50 vol% of 100 nm filler was added to the binder resin, filler biting occurred and the thermal resistance value was 12.7 (K / W). Thus, the heat dissipation was worse than that of Comparative Example 1.
  • the die shear strength was 25 N / chip, which was worse than that of Comparative Example 1.
  • the linear expansion coefficient was 31 ppm, which was lower than that of Comparative Example 1.
  • the Vf value was high from the beginning, and OPEN was generated after the lighting test 1000h and the thermal shock test 500 cycles in an environment of 85 ° C. and 85% RH, so that good electrical connection reliability could not be obtained.
  • SYMBOLS 1 LED mounting body (connection structure) 2, 3 ... Terminal 10 ... LED element (1st electronic component) 11 ... Element board

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Abstract

　本発明は、優れた放熱性及び接続信頼性が得られる異方性導電接着剤を提供することを目的とする。本発明の異方性導電接着剤３０は、樹脂粒子の表面に導電性金属層が形成され、平均粒径が１～１０μｍである導電性粒子３１と、平均粒径が導電性粒子３１の平均粒径の２５～４００％であるはんだ粒子３２と、平均粒径が１００ｎｍ以下である無機充填材３４とが接着剤成分３３に分散されている。圧着時に導電性粒子３１が押圧により扁平変形するとともに、はんだ粒子３２が潰れてはんだ接合されるため、対向する端子間のとの接触面積が増加し、優れた放熱性を得ることができる。さらに、平均粒径が１００ｎｍ以下である無機充填材３４が配合されているため、線膨張率を低下させ、例えばアルミベースのＭＣＰＣＢ（Metal Core ＰＣＢ）に対しても、優れた接続信頼性を得ることができる。

Description

異方性導電接着剤及び接続構造体
　本発明は、接着剤成分中に導電性粒子が分散された異方性導電接着剤に関し、特に、ドライバーＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のチップ（素子）が発する熱を放熱することが可能な異方性導電接着剤及びこれを用いた接続構造体に関する。
　従来、ＬＥＤ素子を基板に実装する工法として、ワイヤーボンド（ＷＢ）工法が用いられている。
　図７は、ワイヤーボンド工法によるＬＥＤ実装体の一例を示す断面図である。
　このＬＥＤ実装体１００Ａは、基板１２０上にＬＥＤ素子１１０を実装したものである。
　ここで、ＬＥＤ素子１１０は、例えばサファイヤからなる素子基板１０１上に、例えばｎ－ＧａＮからなる第１導電型クラッド層１０２と、例えばＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ層からなる活性層１０３と、例えばｐ－ＧａＮからなる第２導電型クラッド層１０４とを備え、いわゆるダブルヘテロ構造を有している。
　ワイヤーボンド工法は、図７に示すように、ＬＥＤ素子１１０の電極（第１導電型電極１０４ａ及び第２導電型電極１０２ａ）面を上に向け（フェイスアップ）、そのＬＥＤ素子１１０と、基板１２０の基材２０１上の第１導電型用回路パターン２０２と第２導電型用回路パターン２０３の電気的接合をボンディングワイヤ３０１ａ、３０１ｂで行い、ＬＥＤ素子１１０と基板１２０との接着には、ダイボンド材３０２を用いる。
　しかし、このようなワイヤーボンド工法で電気的接続を得る方法では、電極（第１導電型電極１０４ａ及び第２導電型電極１０２ａ）からのボンディングワイヤ３０１ａ、３０１ｂの物理的破断・剥離のリスクがあるため、より信頼性の高い技術が求められている。さらに、ダイボンド材３０２の硬化プロセスは、オーブン硬化で行われるため、生産に時間が掛かる。
　ワイヤーボンドを用いない工法として、図８に示すＬＥＤ実装体１００Ｂのように、ＬＥＤ素子１１０の電極（第１導電型電極１０４ａ及び第２導電型電極１０２ａ）面を基板１２０側に向け(フェイスダウン、フリップチップ)、そのＬＥＤ素子１１０と基板１２０との電気的接続に、銀ペーストに代表される導電性ペースト３０３ａ、３０３ｂを用いる方法がある。
　しかし、導電性ペースト３０３ａ、３０３ｂは、接着力が弱いため、封止樹脂３０４による補強が必要である。さらに、封止樹脂３０４の硬化プロセスは、オーブン硬化で行われるため、生産に時間が掛かる。
　導電性ペーストを用いない工法として、図９に示すＬＥＤ実装体１００Ｃのように、ＬＥＤ素子１１０の電極面を基板１２０側に向け(フェイスダウン、フリップチップ)、そのＬＥＤ素子１１０と基板１２０との電気的接続及び接着に、絶縁性の接着剤バインダー３０５中に導電性粒子３０６を分散させた異方性導電接着剤１３０を用いる方法がある。異方性導電接着剤１３０は、接着プロセスが短いため、生産効率が良い。また、異方性導電接着剤１３０は、安価であり、透明性、接着性、耐熱性、機械的強度、電気絶縁性等に優れている。
　また、近年、フリップチップ（ＦＣ）実装をするためのＬＥＤ素子が開発されている。このＦＣ実装用ＬＥＤ素子は、パッシベーション１０５により（図１０参照）、電極面積を大きく取る設計が可能であるため、バンプレス実装が可能となる。また、発光層の下に反射膜を設けることによって光取り出し効率が良くなる。
　ＦＣ実装用ＬＥＤ素子を基板に実装する工法としては、図１０に示すＬＥＤ実装体１００Ｄのように、金スズ共晶接合が用いられている。金スズ共晶接合は、ＬＥＤ素子１１０Ａの電極接続部３０７を金とスズの合金で形成し、フラックスを基板１２０に塗布し、ＬＥＤ素子１１０を搭載した後、加熱することで基板電極と、共晶接合させる工法である。しかし、このようなはんだ接続工法は、加熱中のチップズレや洗浄しきれなかったフラックスによる信頼性への悪影響があるため歩留まりが悪い。また、高度な実装技術が必要である。
　金スズ共晶を用いない工法として、図１１に示すＬＥＤ実装体１００Ｅのように、ＬＥＤ素子１１０Ａの電極面と基板１２０との電気的接続に、はんだペースト３０３を用いるはんだ接続工法がある。しかし、このようなはんだ接続工法は、ペースト自体が等方性の導電性を有するため、ｐｎ電極間がショートしてしまい歩留まりが悪い。
　はんだペーストを用いない工法として、図１２に示すＬＥＤ実装体１００Ｆのように、ＬＥＤ素子１１０と基板１２０との電気的接続及び接着に、図９に示す例と同様、絶縁性のバインダー３０５中に導電性粒子３０６を分散させたＡＣＦ（異方性導電接着フィルム）などの異方性導電接着剤１３０を用いる方法がある。異方性導電接着剤１３０は、ｐｎ電極間に絶縁性のバインダー３０５が充填される。よって、ショートが発生しにくいため歩留まりが良い。また、接着プロセスが短いため、生産効率が良い。
　ところで、上述したＬＥＤ素子１１０、１１０Ａの活性層（ジャンクション）１０３は、光の他に多くの熱を発生し、発光層温度（Ｔｊ＝ジャンクション温度）が１００℃以上になると、ＬＥＤの発光効率が低下し、ＬＥＤの寿命が短くなる。このため、活性層１０３の熱を効率良く逃がすための構造が必要である。
　図７に示すようなＷＢ実装では、活性層１０３がＬＥＤ素子１１０の上部の基板１２０から離れた場所に位置するため、活性層１０３から発生した熱が基板１２０側に効率良く伝わらないため放熱性が悪い。
　また、図８、１０、１１に示すようなフリップチップ実装を行うと、活性層１０３が基板１２０側に位置するため、熱が基板１２０側に効率良く伝わる。図８、１１に示すように、電極同士を導電性ペースト３０３ａ、３０３ｂやはんだペースト３０３で接合した場合、高効率で放熱することができるが、導電性ペースト３０３ａ、３０３ｂによる接続は、上記で述べたように接続信頼性が悪い。また、図１０に示すように、金スズ共晶接合を行った場合も、上記で述べたのと同様に接続信頼性が悪い。
　また、図９、１２に示すように、導電性ペースト３０３ａ、３０３ｂを用いずにＡＣＦ（Anisotropic conduct film）やＡＣＰ（Anisotropic conduct paste）等の異方性導電接着剤１３０でフリップチップ実装することで、活性層１０３が基板１２０側近くに配置され、熱が基板１２０側に効率良く伝わる。また、接着力が高いため、優れた接続信頼性が得られる。
特開２０１２－１９２０３号公報 特開平３－１２６０７号公報 特開２００１－１６０５６８号公報 特開２０１２－１６９２６３号公報
　しかしながら、従来の異方性導電接着剤の硬化物の熱伝導率は、０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であるため、ＬＥＤ素子から発生する熱を基板側に十分に逃がすことができない。また、異方性導電接着剤を用いたフリップチップ実装では、電気接続部分の導電性粒子のみが放熱路となるため、放熱性が悪い。
　また、従来の異方性導電接着剤では、線膨張率が比較的高い基板、例えば、アルミベースのＭＣＰＣＢ（Metal Core ＰＣＢ）に対して、優れた接続信頼性を得ることが困難であった。
　本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、優れた放熱性及び接続信頼性が得られる異方性導電接着剤及びこれを用いた接続構造体を提供することを目的とする。
　本件発明者は、鋭意検討を行った結果、樹脂粒子の表面に導電性金属層が形成された導電性粒子と、はんだ粒子と、無機充填材とを配合することにより、上述の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
　すなわち、本発明に係る異方性導電接着剤は、樹脂粒子の表面に導電性金属層が形成され、平均粒径が１～１０μｍである導電性粒子と、平均粒径が前記導電性粒子の平均粒径の２５～４００％であるはんだ粒子と、平均粒径が１００ｎｍ以下である無機充填材とが接着剤成分に分散されてなることを特徴としている。
　また、本発明に係る接続構造体は、第１の電子部品の端子と、第２の電子部品の端子とが、樹脂粒子の表面に導電性金属層が形成された導電性粒子と、はんだ粒子と、無機充填材とを含有する異方性導電接着剤を介して電気的に接続されてなり、前記第１の電子部品の端子と前記第２の電子部品の端子とが、前記導電性粒子により接続されるともに、前記はんだ粒子によりはんだ接合されてなり、前記無機充填材の平均粒径が、１００ｎｍ以下であることを特徴としている。
　本発明によれば、圧着時に導電性粒子が対向する端子からの押圧力により扁平変形するとともに、はんだ粒子が潰れてはんだ接合され、これにより各端子と金属結合して接触面積が増加し、優れた放熱性を得ることができる。さらに、平均粒径が１００ｎｍ以下である無機充填材が配合されているため、線膨張率を低下させ、例えばアルミベースのＭＣＰＣＢ（Metal CoreＰＣＢ）に対しても、優れた接続信頼性を得ることができる。
本発明の一実施の形態に係る異方性導電接着剤の構成を示す部分断面図である。 （ａ）：圧着前における対向する端子間を模式的に示す断面図である。（ｂ）：圧着後における対向する端子間を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係るＬＥＤ実装体の一例を示す断面図である。 本発明の他の一実施の形態に係るＬＥＤ実装体の一例を示す断面図である。 フィラー粒径に対する熱抵抗値を示すグラフである。 比較例２の電極間の断面を示すＳＥＭ写真である。 ワイヤーボンド工法によるＬＥＤ実装体の一例を示す断面図である。 導電性ペーストを用いたＬＥＤ実装体の一例を示す断面図である。 異方性導電接着剤を用いたＬＥＤ実装体の一例を示す断面図である。 ＦＣ実装用ＬＥＤを金スズ共晶接合により実装したＬＥＤ実装体の一例を示す断面図である。 ＦＣ実装用ＬＥＤをはんだペーストにより実装したＬＥＤ実装体の一例を示す断面図である。 ＦＣ実装用ＬＥＤを異方性導電接着剤により実装したＬＥＤ実装体の一例を示す断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
１．異方性導電接着剤及びその製造方法
２．接続構造体及びその製造方法
３．実施例
　＜１．異方性導電接着剤及びその製造方法＞
　図１に示すように、本実施の形態における異方性導電接着剤３０は、樹脂粒子の表面に導電性金属層が形成された導電性粒子３１と、はんだ粒子３２と、無機充填材（フィラー）３４とがバインダー（接着剤成分）３３中に分散されたものであり、その形状は、ペースト、フィルムなどであり、目的に応じて適宜選択することができる。
　図２（ａ）（ｂ）は、それぞれ圧着前及び圧着後における対向する端子２、３を模式的に示す断面図である。なお、本明細書における「圧着」とは、加熱しながら加圧することをいうものとする。
　本実施の形態では、異方性導電接着剤３０のバインダー３３中に導電性粒子３１とはんだ粒子３２が含まれていることから（詳細な構成は後述する）、圧着前において導電性粒子３１とはんだ粒子３２とを金属からなる端子２、３間に存在させることができる。そして、圧着時、芯材に樹脂粒子を使用した導電性粒子３１が端子２、３からの押圧力により扁平変形し、変形に対する弾性反発が生じるため、端子２、３間における電気的な接続状態を維持することができる。また、圧着時、はんだ粒子３２が導電性粒子３１の扁平変形に追従して潰れ、加熱によるはんだ接合により各端子２、３と金属結合するため、端子２、３と接触する面積が増大し、放熱性及び電気特性を向上させることができる。また、樹脂を芯材とする導電性粒子３１が、基板と素子の熱膨張率の違いにより発生する応力を緩和するため、はんだ接合部にクラックが発生するのを防ぎ、接続信頼性を向上させることができる。さらに、異方性導電接着剤３０のバインダー３３中に平均粒径が１００ｎｍ以下の無機充填材３４が分散されているため、異方性導電接着剤３０の線膨張係数を低下させることができ、優れた接続信頼性を得ることができる。
　導電性粒子３１は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の樹脂粒子の表面をＡｕ、Ｎｉ、Ｚｎ等の金属で被覆した金属被覆樹脂粒子である。金属被覆樹脂粒子は、圧縮時に潰れやすく、変形し易いため、配線パターンとの接触面積を大きくでき、また、配線パターンの高さのバラツキを吸収することができる。
　また、導電性粒子３１の配合量は、接続信頼性及び絶縁信頼性の観点から、バインダー３３に対して１～３０ｖｏｌ％であることが好ましい。また、導電性粒子３１の平均粒径（Ｄ５０：粉体の粒径分布において，ある粒子径より大きい個数又は質量が，全粉体のそれの５０％を占めるときの粒子径で、本明細書ではメジアン径をいう）は、１～１０μｍであることが好ましく、より好ましくは２～６μｍである。
　はんだ粒子３２は、例えばＪＩＳ Ｚ ３２８２－１９９９に規定されている、Ｓｎ－Ｐｂ系、Ｐｂ－Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｂｉ系、Ｂｉ－Ｓｎ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｉｎ系、Ｓｎ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ａｇ系、Ｐｂ－Ａｇ系などから、電極材料や接続条件などに応じて適宜選択することができる。また、はんだ粒子３２の形状は、粒状、燐片状などから適宜選択することができる。なお、はんだ粒子３２は、異方性を向上させるために絶縁層で被覆されていても構わない。
　はんだ粒子３２の配合量は、１～３０ｖｏｌ％であることが好ましい。はんだ粒子３２の配合量が少なすぎると優れた放熱性が得られなくなり、配合量が多すぎると電気的接続における異方性が損なわれ、接続信頼性を得ることができない。
　また、はんだ粒子３２の平均粒径（Ｄ５０）は、導電性粒子３１の平均粒径の２５～４００％であることが好ましい。はんだ粒子３２が導電性粒子３１に対して小さすぎると、圧着時にはんだ粒子３２が対向する端子間に捕捉されず、良好なはんだ接合が行われず、優れた放熱性を得ることができない。一方、はんだ粒子３２が導電性粒子３１に対して大きすぎると、電気的接続における異方性が損なわれ、接続信頼性を得ることができない。
　無機充填材３４は、例えば、シリカ（ＳｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などを用いることができる。無機充填材３４の平均粒径（Ｄ５０：メジアン径）は、１００ｎｍ以下である。無機充填材３４のメジアン径が１００ｎｍより大きいと、はんだ粒子３２と第１、第２の電子部品の端子の接合部の周辺や近傍に無機充填材３４が入り込み（噛み込み）、当該はんだ接合部の接触面積が小さくなるため、熱抵抗値が上昇し、放熱性が悪化してしまう。
　また、無機充填材３４の配合量は、１０～４０ｖｏｌ％であることが好ましい。無機充填材３４の配合量が４０ｖｏｌ％を超えると、圧着初期の段階からｖｆ値が上昇し、優れた接続信頼性を得ることができない。
　バインダー３３としては、従来の異方性導電接着剤や異方性導電フィルムにおいて使用されている接着剤組成物を利用することができる。接着剤組成物としては、脂環式エポキシ化合物や複素環系エポキシ化合物や水素添加エポキシ化合物等を主成分としたエポキシ化合物、及び酸無水物等の硬化剤が好ましく挙げられる。
　脂環式エポキシ化合物としては、分子内に２つ以上のエポキシ基を有するものが好ましく挙げられる。これらは、液状であっても固体状であってもよい。具体的には、グリシジルヘキサヒドロビスフェノールＡ、３，４－エポキシシクロヘキセニルメチル－３’，４’－エポキシシクロヘキセンカルボキシレート等を挙げることができる。中でも、硬化物にＬＥＤ素子の実装等に適した光透過性を確保でき、速硬化性にも優れている点から、３，４－エポキシシクロヘキセニルメチル－３’，４’－エポキシシクロヘキセンカルボキシレートを好ましく使用することができる。
　複素環状エポキシ化合物としては、トリアジン環を有するエポキシ化合物を挙げることができ、特に好ましくは１，３，５－トリス（２，３－エポキシプロピル）－１，３，５－トリアジン－２，４，６－（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）－トリオンを挙げることができる。
　水添加エポキシ化合物としては、先述の脂環式エポキシ化合物や複素環系エポキシ化合物の水素添加物や、その他公知の水素添加エポキシ樹脂を使用することができる。
　脂環式エポキシ化合物や複素環系エポキシ化合物や水素添加エポキシ化合物は、単独で使用してもよいが、２種以上を併用することができる。また、これらのエポキシ化合物に加えて本発明の効果を損なわない限り、他のエポキシ化合物を併用してもよい。例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、テトラメチルビスフェノールＡ、ジアリールビスフェノールＡ、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、クレゾール、テトラブロモビスフェノールＡ、トリヒドロキシビフェニル、ベンゾフェノン、ビスレゾルシノール、ビスフェノールヘキサフルオロアセトン、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン、ビキシレノール、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等の多価フェノールとエピクロルヒドリンとを反応させて得られるグリシジルエーテル；グリセリン、ネオペンチルグリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の脂肪族多価アルコールとエピクロルヒドリンとを反応させて得られるポリグリシジルエーテル；ｐ－オキシ安息香酸、β－オキシナフトエ酸のようなヒドロキシカルボン酸とエピクロルヒドリンとを反応させて得られるグリシジルエーテルエステル；フタル酸、メチルフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラハイドロフタル酸、エンドメチレンテトラハイドロフタル酸、エンドメチレンヘキサハイドロフタル酸、トリメット酸、重合脂肪酸のようなポリカルボン酸から得られるポリグリシジルエステル；アミノフェノール、アミノアルキルフェノールから得られるグリシジルアミノグリシジルエーテル；アミノ安息香酸から得られるグリシジルアミノグリシジルエステル；アニリン、トルイジン、トリブロムアニリン、キシリレンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、ビスアミノメチルシクロヘキサン、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、４，４’－ジアミノジフェニルスルホン等から得られるグリシジルアミン；エポキシ化ポリオレフィン等の公知のエポキシ樹脂類が挙げられる。
　硬化剤としては、酸無水物、イミダゾール化合物、ジシアン等を挙げることができる。中でも、硬化物を変色させ難い酸無水物、特に脂環式酸無水物系硬化剤を好ましく使用できる。具体的には、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物等を好ましく挙げることができる。
　接着剤組成物において、脂環式エポキシ化合物と脂環式酸無水物系硬化剤とを使用する場合、それぞれの使用量は、脂環式酸無水物系硬化剤が少なすぎると未硬化エポキシ化合物が多くなり、多すぎると余剰の硬化剤の影響で被着体材料の腐食が促進される傾向があるので、脂環式エポキシ化合物１００質量部に対し、脂環式酸無水物系硬化剤を、好ましくは８０～１２０質量部、より好ましくは９５～１０５質量部の割合で使用する。
　このような構成からなる異方性導電接着剤３０は、圧着時に導電性粒子３１が対向する端子からの押圧力により扁平変形するとともに、はんだ粒子３２が潰れ、加熱によるはんだ接合により各端子と金属結合して接触面積が増加するため、優れた放熱性を得ることができる。また、平均粒径が１００ｎｍ以下である無機充填材３４を配合しているため、異方性導電接着剤３０の線膨張係数を５０ｐｐｍ以下とすることができる。よって、熱伝導率は高いが線膨張率が比較的高いアルミベースのＭＣＰＣＢ基板（Metal CoreＰＣＢ）を使用しても、優れた接続信頼性を得ることができる。
　＜２．接続構造体及びその製造方法＞
　次に、前述した異方性導電接着剤３０を用いた接続構造体について説明する。本実施の形態における接続構造体は、第１の電子部品と第２の電子部品を有するもので、第１の電子部品の端子と、第２の電子部品の端子とが、樹脂粒子の表面に導電性金属層が形成された導電性粒子３１と、はんだ粒子３２と、無機充填材３４とを含有する異方性導電接着剤３０を介して電気的に接続されてなり、第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とが、導電性粒子３１により接続されるともに、はんだ粒子３２によりはんだ接合されてなり、無機充填材３４の平均粒径が、１００ｎｍ以下である。
　本実施の形態における第１の電子部品としては、熱を発するドライバーＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のチップ（素子）が好適である。また第２の部品としては、熱伝導率は高いが線膨張率が比較的高いアルミベースのＭＣＰＣＢ基板（Metal CoreＰＣＢ）等が好適である。
　図３は、本発明の接続構造体であるＬＥＤ実装体１の構成例を示す断面図である。このＬＥＤ実装体１は、ＬＥＤ素子１０と基板２０とを、前述した導電性粒子３１と、はんだ粒子３２と、無機充填材３４（ここでは図示せず）とが接着剤成分３３中に分散された異方性導電接着剤３０を用いて電気的に接続するとともに固着したものである。
　ＬＥＤ素子１０は、例えばサファイヤからなる素子基板１１上に、例えばｎ－ＧａＮからなる第１導電型クラッド層１２と、例えばＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ層からなる活性層１３と、例えばｐ－ＧａＮからなる第２導電型クラッド層１４とを備え、いわゆるダブルヘテロ構造を有する。また、第１導電型クラッド層１２上の一部に第１導電型電極１２ａを備え、第２導電型クラッド層１４上の一部に第２導電型電極１４ａを備える。ＬＥＤ素子１０の第１導電型電極１２ａと第２導電型電極１４ａとの間に電圧を印加すると、活性層１３にキャリアが集中し、再結合することにより発光が生じる。
　基板２０は、基材２１上に第１導電型用回路パターン２２と、第２導電型用回路パターン２３とを備え、これら第１導電型用回路パターン２２及び第２導電型用回路パターン２３上には、ＬＥＤ素子１０の第１導電型電極１２ａ及び第２導電型電極１４ａに対応する位置にそれぞれ電極２２ａ及び電極２３ａが設けられている。
　異方性導電接着剤３０は、前述と同様、導電性粒子３１と、導電性粒子３１よりも平均粒径が小さいはんだ粒子３２とがバインダー３３中に分散されている。
　図３に示すように、ＬＥＤ実装体１は、ＬＥＤ素子１０の端子（第１導電型電極１２ａ、第２導電型電極１４ａ）と、基板２０の端子（電極２２ａ、２３ａ）とが導電性粒子３１を介して電気的に接続され、これらＬＥＤ素子１０の端子と基板２０の端子とがはんだ接合されている。
　また、異方性導電接着剤３０の線膨張係数が、５０ｐｐｍ以下であり、ＬＥＤ実装体１の熱抵抗値が、１２Ｋ／Ｗ以下であることが好ましい。これにより、ＬＥＤ素子１０の活性層１３で発生した熱を効率良く基板２０側に逃がすことができ、発光効率の低下を防ぐとともにＬＥＤ実装体１を長寿命化させることができる。また、異方性導電接着剤３０の線膨張係数が一般的な異方性導電接着剤と比較して低いため、優れた接続信頼性を得ることができる。また、はんだ粒子３２が、白又は灰色の無彩色であることにより、活性層１３からの光を反射し、高い輝度を得ることができる。
　また、フリップチップ実装するためのＬＥＤ素子１０Ａは、図４に示すように、ＬＥＤ素子１０の一方の端子（第１導電型電極１２ａ）が、絶縁材料からなるパッシベーション１５を介して第２導電型クラッド層１４上に設けられ、これにより図３に示す例と比べてその面積が大きくなるように設計されているため、ＬＥＤ素子１０の端子（第１導電型電極１２ａ）と基板２０の端子（回路パターン２２）との間に導電性粒子３１及びはんだ粒子３２がより多く捕捉される。その結果、ＬＥＤ素子１０の活性層１３で発生した熱をさらに効率良く基板２０側に逃がすことができる。
　次に、上述した接続構造体の製造方法について説明する。本実施の形態におけるＬＥＤ実装体の製造方法は、前述した導電性粒子３１と、はんだ粒子３２と、無機充填材３４とが接着剤成分中に分散された異方性導電接着剤３０を、第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子との間に挟み、第１の電子部品と第２の電子部品とを熱圧着する。
　これにより、第１の電子部品の端子と、第２の電子部品の端子とが導電性粒子３１を介して電気的に接続され、第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とがはんだ接合されてなる接続構造体を得ることができる。
　本実施の形態における接続構造体の製造方法は、圧着時に導電性粒子３１が第１及び第２の電子部品の端子からの押圧力により扁平変形するとともに、はんだ粒子３２が潰れ、加熱によるはんだ接合により第１及び第２の電子部品の端子と金属結合するため、対向する第１及び第２の端子間との接触面積が増大し、優れた放熱性及び優れた接続信頼性を得ることができる。また、樹脂を芯材とする導電性粒子３１が、基板２０と第１及び第２の電子部品である素子の熱膨張率の違いにより発生する応力を緩和するため、はんだ接合部にクラックが発生するのを防ぐことができる。さらに、異方性導電接着剤３０中の無機充填材３４の平均粒径が、１００ｎｍ以下であるため、線膨張係数を低下させることができ、優れた接続信頼性を得ることができる。
　＜３．実施例＞
　以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　本実施例では、はんだ粒子及び導電性粒子を配合した異方性導電接着剤（ＡＣＰ）を作製し、ＬＥＤ実装体を作製し、放熱特性、接着特性、機械特性及び電気特性について評価した。
　異方性導電接着剤の作製、ＬＥＤ実装体の作製、ＬＥＤ実装体の放熱特性の評価、接着特性の評価、機械特性及び電気特性の評価は、次のように行った。
　［異方性導電接着剤の作製］
　エポキシ硬化系接着剤（エポキシ樹脂（商品名：ＣＥＬ２０２１Ｐ、（株）ダイセル化学製）及び酸無水物（ＭｅＨＨＰＡ、商品名：ＭＨ７００、新日本理化（株）製）を主成分としたバインダー）中に、架橋ポリスチレン樹脂粒子の表面にＡｕが被覆された平均粒径（Ｄ５０）５μｍの導電性粒子（品名：ＡＵＬ７０５、積水化学工業社製）を１０ｖｏｌ％と、平均粒径（Ｄ５０）５μｍのはんだ粒子（商品名：Ｍ７０７、千住金属工業社製）を１０ｖｏｌ％と、以下の粒子からなるフィラー（無機充填材）とを配合し、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
平均粒径（Ｄ５０）　　７ｎｍのシリカ粒子（Ｒ８１２、日本アエロジル社製）
平均粒径（Ｄ５０）　１４ｎｍのシリカ粒子（Ｒ２０２、日本アエロジル社製）
平均粒径（Ｄ５０）　５０ｎｍのシリカ粒子（ＹＡ０５０Ｃ、アドマテックス社製）
平均粒径（Ｄ５０）１００ｎｍのシリカ粒子（ＹＡ１００Ｃ、アドマテックス社製）
平均粒径（Ｄ５０）２００ｎｍのシリカ粒子（ハイプレシカ０．２、宇部日東化成社製）
平均粒径（Ｄ５０）１．０μｍのシリカ粒子（ハイプレシカ１．０、宇部日東化成社製）
平均粒径（Ｄ５０）４００ｎｍのアルミナ粒子（スミコランダム、住友化学工業社製）
　［ＬＥＤ実装体の作製］
　異方性導電接着剤を用いてＦＣ実装用ＬＥＤチップ（商品名：ＤＡ７００、ＣＲＥＥ社製、Ｖｆ＝３．２Ｖ（Ｉｆ＝３５０ｍＡ））をＬＥＤ実装用Ａｕ電極基板（アルミベースのＭＣＰＣＢ基板、導体スペース＝１００μｍＰ、Ｎｉ／Ａｕメッキ＝５．０／０．３μｍ）に実装した。この場合、異方性導電接着剤をＡｕ電極基板に塗布した後、ＬＥＤチップをアライメントして搭載し、１５０℃－１０秒→２３０℃－３０秒、荷重１０００ｇ／ｃｈｉｐの条件で加熱圧着を行った。
　［放熱性の評価］
　ＪＥＤＥＣ(Joint Electron Device Engineering Council；電子機器技術評議会)に準拠し、熱抵抗測定装置（型番：Ｔ３ＳＴＥＲ、Ｍｅｎｔｏｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ社製）を用いて、ＬＥＤ実装体の熱抵抗値（Ｋ／Ｗ）を測定した。測定条件はＩｆ＝３５０ｍＡ（定電流制御）で行った。
　［接着特性の評価］
　ＬＥＤ実装体の接着強度についてダイショア強度測定器（ＰＴＲ－１１００：ＲＨＥＳＣＡ社製）を用いて測定した。
　［線膨張係数測定］
　厚さ１００μｍの接着剤硬化物（フィルム）サンプルを作製し、ＪＩＳ Ｋ７１９７に準拠し、サンプルの線膨張係数について熱機械的分析装置（ＴＭＡ／ＳＳ７０００：ＳＩＩ社製）を用いて測定した。
　［電気特性の評価］
　初期Ｖｆ値として、Ｉｆ＝３５０ｍＡ時のＶｆ値を測定した。また、８５℃、８５％ＲＨ環境下でＬＥＤ実装体をＩｆ＝３５０ｍＡで点灯させ（高温高湿試験）、１０００時間後に取り出し、Ｉｆ＝３５０ｍＡ時のＶｆ値を測定した。
　高温高湿試験の初期の評価は、初期ＶｆのＲｅｆ（３．２Ｖ）からの変動が２％未満の場合を「○」、初期ＶｆがＲｅｆ（３．２Ｖ）よりも２％以上高い場合を「Ｖｆ高」、及び導通の破断を確認した場合（ＯＰＥＮ）を「×」と評価した。また、高温高湿試験後の評価は、初期Ｖｆ値からの変動が５％未満の場合を「○」、初期Ｖｆよりも５％以上高い場合を「Ｖｆ高」、及び導通の破断を確認した場合（ＯＰＥＮ）を「×」と評価した。
　また、－４０℃／３０ｍｉｎ～１００℃／３０ｍｉｎの条件で熱衝撃試験機に投入し、５００サイクル試験後、及び１０００サイクル試験後に取り出し、Ｉｆ＝３５０ｍＡ時のＶｆ値を測定した。
　熱衝撃試験の初期の評価は、初期ＶｆのＲｅｆ（３．２Ｖ）からの変動が２％未満の場合を「○」、初期ＶｆがＲｅｆ（３．２Ｖ）よりも２％以上高い場合を「Ｖｆ高」、及び導通の破断を確認した場合（ＯＰＥＮ）を「×」と評価した。また、熱衝撃試験後の評価は、初期Ｖｆ値からの変動が５％未満の場合を「○」、初期Ｖｆよりも５％以上高い場合を「Ｖｆ高」、及び導通の破断を確認した場合（ＯＰＥＮ）を「×」と評価した。
　＜実施例１＞
　フィラーとして、平均粒径（Ｄ５０）５０ｎｍのシリカ粒子（ＹＡ０５０Ｃ、アドマテックス社製）を１０ｖｏｌ％配合し、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
　表１に示すように、実施例１の異方性導電接着剤を用いて作製したＬＥＤ実装体の熱抵抗の測定結果は１１．０Ｋ／Ｗ、ダイシェア強度は３３Ｎ／ｃｈｉｐ、線膨張係数（α１：ガラス転移温度（Ｔｇ）以下の線膨張係数）は４９ｐｐｍであった。また、電気特性の高温高湿試験の評価結果は、初期が○であり、１０００ｈ試験後が○であった。また、電気特性の熱衝撃試験の評価結果は、初期が○であり、５００サイクル試験後が○であり、１０００サイクル試験後が○であった。
　＜実施例２＞
　フィラーとして、平均粒径（Ｄ５０）７ｎｍのシリカ粒子（Ｒ８１２、日本アエロジル社製）を２０ｖｏｌ％配合し、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
　表１に示すように、実施例２の異方性導電接着剤を用いて作製したＬＥＤ実装体の熱抵抗の測定結果は１１．０Ｋ／Ｗ、ダイシェア強度は３５Ｎ／ｃｈｉｐ、線膨張係数（α１）は４３ｐｐｍであった。また、電気特性の高温高湿試験の評価結果は、初期が○であり、１０００ｈ試験後が○であった。また、電気特性の熱衝撃試験の評価結果は、初期が○であり、５００サイクル試験後が○であり、１０００サイクル試験後が○であった。
　＜実施例３＞
　フィラーとして、平均粒径（Ｄ５０）１４ｎｍのシリカ粒子（Ｒ２０２、日本アエロジル社製）を２０ｖｏｌ％配合し、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
　表１に示すように、実施例３の異方性導電接着剤を用いて作製したＬＥＤ実装体の熱抵抗の測定結果は１１．０Ｋ／Ｗ、ダイシェア強度は３６Ｎ／ｃｈｉｐ、線膨張係数（α１）は４４ｐｐｍであった。また、電気特性の高温高湿試験の評価結果は、初期が○であり、１０００ｈ試験後が○であった。また、電気特性の熱衝撃試験の評価結果は、初期が○であり、５００サイクル試験後が○であり、１０００サイクル試験後が○であった。
　＜実施例４＞
　フィラーとして、平均粒径（Ｄ５０）５０ｎｍのシリカ粒子（ＹＡ０５０Ｃ、アドマテックス社製）を２０ｖｏｌ％配合し、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
　表１に示すように、実施例４の異方性導電接着剤を用いて作製したＬＥＤ実装体の熱抵抗の測定結果は１１．０Ｋ／Ｗ、ダイシェア強度は３５Ｎ／ｃｈｉｐ、線膨張係数（α１）は４５ｐｐｍであった。また、電気特性の高温高湿試験の評価結果は、初期が○であり、１０００ｈ試験後が○であった。また、電気特性の熱衝撃試験の評価結果は、初期が○であり、５００サイクル試験後が○であり、１０００サイクル試験後が○であった。
　＜実施例５＞
　フィラーとして、平均粒径（Ｄ５０）１００ｎｍのシリカ粒子（ＹＡ１００Ｃ、アドマテックス社製）を２０ｖｏｌ％配合し、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
　表１に示すように、実施例５の異方性導電接着剤を用いて作製したＬＥＤ実装体の熱抵抗の測定結果は１１．４Ｋ／Ｗ、ダイシェア強度は３４Ｎ／ｃｈｉｐ、線膨張係数（α１）は４６ｐｐｍであった。また、電気特性の高温高湿試験の評価結果は、初期が○であり、１０００ｈ試験後が○であった。また、電気特性の熱衝撃試験の評価結果は、初期が○であり、５００サイクル試験後が○であり、１０００サイクル試験後が○であった。
　＜実施例６＞
　フィラーとして、平均粒径（Ｄ５０）１００ｎｍのシリカ粒子（ＹＡ１００Ｃ、アドマテックス社製）を３０ｖｏｌ％配合し、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
　表１に示すように、実施例６の異方性導電接着剤を用いて作製したＬＥＤ実装体の熱抵抗の測定結果は１１．６Ｋ／Ｗ、ダイシェア強度は３１Ｎ／ｃｈｉｐ、線膨張係数（α１）は３９ｐｐｍであった。また、電気特性の高温高湿試験の評価結果は、初期が○であり、１０００ｈ試験後が○であった。また、電気特性の熱衝撃試験の評価結果は、初期が○であり、５００サイクル試験後が○であり、１０００サイクル試験後が○であった。
　＜実施例７＞
　フィラーとして、平均粒径（Ｄ５０）１００ｎｍのシリカ粒子（ＹＡ１００Ｃ、アドマテックス社製）を４０ｖｏｌ％配合し、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
　表１に示すように、実施例７の異方性導電接着剤を用いて作製したＬＥＤ実装体の熱抵抗の測定結果は１１．９Ｋ／Ｗ、ダイシェア強度は３０Ｎ／ｃｈｉｐ、線膨張係数（α１）は３５ｐｐｍであった。また、電気特性の高温高湿試験の評価結果は、初期が○であり、１０００ｈ試験後が○であった。また、電気特性の熱衝撃試験の評価結果は、初期が○であり、５００サイクル試験後が○であり、１０００サイクル試験後が○であった。
　＜比較例１＞
　フィラーを配合せずに、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
　表１に示すように、比較例１の異方性導電接着剤を用いて作製したＬＥＤ実装体の熱抵抗の測定結果は１１．０Ｋ／Ｗ、ダイシェア強度は３２Ｎ／ｃｈｉｐ、線膨張係数（α１）は６２ｐｐｍであった。また、電気特性の高温高湿試験の評価結果は、初期が○であり、１０００ｈ試験後が○であった。また、電気特性の熱衝撃試験の評価結果は、初期が○であり、５００サイクル試験後が○であり、１０００サイクル試験後が×であった。
　＜比較例２＞
　フィラーとして、平均粒径（Ｄ５０）２００ｎｍのシリカ粒子（ハイプレシカ０．２、宇部日東化成社製）を２０ｖｏｌ％配合し、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
　表１に示すように、比較例２の異方性導電接着剤を用いて作製したＬＥＤ実装体の熱抵抗の測定結果は１３．２Ｋ／Ｗ、ダイシェア強度は２６Ｎ／ｃｈｉｐ、線膨張係数（α１）は４７ｐｐｍであった。また、電気特性の高温高湿試験の評価結果は、初期が○であり、１０００ｈ試験後が○であった。また、電気特性の熱衝撃試験の評価結果は、初期が○であり、５００サイクル試験後が○であり、１０００サイクル試験後が×であった。
　＜比較例３＞
　フィラーとして、平均粒径（Ｄ５０）４００ｎｍのアルミナ粒子（スミコランダム、住友化学工業社製）を２０ｖｏｌ％配合し、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
　表１に示すように、比較例３の異方性導電接着剤を用いて作製したＬＥＤ実装体の熱抵抗の測定結果は１４．１Ｋ／Ｗ、ダイシェア強度は２４Ｎ／ｃｈｉｐ、線膨張係数（α１）は４９ｐｐｍであった。また、電気特性の高温高湿試験の評価結果は、初期が○であり、１０００ｈ試験後がＶｆ高であった。また、電気特性の熱衝撃試験の評価結果は、初期が○であり、５００サイクル試験後が○であり、１０００サイクル試験後が×であった。
　＜比較例４＞
　フィラーとして、平均粒径（Ｄ５０）１．０μｍのシリカ粒子（ハイプレシカ１．０、宇部日東化成社製）を２０ｖｏｌ％配合し、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
　表１に示すように、比較例４の異方性導電接着剤を用いて作製したＬＥＤ実装体の熱抵抗の測定結果は１２．８Ｋ／Ｗ、ダイシェア強度は２７Ｎ／ｃｈｉｐ、線膨張係数（α１）は４８ｐｐｍであった。また、電気特性の高温高湿試験の評価結果は、初期が○であり、１０００ｈ試験後がＶｆ高であった。また、電気特性の熱衝撃試験の評価結果は、初期が○であり、５００サイクル試験後がＶｆ高であり、１０００サイクル試験後が×であった。
　＜比較例５＞
　フィラーとして、平均粒径（Ｄ５０）１００ｎｍのシリカ粒子（ＹＡ１００Ｃ、アドマテックス社製）を５０ｖｏｌ％配合し、熱伝導性を有する異方性導電接着剤を作製した。
　表１に示すように、比較例５の異方性導電接着剤を用いて作製したＬＥＤ実装体の熱抵抗の測定結果は１２．７Ｋ／Ｗ、ダイシェア強度は２５Ｎ／ｃｈｉｐ、線膨張係数（α１）は３１ｐｐｍであった。また、電気特性の高温高湿試験の評価結果は、初期がＶｆ高であり、１０００ｈ試験後が×であった。また、電気特性の熱衝撃試験の評価結果は、初期がＶｆ高であり、５００サイクル試験後が×であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　また、図５は、フィラー粒径に対する熱抵抗値を示すグラフである。このグラフより、フィラー粒径を１００ｎｍ以下とすることにより、熱抵抗値を低下させることが可能であることがわかる。
　実施例１からわかるように、バインダー樹脂に対して５０ｎｍのフィラーを１０ｖｏｌ％添加したＡＣＰを用いたＬＥＤ実装サンプルの熱抵抗値は１１．０（Ｋ／Ｗ）で、フィラーを添加していない比較例１と同等の放熱性を維持した。また、ダイシェア強度は３３Ｎ／ｃｈｉｐで比較例１よりも向上した。線膨張係数は４９ｐｐｍで比較例１よりも低線膨張化できた。さらに、８５℃８５％ＲＨ環境下での点灯試験では試験１０００ｈにおいて電気接続信頼性も良好であった。また、熱衝撃試験５００サイクル、１０００サイクル経過後でも良好な電気接続信頼性が得られた。
　実施例２からわかるように、バインダー樹脂に対して７ｎｍのフィラーを２０ｖｏｌ％添加したＡＣＰを用いたＬＥＤ実装サンプルの熱抵抗値は１１．０（Ｋ／Ｗ）で、比較例１と同等の放熱性を維持した。また、ダイシェア強度は３５Ｎ／ｃｈｉｐで比較例１よりも向上した。線膨張係数は４３ｐｐｍで比較例１よりも低線膨張化できた。さらに、８５℃８５％ＲＨ環境下での点灯試験では試験１０００ｈにおいて電気接続信頼性も良好であった。また、熱衝撃試験５００サイクル、１０００サイクル経過後でも良好な電気接続信頼性が得られた。
　実施例３からわかるように、バインダー樹脂に対して１４ｎｍのフィラーを２０ｖｏｌ％添加したＡＣＰを用いたＬＥＤ実装サンプルの熱抵抗値は１１．０（Ｋ／Ｗ）で、比較例１と同等の放熱性を維持した。また、ダイシェア強度は３６Ｎ／ｃｈｉｐで比較例１よりも向上した。線膨張係数は４４ｐｐｍで比較例１よりも低線膨張化できた。さらに、８５℃８５％ＲＨ環境下での点灯試験では試験１０００ｈにおいて電気接続信頼性も良好であった。また、熱衝撃試験５００サイクル、１０００サイクル経過後でも良好な電気接続信頼性が得られた。
　実施例４からわかるように、バインダー樹脂に対して５０ｎｍのフィラーを２０ｖｏｌ％添加したＡＣＰを用いたＬＥＤ実装サンプルの熱抵抗値は１１．０（Ｋ／Ｗ）で、比較例１と同等の放熱性を維持した。また、ダイシェア強度は３５Ｎ／ｃｈｉｐで比較例１よりも向上した。線膨張係数は４５ｐｐｍで比較例１よりも低線膨張化できた。さらに、８５℃８５％ＲＨ環境下での点灯試験では試験１０００ｈにおいて電気接続信頼性も良好であった。また、熱衝撃試験５００サイクル、１０００サイクル経過後でも良好な電気接続信頼性が得られた。
　実施例５からわかるように、バインダー樹脂に対して１００ｎｍのフィラーを２０ｖｏｌ％添加したＡＣＰを用いたＬＥＤ実装サンプルの熱抵抗値は１１．４（Ｋ／Ｗ）で、比較例１と同等の放熱性を維持した。また、ダイシェア強度は３４Ｎ／ｃｈｉｐで比較例１よりも向上した。線膨張係数は４６ｐｐｍで比較例１よりも低線膨張化できた。さらに、８５℃８５％ＲＨ環境下での点灯試験では試験１０００ｈにおいて電気接続信頼性も良好であった。また、熱衝撃試験５００サイクル、１０００サイクル経過後でも良好な電気接続信頼性が得られた。
　実施例６からわかるように、バインダー樹脂に対して１００ｎｍのフィラーを３０ｖｏｌ％添加したＡＣＰを用いたＬＥＤ実装サンプルの熱抵抗値は１１．６（Ｋ／Ｗ）で、比較例１と同等の放熱性を維持した。また、ダイシェア強度は３１Ｎ／ｃｈｉｐで比較例１と同等の接着強度を維持した。線膨張係数は３９ｐｐｍで比較例１よりも低線膨張化できた。さらに、８５℃８５％ＲＨ環境下での点灯試験では試験１０００ｈにおいて電気接続信頼性も良好であった。また、熱衝撃試験５００サイクル、１０００サイクル経過後でも良好な電気接続信頼性が得られた。
　実施例７からわかるように、バインダー樹脂に対して１００ｎｍのフィラーを４０ｖｏｌ％添加したＡＣＰを用いたＬＥＤ実装サンプルの熱抵抗値は１１．９（Ｋ／Ｗ）で、比較例１と同等の放熱性を維持した。また、ダイシェア強度は３０Ｎ／ｃｈｉｐで比較例１と同等の接着強度を維持した。線膨張係数は３５ｐｐｍで比較例１よりも低線膨張化できた。さらに、８５℃８５％ＲＨ環境下での点灯試験では試験１０００ｈにおいて電気接続信頼性も良好であった。また、熱衝撃試験５００サイクル、１０００サイクル経過後でも良好な電気接続信頼性が得られた。
　比較例１からわかるように、バインダー樹脂に対してフィラーを配合していないＡＣＰを用いたＬＥＤ実装サンプルの熱抵抗値は１１．０（Ｋ／Ｗ）であった。また、ダイシェア強度は３２Ｎ／ｃｈｉｐであった。線膨張係数は６２ｐｐｍであった。さらに、８５℃８５％ＲＨ環境下での点灯試験では試験１０００ｈにおいて電気接続信頼性も良好であった。また、熱衝撃試験５００サイクル経過後で良好な電気接続信頼性を得られたが、１０００サイクル経過後においてＯＰＥＮが発生したため良好な電気接続信頼性が得られなかった。
　比較例２からわかるように、バインダー樹脂に対して２００ｎｍのフィラーを２０ｖｏｌ％添加したＡＣＰを用いたＬＥＤ実装サンプルでは、図６に示すように、フィラーの噛み込みが発生し、熱抵抗値は１３．２（Ｋ／Ｗ）で、比較例１よりも放熱性が悪化した。図６のようにフィラーが噛み込まれると、はんだ接合が十分ではなく、熱抵抗率の悪化と接続信頼性が悪化する。また、ダイシェア強度は２６Ｎ／ｃｈｉｐで比較例１よりも悪化した。線膨張係数は４７ｐｐｍで比較例１よりも低線膨張化できた。８５℃８５％ＲＨ環境下での点灯試験では試験１０００ｈにおいて電気接続信頼性も良好であった。また、熱衝撃試験５００サイクル経過後で良好な電気接続信頼性を得られたが、１０００サイクル経過後においてＯＰＥＮが発生したため良好な電気接続信頼性が得られなかった。
　比較例３からわかるように、バインダー樹脂に対して４００ｎｍのフィラーを２０ｖｏｌ％添加したＡＣＰを用いたＬＥＤ実装サンプルでは、フィラーの噛み込みが発生し、熱抵抗値は１４．１（Ｋ／Ｗ）で、比較例１よりも放熱性が悪化した。また、ダイシェア強度は２４Ｎ／ｃｈｉｐで比較例１よりも悪化した。線膨張係数は４９ｐｐｍで比較例１よりも低線膨張化できた。８５℃８５％ＲＨ環境下での点灯試験では初期の電気特性は良好であったが、試験１０００ｈにおいてＶｆ値の上昇が確認された。また、熱衝撃試験５００サイクル経過後で良好な電気接続信頼性を得られたが、１０００サイクル経過後においてＯＰＥＮが発生したため良好な電気接続信頼性が得られなかった。
　比較例４からわかるように、バインダー樹脂に対して１０００ｎｍのフィラーを２０ｖｏｌ％添加したＡＣＰを用いたＬＥＤ実装サンプルでは、フィラーの噛み込みが発生し、熱抵抗値は１２．８（Ｋ／Ｗ）で、比較例１よりも放熱性が悪化した。また、ダイシェア強度は２７Ｎ／ｃｈｉｐで比較例１よりも悪化した。線膨張係数は４８ｐｐｍで比較例１よりも低線膨張化できた。８５℃８５％ＲＨ環境下での点灯試験では初期の電気特性は良好であったが、試験１０００ｈにおいてＶｆ値の上昇が確認された。また、熱衝撃試験５００サイクル経過後でＶｆの上昇が確認された。さらに、１０００サイクル経過後でＯＰＥＮが発生したため良好な電気接続信頼性が得られなかった。
　比較例５からわかるように、バインダー樹脂に対して１００ｎｍのフィラーを５０ｖｏｌ％添加したＡＣＰを用いたＬＥＤ実装サンプルでは、フィラーの噛み込みが発生し、熱抵抗値は１２．７（Ｋ／Ｗ）で、比較例１よりも放熱性が悪化した。また、ダイシェア強度は２５Ｎ／ｃｈｉｐで比較例１よりも悪化した。線膨張係数は３１ｐｐｍで比較例１よりも低線膨張化できた。また、初期からＶｆ値が高く、８５℃８５％ＲＨ環境下での点灯試験１０００ｈ、熱衝撃試験５００サイクル経過後でＯＰＥＮが発生したため良好な電気接続信頼性が得られなかった。
　以上のように、はんだ粒子と導電性粒子を併用した異方性導電接着剤に１００ｎｍ以下のフィラーを配合することで、ＬＥＤパッケージの放熱性・接着特性へ悪影響を与えることなく、低線膨張化することができた。
１…ＬＥＤ実装体（接続構造体）　２、３…端子　１０…ＬＥＤ素子（第１の電子部品）　１１…素子基板、１２…第１導電型クラッド層、１２ａ…第１導電型電極（端子）、１３…活性層、１４…第２導電型クラッド層、１４ａ…第２導電型電極（端子）、１５…パッシベーション、２０…基板（第２の電子部品）、２１…基材、２２…第１導電型用回路パターン、２３…第２導電型用回路パターン、３０…異方性導電接着剤、３１…導電性粒子、３２…はんだ粒子、３３…バインダー（接着剤成分）、３４…無機充填材、１０１…素子基板、１０２…第１導電型クラッド層、１０３…活性層、１０４…第２導電型クラッド層、１０５…パッシベーション、２０１…基材、２０２…第１導電型用回路パターン、２０３…第２導電型用回路パターン、３０１ａ、３０１ｂ…ボンディングワイヤ、３０２…ダイボンド材、３０３…はんだペースト、３０４…封止樹脂、３０５…バインダー、３０６…導電性粒子、３０７…電極接続部
 

Claims (8)

  1. 　樹脂粒子の表面に導電性金属層が形成され、平均粒径が１～１０μｍである導電性粒子と、
    　平均粒径が前記導電性粒子の平均粒径の２５～４００％であるはんだ粒子と、
    　平均粒径が１００ｎｍ以下である無機充填材と
    　が接着剤成分に分散されてなる異方性導電接着剤。
  2. 　前記無機充填材の配合量が、１０～４０ｖｏｌ％である請求項１記載の異方性導電接着剤。
  3. 　前記導電性粒子の配合量が、１～３０ｖｏｌ％であり、
    　前記はんだ粒子の配合量が、１～３０ｖｏｌ％である請求項２記載の異方性導電接着剤。
  4. 　前記接着剤成分が、エポキシ化合物と、酸無水物とを含有する請求項１記載の異方性導電接着剤。
  5. 　線膨張係数が、５０ｐｐｍ以下である請求項１記載の異方性導電接着剤。
  6. 　第１の電子部品の端子と、第２の電子部品の端子とが、樹脂粒子の表面に導電性金属層が形成された導電性粒子と、はんだ粒子と、無機充填材とを含有する異方性導電接着剤を介して電気的に接続されてなり、
    　前記第１の電子部品の端子と前記第２の電子部品の端子とが、前記導電性粒子により接続されるともに、前記はんだ粒子によりはんだ接合されてなり、
    　前記無機充填材の平均粒径が、１００ｎｍ以下である接続構造体。
  7. 　前記第１の電子部品が、ＬＥＤ素子であり、
    　前記第２の電子部品が、アルミベースのＭＣＰＣＢ基板である請求項６記載の接続構造体。
  8. 　前記異方性導電接着剤の線膨張係数が、５０ｐｐｍ以下であり、
    　熱抵抗値が、１２Ｋ／Ｗ以下である請求項６又は７のいずれか１項記載の接続構造体。
     
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