CN104890330A - Led芯片压接用热传导性复合片材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
LED芯片压接用热传导性复合片材,是在耐热性树脂膜的两面分别层叠有机硅层而成的LED芯片压接用热传导性复合片材,该复合片材全体的厚度为100μm以下,并且有机硅层为硅橡胶组合物的固化物,该硅橡胶组合物含有:(A)式(I)所示的有机聚硅氧烷,R1 aSiO(4-a)/2(I)(R1为一价烃基,并且1分子中的至少2个为脂肪族不饱和基团。a为1.95~2.05的正数)(B)从二氧化硅、氧化锌、氧化镁、氧化铝、二氧化钛中选择的至少1种的金属氧化物,(C-1)铂系催化剂,(C-2)有机氢聚硅氧烷。本发明能够在传热的同时均匀地施加压力,使微小的LED芯片与基板压接时,不会将LED芯片主体和芯片周边污染,能够精度良好地压接。
Description
技术领域
本发明涉及使微小的LED芯片压接于基板时能够在传热的同时均匀地施加压力、能够精度良好地使其压接的LED芯片压接用热传导性复合片材。
背景技术
LED芯片是在玻璃、蓝宝石(Al2O3)基板等上将p型半导体和n型半导体设置为接合状态,通过在p侧电极和n侧电极之间通电,在两半导体之间的pn接合面产生发光,作为液晶的背光、声频设备的指示器、信号机、电光告示板、汽车等的灯、代替电灯、荧光灯的各种照明器具等,作为光源,用途正在扩大。
作为这样的LED芯片,有将LED芯片与引线框连接的LED芯片(专利文献1、专利文献2)。该方法称为引线接合。
另一方面,有称为LED倒装芯片安装的方法。其为如下方法:将称为凸点的突起电极(连接用金属)设置于芯片表面(电路面)或电路基板,使其间存在凸点将芯片与电路基板对向配置,对芯片施加超声波振动,同时热压接,使凸点发生塑性变形,将芯片与电路基板电连接(专利文献3、专利文献4)。
倒装芯片安装,由于与引线接合相比能够减小安装面积,因此封装的小型化成为可能。此外,由于配线短,因此电特性变得良好,适合高频电路。此外还具有下述特征:在芯片和基板之间填充称为底填充材料的粘合剂(各向异性导电糊=ACP等),为了保护凸点连接部和芯片的电路面,如引线接合的情形那样的芯片全体的成型密封是不需要的,封装的薄型化和制造工序的简略化成为可能。
这种情况下,为了效率良好地传热,同时均匀地施加压力,对于热压接用片材,使用了使在硅橡胶中添加了热传导性填充材料的产物固化为100~500μm的厚度的片状的产物(专利文献5)。对于通常的热压接工序,非常有用,但为了使微小的LED芯片等压接,热压接时相对于拉伸方向,片材变形,与其相伴,有时与目标的部位偏离而压接。
另一方面,单独地使用耐拉伸方向的变形强烈的聚四氟乙烯(PTFE)、芳香族聚酰亚胺等的树脂膜时,由于压接时无法完全将从压接用加热工具受到的压力吸收,产生不能均匀地压接的部位,或者压接前碰到芯片,或者位置偏离,因此有时与目标的部位偏离而压接。此外,单独使用树脂膜时,压接后痕迹残留于膜,不能反复地使用相同的部位。
也研究了使热压接用片材为复合型(专利文献6、专利文献7、专利文献8、专利文献9)。例如,通过与玻璃布的层叠,能够大幅地抑制压接时的对于拉伸方向的变形。但是,LED芯片的情况下,由于压接对象部微小,因此压接对象物进入玻璃布的网眼部分,不能均匀地压接。此外,如果片材自身卷曲,则不适合微小的压接对象部的压接(专利文献10)。
此外,与聚酰亚胺的层叠中,由于聚酰亚胺膜平滑,因此使用在两面层叠了有机硅层的复合片材时,能够均匀地将压接对象物压接。但是,层叠的有机硅层使用作为以往的热压接用片材的原料的、在热传导用填充材料中添加了碳等的产物时,有时在LED芯片这样的微小的压接对象物的表面或其周边观察到附着物。对于附着物而言,有时热压接用片材的成分、特别是填充材料、有机过氧化物的分解残渣从片材脱离,附着于压接对象物的表面或其周边。在LED芯片存在附着物时,LED的亮度降低,可成为品质降低的直接原因。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2008-192929号公报
专利文献2:专利第4876426号公报
专利文献3:特开2004-356129号公报
专利文献4:专利第4423166号公报
专利文献5:专利第3078155号公报
专利文献6:专利第4301468号公报
专利文献7:专利第3902558号公报
专利文献8:专利第3244187号公报
专利文献9:专利第3041213号公报
专利文献10:特开2013-256068号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于上述现有技术的问题,目的在于提供使微小的LED芯片压接时不存在与目标压接部位的偏离、也不存在对于压接对象物的附着物等的污渍、效率良好地传热、同时能够均匀地施加压力的LED芯片压接用的热传导性复合片材。
用于解决课题的手段
本发明人为了实现上述目的进行了深入研究,结果获知:在耐热性树脂膜的两面分别层叠由后述的硅橡胶组合物的固化物形成的有机硅层,同时使全体的厚度为100μm以下是必要的。
即,专利文献6中,提及了耐热热传导性硅橡胶复合片材,但作为复合片材的全体的厚度假定为0.1~100mm的范围。在本发明的实施例等中具体地例示,但为了使微小芯片等压接,特别是出于压接精度提高,优选作为复合片材的全体的厚度比0.1mm(=100μm)薄,这由本发明明确地提出。
因此,本发明提供下述的复合片材及其制造方法。
[1]LED芯片压接用热传导性复合片材,是在耐热性树脂膜的两面分别层叠有机硅层而成的LED芯片压接用热传导性复合片材,其特征在于,该复合片材全体的厚度为100μm以下,并且有机硅层为硅橡胶组合物的固化物,该硅橡胶组合物含有:
(A)由下述平均组成式(I)所示、平均聚合度为100以上的有机聚硅氧烷:100质量份,
R1 aSiO(4-a)/2 (I)
(式中,R1为相同或不同的未取代或取代一价烃基,并且1分子中的至少2个为脂肪族不饱和基团。a为1.95~2.05的正数。)
(B)从二氧化硅、氧化锌、氧化镁、氧化铝、二氧化钛中选择的至少1种的金属氧化物:10~1,000质量份,
(C-1)铂系催化剂:有效量,
(C-2)1分子中含有至少2个与硅原子键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷:0.1~20质量份。
[2][1]所述的LED芯片压接用热传导性复合片材,其特征在于,上述耐热性树脂膜由选自芳香族聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物中的至少1种形成,厚度为50μm以下。
[3][1]或[2]所述的LED芯片压接用热传导性复合片材,其中,耐热性树脂膜的厚度为5~50μm,两面的有机硅层的厚度分别为10~40μm。
[4][1]或[2]所述的LED芯片压接用热传导性复合片材的制造方法,其特征在于,将用溶剂稀释的[1]所述的硅橡胶组合物涂布于耐热性树脂膜,以使溶剂挥发时的厚度分别为10~40μm,两面的有机硅层的厚度之差为10μm以下。
[5][4]所述的LED芯片压接用热传导性复合片材的制造方法,其中,稀释上述硅橡胶组合物的溶剂为甲苯或二甲苯,将硅橡胶组合物设为100质量份时,其稀释量为50~500质量份。
[6][4]或[5]所述的LED芯片压接用热传导性复合片材的制造方法,其中,硅橡胶组合物的溶剂稀释液的粘度在25℃下为3~30Pa·s。
发明的效果
本发明的LED芯片压接用热传导性复合片材,能够在传热的同时均匀地施加压力,使微小的LED芯片压接于基板时,不会将LED芯片主体及芯片周边污染,能够精度良好地压接。
附图说明
图1为本发明的热压接用热传导性复合片材的简要断面图。
图2为LED芯片的简要断面图。
图3为使用热压接用复合片材将LED芯片压接的工序的简要断面图。
图4为使用热压接用复合片材将LED芯片压接的工序中能够良好地热压接的情形的模型图。
图5为使用热压接用复合片材将LED芯片压接的工序中不能良好地热压接的情形的模型图。
[附图标记的说明]
10 压接用热传导性复合片材
11 有机硅层
12 耐热性树脂膜层
20 LED芯片基板小单元
21 LED芯片基板
22 LED芯片
H LED芯片的高度
L LED芯片的1边的长度
23 各向异性导电糊(ACP)
S LED芯片之间的间隔
30 LED芯片基板大单元
40 压接装置的接合台
50 加热工具
具体实施方式
以下对本发明详细地说明。
本发明的LED芯片压接用热传导性复合片材是在耐热性树脂膜的两面层叠有机硅层而成的复合片材。
层叠的有机硅层是以下述的(A)、(B)、(C)成分作为必要成分的硅橡胶组合物的固化物。
(A)下述平均组成式(I)所示、平均聚合度为100以上的有机聚硅氧烷,
R1 aSiO(4-a)/2 (I)
(式中,R1为相同或不同的未取代或取代一价烃基,并且1分子中的至少2个为脂肪族不饱和基团,a为1.95~2.05的正数。)
(B)从硅、锌、镁、铝、钛中选择的至少1种的金属氧化物,
(C)固化剂。
(A)成分的有机聚硅氧烷能够1种单独使用,也能够将粘度、平均聚合度、组成不同的2种以上组合使用。
作为本发明中的有机聚硅氧烷,优选平均聚合度100以上的具有2个以上乙烯基的二有机聚硅氧烷,平均组成式(I)中,R1表示相同或不同的未取代或取代一价烃基,具体地,可例示甲基、乙基、丙基等烷基,环戊基、环己基等环烷基,乙烯基、烯丙基等烯基,苯基、甲苯基等芳基或这些的氢原子部分地被氯原子、氟原子等取代的卤代烃基等。优选R1的0.001~5摩尔%、特别地0.01~1摩尔%为烯基。
一般地,有机聚硅氧烷的主链优选由二甲基聚硅氧烷单元构成的主链或者在该有机聚硅氧烷的主链中导入了乙烯基、苯基、三氟丙基等的主链。此外,分子链末端可以用三有机甲硅烷基或羟基封端。作为三有机甲硅烷基,可例示三甲基甲硅烷基、二甲基乙烯基甲硅烷基、三乙烯基甲硅烷基等。平均聚合度为100以上,优选为200~6,000,更优选为1,000~6,000。平均聚合度不到100的情况下,固化后的机械强度差,变脆。应予说明,平均聚合度是采用凝胶渗透色谱(GPC)得到的聚苯乙烯换算值。
(B)成分,具体地,为从氧化硅(二氧化硅)、氧化锌(氧化锌)、氧化镁(氧化镁)、氧化铝(氧化铝)、氧化钛(二氧化钛)中选择的至少1种,为了赋予补强性或热传导性而添加。
特别地,二氧化硅,通过添加到与其他合成橡胶相比强度非常弱的有机聚硅氧烷中,能够提高机械强度。二氧化硅的BET法比表面积优选为50m2/g以上,特别优选为100~400m2/g。可例示气相法二氧化硅(干法二氧化硅)、沉淀二氧化硅(湿法二氧化硅)等,特别优选杂质少的气相法二氧化硅(干法二氧化硅)。此外,可用有机聚硅氧烷、有机硅烷、氯硅烷、烷氧基硅烷等对二氧化硅表面进行疏水化处理。作为市售品,可例示アエロジル200、アエロジル300、アエロジルR972(均为日本アエロジル(株)制造)等。
对该二氧化硅的添加量并无特别限制,相对于有机聚硅氧烷100质量份,优选5~80质量份,更优选为5~50质量份。如果不到5质量份,则有可能无法获得充分的补强效果,比80质量份多时,有时成型加工性变差。
此外,为了赋予热传导性而添加氧化锌、氧化镁、氧化铝、氧化钛。本发明中,发现通过添加氧化锌、氧化镁、氧化铝的粉末,复合片材表面难以产生发粘感,能够精度良好地将微小芯片压接的效果显现。粘性的有无通过将片材表面之间重合、片材在横向是否顺利地偏离来确认。
氧化锌、氧化镁、氧化铝、氧化钛的添加,可以在(A)成分的有机聚硅氧烷中添加而制成配混料或母料,也可以以粉末的状态直接添加到硅橡胶组合物中。平均粒径优选1~50μm,更优选1~30μm。如果平均粒径超过50μm,则损害片材的平滑性,有可能在热压接中不能均匀地传送压力。如果不到1μm,添加后的橡胶组合物的粘度或可塑度容易上升,有时成型加工性变差。应予说明,平均粒径是作为采用激光衍射法得到的粒度分布测定中的质量平均值D50测定的值。
(B)成分的总添加量,相对于(A)成分的有机聚硅氧烷100质量份,为10~1,000质量份,更优选为15~800质量份,进一步优选为20~700质量份。如果不到10质量份,则对于赋予热传导性、片材表面的发粘感的减轻,有可能无法获得充分的效果,如果比1,000质量份多,有时成型加工性变差。
作为金属氧化物的市售品,可例示导电性氧化锌(本庄ケミカル(株)制氧化锌)、AL-24(昭和电工(株)制氧化铝)、LS-210BS(日本轻金属(株)制氧化铝)、AX10-32R((株)マイクロン制氧化铝)、MSR系列((株)龙森制二氧化硅)、P-25(日本アエロジル(株)制氧化钛)、タイペ一クR-820(石原产业(株)制氧化钛)等。
(C)成分的固化剂是采用氢化硅烷化反应的加成反应固化剂。作为加成反应固化剂,使用由(C-1)铂系催化剂和(C-2)1分子中含有至少2个与硅原子键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷组成、能够通过氢化硅烷化反应使其固化的组合。
它们的添加量,可与通常的硅橡胶的情形同样,相对于(A)成分的具有至少2个烯基的有机聚硅氧烷100质量份,优选(C-1)成分成为1~2,000ppm的量,更优选成为1~100ppm的量。再有,为了进一步赋予阻燃性而使用铂系催化剂的情况下,可大量配合。此外,(C-2)成分的量为0.1~20质量份,优选SiH基的量相对于(A)成分的烯基的量成为0.5~5摩尔%的量,更优选成为0.5~2摩尔%的量。
本发明中,通过在该硅橡胶组合物中添加氧化铈粉末或氧化铁粉末,能够进一步提高耐热性。其添加量,相对于(A)成分100质量份,优选0.1~5质量份的范围。即使超过5质量份添加,耐热性也不提高。
本发明中使用的硅橡胶组合物中,根据需要可添加粘土、碳酸钙、硅藻土等填充材料、低分子硅氧烷酯、含有硅烷醇基的低分子硅氧烷等分散剂、硅烷偶联剂、钛偶联剂等粘接赋予剂、提高橡胶配混料的生胶强度的四氟聚乙烯粒子等。再有,本发明中使用的硅橡胶组合物的配合,可使用双辊、捏合机、班伯里混炼机、行星式混合机等混合机将上述成分混炼。固化剂优选在使用前即刻添加,优选至少在进行溶剂分散前添加。
由于本发明的热传导性复合片材在300℃附近或其以上的温度下使用,因此耐热性树脂膜必须在高温下机械强度和脱模性等优异。因此,能够利用玻璃化转变温度为200℃以上的、芳香族聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺(特别是芳香族聚酰胺)、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯等的树脂膜、熔点为300℃以上的聚四氟乙烯(PTFE)或四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)等氟树脂膜。
作为这些的市售品,有作为芳香族聚酰亚胺已市售的カプトン(东丽杜邦(株)制造)、アピカル((株)钟化制造)、ユ一ピレックス(宇部兴产(株)制造)、作为芳香族聚酰胺已市售的アラミカ(旭化成(株)制造)、作为氟树脂已市售的特氟隆(注册商标)(杜邦制造)、ニトフロン(日东电工(株)制造)等。
此外,也能够使用通过配合炭黑而赋予了导电性的耐热性树脂膜,或者利用通过配合氧化铝、氧化镁等热传导性粉末而赋予了热传导性的耐热性树脂膜。作为赋予了热传导性的耐热性树脂膜,カプトンMT(商品名、东丽杜邦(株)制造)已市售。
本发明中使用的耐热性膜的厚度优选为5~50μm的范围,更优选为15~50μm的范围。如果厚度过薄,则由于膜自身的机械强度小,因此有时片材成型时或作为压接片材的使用中破裂,膜自身的处理性差,片材成型时产生褶皱,不能整洁地成型。此外,如果过厚,则热的传送变差,热压接变得不充分,压接后在片材中残留压接痕,不能反复使用。
本发明的LED芯片压接用热传导性复合片材10的形态,如图1中所示,为在耐热性树脂膜层12的两面分别层叠了有机硅层11、11的复合片材。不是复合片材而是硅橡胶单层形成的热压接片材的情形下,由于追随压接时的应力而伸长,因此微小芯片也追随伸长的状态,位置偏离,不优选。对于复合片材,由于耐热性树脂膜不伸长,因此作为整体不伸长,因此压接时位置偏离的情形变得非常少。
此外,在耐热性树脂膜的一面层叠有机硅层的情形下,由于成型时加热,因此发生卷曲,不适合使微小的芯片精度良好地压接。
复合片材全体的厚度为100μm以下,优选为50~90μm。耐热性膜的厚度过厚的情况下,将复合片材全体的厚度成型为100μm以下变得困难,因此耐热性膜的厚度的上限优选50μm。
对于复合片材全体的厚度超过100μm的情形的问题,使用图2~图4表示。图2为使用本发明的压接片材压接的微小芯片的一例。在以玻璃、蓝宝石作为原料的基板21上经由各向异性导电糊23而使LED芯片22接合。此时,LED芯片22的高度H为100μm左右。此外,LED芯片22的1边的长度L为100~300μm左右。LED芯片之间的间隔S和LED芯片22的1边的长度L,从发光效率、成本的方面出发,通常存在S>L的关系。搭载100个左右在基板21上接合的LED芯片,形成LED芯片基板小单元20。
此外,如图3中所示,在LED芯片基板大单元30上搭载多个、具体地6~16个左右的LED芯片基板小单元20。在压接装置的接合台40上,通过经由热压接用复合片材(LED芯片压接用热传导性复合片材)10传导来自加热工具50的热(通常250~400℃的范围),同时热压接用有机硅复合片材10还起到将压力均匀地传达到芯片侧的作用。如图2、图3中所示那样,由于将600~1,600个左右的LED芯片22同时压接,因此对于压接位置要求严格的精度。
将使用热压接用复合片材将LED芯片压接的工序中能够良好地热压接的情形的模型图示于图4。另一方面,图5为不能良好地热压接的情形。如果热压接用复合片材10比微小芯片距离基板的高度H厚,则热压接用基板的压接时片材10与基板21接触,压力的传达变得不充分,压接没有良好地进行,来自加热工具50的热没有经由芯片而直接传到基板21,因此有可能使基板21过热而破损。此外,热压接没有良好地进行时,热压接后微小的LED芯片22短时粘贴于片材表面,压接后即刻也有时产生距离目标位置的μ级的偏离。对此,如果复合片材10的厚度为100μm以下,如图4中所示,由于比芯片的距离基板的高度H还小,因此复合片材与基板接触的可能性大幅地减少。
优选地,用有机溶剂将上述硅橡胶组合物稀释后,通过涂布于耐热性树脂膜而制成复合片材。作为溶剂,只要是使有机聚硅氧烷溶解的有机溶剂,则并无特别限定,优选甲苯或二甲苯。其稀释量,将硅橡胶组合物设为100质量份时,优选30~500质量份的范围。决定浓度的主要原因是溶液的粘度,其粘度范围依赖于涂布装置。决定粘度范围的主要原因为层叠时的有机硅层(=涂膜)的厚度。例如,用缺角轮涂布器((株)ヒラノテクシ一ド制造)进行涂布时调节为3~30Pa·s的情况下,能够以10~40μm的范围控制涂膜的厚度。
因此,硅橡胶组合物的有机溶剂稀释液的粘度,优选使采用旋转粘度计测定的25℃的粘度为3~30Pa·s。
如果涂膜的厚度过厚,则本发明中,由于使微小的LED芯片压接,因此基板的压接时片材与基板接触,压力的传达变得不充分,压接没有良好地进行,来自加热工具的热没有经由芯片而直接传到基板,因此有可能使基板过热而破损,此外,如果涂膜的厚度过薄,则有可能片材产生的压力的缓和效果减小,基板由于来自加热工具的压力而破损。
在耐热性树脂膜的两面分别以10~40μm的范围使有机硅层形成涂膜,两面的有机硅层的厚度之差优选为10μm以下。如果厚度之差超过10μm,则产生复合片材容易卷曲、作为热压接片材不能均匀地压接等不利情形。
作为将复合片材成型的方法,可列举将甚至配合了固化剂的硅橡胶组合物用压延机或挤出机分出为规定的厚度后加热使其固化的方法;将液体的硅橡胶组合物或溶解于甲苯、二甲苯等有机溶剂而液体化的硅橡胶组合物在载膜上涂布后使其固化,接下来从膜剥离的方法等,本发明中,由于复合片材全体的厚度为100μm以下,因此将有机硅层单面的厚度的上限限制为40μm以下,用压延机或挤出机分出为规定的厚度的方法不适合。对于将液体的硅橡胶组合物涂布的方法,如果要使有机硅层具有所需的强度,则粘度升高,结果涂膜变厚,因此不希望。因此,优选将溶解于甲苯、二甲苯等有机溶剂而液体化的硅橡胶组合物(涂布液)涂布的方法。再有,这里的所需的强度表示用手指摩擦涂布的层,不会剥离或压接时不会破坏。
将有机硅组合物溶液涂布于耐热性树脂膜的方法,有刮板涂布器、刮刀涂布器、反转辊涂布器、凹版辊涂布器、喷涂器等。本发明中,优选刮板涂布器、刮刀涂布器等。
对于涂布,为了耐热性树脂膜与有机硅层容易粘接,优选将预先实施了粘合剂处理、等离子体处理的耐热性树脂膜用于耐热性树脂膜。
这样,涂布硅橡胶组合物后,通过将涂膜干燥,在100~150℃下加热固化10~30分钟,能够得到复合片材。
实施例
以下示出实施例和比较例,具体地说明本发明,但本发明并不受下述实施例限制。
(硅橡胶配混料的制造)
添加由二甲基硅氧烷单元((CH3)2SiO2/2)99.675摩尔%、甲基乙烯基硅氧烷单元((CH2=CH)(CH3)SiO2/2)0.30摩尔%、二甲基乙烯基甲硅烷氧基单元((CH2=CH)(CH3)SiO1/2)0.025摩尔%组成、平均聚合度为约6,000的有机聚硅氧烷100质量份、BET比表面积200m2/g的干法二氧化硅37质量份、作为分散剂的羟基与硅原子键合的平均聚合度为约10的有机聚硅氧烷7质量份,用捏合机混炼,在170℃下进行2小时加热处理,得到配混料A。
此外,添加由二甲基硅氧烷单元((CH3)2SiO2/2)99.975摩尔%、二甲基乙烯基甲硅烷氧基单元((CH2=CH)(CH3)SiO1/2)0.025摩尔%组成、平均聚合度为约6,000的有机聚硅氧烷80质量份、由二甲基硅氧烷单元((CH3)2SiO2/2)99.875摩尔%、二甲基乙烯基甲硅烷氧基单元((CH2=CH)(CH3)SiO1/2)0.125摩尔%组成、平均聚合度为约1,000的有机聚硅氧烷20质量份、平均粒径3μm的氧化铝(商品名AL-24、昭和电工(株)制造)600质量份、氢氧化铝(商品名ハイジライト、昭和电工(株)制造)60质量份、氧化钛(商品名P-25、日本アエロジル(株)制造)12质量份,用捏合机混炼,得到配混料B。
[实施例1]
将在采用上述制造方法得到的配混料A中添加了作为硫化剂的C-19A(铂系催化剂)(信越化学工业(株)制造)3.0质量份、作为耐热助剂的KE-P-12(氧化铈)(信越化学工业(株)制造)2.0质量份的组合物溶解于甲苯200质量份,得到了组合物1A。此外,将在配混料A中添加了作为硫化剂的C-19B(有机氢硅氧烷)(信越化学工业(株)制造)5.0质量份的组合物溶解于甲苯200质量份,得到了组合物1B。
每次等量地加入得到的组合物1A和1B,均匀地分散,得到了涂布液1。使用缺角轮涂布器(前述)将涂布液1涂布到作为基材的260mm宽的聚酰亚胺膜(商品名カプトン100V、25μm厚(东丽杜邦(株)制造))上。调节间隙以使干燥的涂膜厚成为27μm,最初在单面以线速度0.2m/分钟,使硫化线的设定温度为最大130℃。接着,在没有涂布的单面,在与最初的单面相同的条件下涂布,得到了全体的厚度为80μm的复合有机硅片材1。
[实施例2]
使用将配混料A 70质量份和配混料B 30质量份共混的产物,采用与实施例1同样的方法得到了涂布液2。以涂布液2作为基材,在260mm宽的聚酰亚胺膜(商品名カプトン100V、25μm厚(东丽杜邦(株)制造))上,与实施例1同样地进行涂布,得到了全体的厚度为80μm的复合有机硅片材2。
[实施例3]
使用将配混料A 50质量份和配混料B 50质量份共混的产物,采用与实施例1同样的方法得到了涂布液3。以涂布液3作为基材,在260mm宽的聚酰亚胺膜(商品名カプトン100V、25μm厚(东丽杜邦(株)制造))上,与实施例1同样地进行涂布,得到了全体的厚度为80μm的复合有机硅片材3。
[实施例4]
使用将配混料A 70质量份和配混料B 30质量份共混的产物,采用与实施例2同样的方法得到了涂布液2。以涂布液2作为基材,在260mm宽的聚酰亚胺膜(商品名カプトン100V、25μm厚(东丽杜邦(株)制造))上,进行了涂膜的调整以外,与实施例1同样地进行涂布,得到了全体的厚度为60μm的复合有机硅片材4。
[比较例1]
将在配混料A中添加了1.5质量份作为硫化剂的C-23N(过氧化物系硫化剂)(信越化学工业(株)制造)的组合物溶解于甲苯200质量份,得到了涂布液4。以涂布液4作为基材,在260mm宽的聚酰亚胺膜(商品名カプトン100V、25μm厚(东丽杜邦(株)制造)上,进行了涂膜的调整以外,与实施例1同样地进行涂布,得到了全体的厚度为110μm的复合有机硅片材5。
[比较例2]
将在配混料B中添加了1.5质量份作为硫化剂的C-23N(过氧化物系硫化剂)(信越化学工业(株)制造)的组合物溶解于甲苯50质量份,得到了涂布液5。以涂布液5作为基材,在260mm宽的聚酰亚胺膜(商品名カプトン100V、25μm厚(东丽杜邦(株)制造)上,与比较例1同样地进行涂布,得到了全体的厚度为110μm的复合有机硅片材6。
[比较例3]
将在采用上述制造方法得到的配混料B中添加了3.0质量份作为硫化剂的C-19A(铂系催化剂)(信越化学工业(株)制造)、2.0质量份作为耐热助剂的KE-P-12(氧化铈)(信越化学工业(株)制造)的组合物溶解于50质量份甲苯,得到了组合物6A。此外,将在配混料B中添加了5.0质量份作为硫化剂的C-19B(有机氢硅氧烷)(信越化学工业(株)制造)的组合物溶解于50质量份甲苯,得到了组合物6B。
将得到的组合物6A和6B每次等量地加入,均匀地分散,得到了涂布液6。以涂布液6作为基材,在260mm宽的聚酰亚胺膜(商品名カプトン100V、25μm厚(东丽杜邦(株)制造))上,与比较例1同样地进行涂布,得到了全体的厚度为110μm的复合有机硅片材7。
[比较例4]
代替复合有机硅片材而使用了PTFE(=聚四氟乙烯)膜(商品名特氟隆(注册商标)、80μm厚)。
[评价方法]
使用以下的试验机进行了作为耐热热传导性复合片材的评价。
试验机A:大崎工程(株)制造的热压评价试验机。使用的加压用的钢制加热工具的压接部形状为10mm×30mm。
试验机B:(株)大桥制作所制造的本压接装置CBM-16。使用的加压用的钢制加热工具的压接部形状为1mm×40mm。
设定温度、压接时间、对压接部施加的压力、压接次数在各个试验中设定。
(传热性)
作为热压接用片材,判定是否能够效率良好地传热。使试验机A的加热工具的设定温度为300℃,使压接时间为20秒,使对压接部施加的压力为4MPa,使压接次数为1次。使用热电偶,测定通过片材传送的温度,将5秒后到达200~240℃的范围记为○,将上述范围外记为×。
(压接后的片材上的压接痕的有无)
作为热压接片材,判定是否能够均匀地传导压力,而且可否反复使用。使试验机B的加热工具的设定温度为350℃,使压接时间为10秒,使对压接部施加的压力为4MPa。压接次数为0次、1次、2次、3次。
使压敏纸在下,放置上述片材压接部,用是否将片材的压接痕转印于压敏纸来判定是否能够反复使用。使试验机A的加热工具的设定温度为30℃,使压接时间为10秒,使对压接部施加的压力为3MPa,使压接次数为1次。
如果没有将压接痕转印于压敏纸,则记为○,如果转印,则记为×。
(厚度变化)
作为热压接用片材是否能够反复使用的指标,测定将片材反复压接后的厚度变化。使试验机A的加热工具的设定温度为300℃,使压接时间为10秒,使对压接部施加的压力为3MPa,使压接次数为10次。
(厚度变化的计算)
(厚度变化)(%)=[((初期厚度)-(试验后的厚度))/(初期厚度)]×100
(附着物的有无)
在片材下放置未使用的玻璃,观察来自片材成分的污渍是否迁移到玻璃表面,判定附着物的有无。使试验机A的加热工具的设定温度为300℃,使压接时间为10秒,使对压接部施加的压力为3MPa。压接次数为1次、10次、30次。将通过目视不能确认迁移到玻璃表面记为○,将部分地观察到污渍记为△,将在压接部全体观察到污渍记为×。
此外,在(株)大桥制作所,实施用LED倒装芯片基板的压接试验,将在1个芯片没有观察到显著的附着物或者即使有小的附着物其比例也不到10%记为○,将小的附着物超过10%记为△,将观察到大的附着物记为×。
(芯片压接性)
在(株)大桥制作所,进行了上述试验时,将基板的压接中没有产生不利情形记为○,将产生了不利情形记为×。通过本试验判定是否能够压接微小的芯片。作为不利情形的具体事例,在作为目标的微小芯片的压接部位,算出压接的芯片的平均位置,如果芯片的大小的10%以上位置没有偏离地压接则记为○,如果10%以上位置偏离则记为×。此外,在压接芯片的基板中产生破损的情形也记为×。
(判定)
将上述试验的结果示于表1和表2。将判断为适合本发明的情形记为OK,将判断为不适合的情形记为NG。
[表1]
[表2]
Claims (8)
1.LED芯片压接用热传导性复合片材,是在耐热性树脂膜的两面分别层叠有机硅层而成的LED芯片压接用热传导性复合片材,其特征在于,该复合片材全体的厚度为100μm以下,并且有机硅层为硅橡胶组合物的固化物,该硅橡胶组合物含有:
(A)由下述平均组成式(I)所示、平均聚合度为100以上的有机聚硅氧烷:100质量份,
R1 aSiO(4-a)/2 (I)
式中,R1为相同或不同的未取代或取代的一价烃基,并且1分子中的至少2个为脂肪族不饱和基团,a为1.95~2.05的正数,
(B)从二氧化硅、氧化锌、氧化镁、氧化铝、二氧化钛中选择的至少1种的金属氧化物:10~1,000质量份,
(C-1)铂系催化剂:有效量,
(C-2)1分子中含有至少2个与硅原子键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷:0.1~20质量份。
2.权利要求1所述的LED芯片压接用热传导性复合片材,其中,(B)成分中,相对于(A)成分的有机聚硅氧烷100质量份,二氧化硅的添加量为5~80质量份。
3.权利要求2所述的LED芯片压接用热传导性复合片材,其中,(B)成分为二氧化硅和从氧化锌、氧化镁、氧化铝、二氧化钛中选择的至少一种金属氧化物的混合物。
4.权利要求1所述的LED芯片压接用热传导性复合片材,其特征在于,上述耐热性树脂膜由选自芳香族聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物中的至少1种形成,厚度为50μm以下。
5.权利要求1所述的LED芯片压接用热传导性复合片材,其中,耐热性树脂膜的厚度为5~50μm,两面的有机硅层的厚度分别为10~40μm。
6.权利要求1所述的LED芯片压接用热传导性复合片材的制造方法,其特征在于,将用溶剂稀释的权利要求1所述的硅橡胶组合物涂布于耐热性树脂膜,以使溶剂挥发时的厚度分别为10~40μm,两面的有机硅层的厚度之差为10μm以下。
7.权利要求6所述的LED芯片压接用热传导性复合片材的制造方法,其中,稀释上述硅橡胶组合物的溶剂为甲苯或二甲苯,将硅橡胶组合物设为100质量份时,其稀释量为50~500质量份。
8.权利要求6所述的LED芯片压接用热传导性复合片材的制造方法,其中,硅橡胶组合物的溶剂稀释液的粘度在25℃下为3~30Pa·s。
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