KR101690627B1 - 은 황화 방지재, 은 황화 방지막의 형성 방법, 발광 장치의 제조 방법 및 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 은 황화 방지제는, 점토와 바인더를 함유한다.

Description

은 황화 방지재, 은 황화 방지막의 형성 방법, 발광 장치의 제조 방법 및 발광 장치{SILVER-SULFIDATION-PREVENTING MATERIAL AND METHOD FOR FORMING SILVER-SULFIDATION-PREVENTING FILM, AND METHOD FOR PRODUCING LIGHT-EMITTING DEVICE AND LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은, 은 황화 방지재에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 발광 장치 등에 사용되는 은 도금의 황화에 의한 변색을 방지하기 위한 은 황화 방지재에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 은 황화 방지재를 사용한 은 황화 방지막의 형성 방법 및 발광 장치의 제조 방법에 관한 것이다
최근, 형광등 또는 백열 전구를 대체할 광원으로서 발광 다이오드(LED)의 수요가 급속히 증가하고 있다. 발광 다이오드 등의 발광 소자를 구비하는 발광 장치는, 조명 기기, 자동차용 라이트 등의 용도에 사용되고 있다. 이와 같은 발광 장치에서는, 은 도금으로 이루어지는 광 반사막을 형성함으로써 광의 인출 효율의 향상이 도모되어 있다. 예를 들면, 동 도금 기판 등의 리드 프레임(lead frame)을 구비하는 LED 패키지에서는, 동 도금층 상에 은 도금층을 형성함으로써 반사율을 향상시키고 있다(예를 들면, 하기 특허 문헌 1을 참조).
일본공개특허 제2009-239116호 공보
LED 패키지에서는, 통상, 투명 수지에 의한 봉지(封止)에 의해 발광 소자 및 광 반사막 등이 보호되어 있다. 그러나, 발광 장치가 옥외에서 사용되는 경우, 환경 중의 황화 수소, 아황산 가스 등이 수지를 투과하여 은 도금을 황화시키고, 변색에 의해 은 도금의 광반사율이 저하되는 문제가 생긴다. 최근에는 LED의 고출력화에 따라 LED의 발열량이 증가하고, 은 도금의 황화가 온도의 상승에 의해 더욱 앞당겨지는 경향이 있다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 은의 황화를 충분히 억제할 수 있는 은 황화 방지재, 이것을 사용한 은 황화 방지막의 형성 방법, 은 황화 방지성이 우수한 발광 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 점토와 바인더를 함유하는 은 황화 방지재를 제공한다.
본 발명의 은 황화 방지재에 의하면, 은을 함유하는 금속층의 표면에 도포하고 건조함으로써, 은의 황화를 충분히 억제할 수 있는 은 황화 방지막을 형성할 수 있다.
그런데, LED 패키지의 은 도금층에 은 황화 방지재를 적용하는 경우, 은 도금층에 은 황화 방지막을 형성하는 공정은, 기판에 발광 소자 및 리플렉터(reflector) 등의 부품을 탑재하기 전 또는 후에 설치하는 것을 고려할 수 있다. 어느 경우에도 봉지 등의 프로세스에 있어서 은 황화 방지막이 가열되므로, 은 황화 방지막에는 내열성이 요구된다. 또한, 은 황화 방지막을 형성할 때 및 LED의 점등 시에도 열의 영향이 있다. 내열성이 우수한 막을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면, 실리콘 수지와 같은 내열성이 높은 수지를 사용하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 실리콘 수지는, 가스 배리어(gas-barrier)성이 낮고, 충분한 은 황화 방지성을 얻을 수 없다. 또한, 유리와 같은 무기 피막을 형성하는 방법에서는, 유리를 용융하고, 피막을 형성하기 위해 300℃ 이상의 고온 프로세스가 필요하게 되므로, LED 패키지에는 적용할 수 없다.
이에 비해, 본 발명의 은 황화 방지재에 의하면, LED 패키지에 적용 가능한 프로세스 온도로, 충분한 내열성 및 은 황화 방지성을 가지고, 더욱이 내(耐)크랙성이 우수한 은 황화 방지막을 형성할 수 있다.
한편, 더욱 고수준의 은 황화 방지성이 요구되는 경우가 있다. 이 경우에는 황화 방지막의 막 두께를 크게 하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 점토로 구성되는 막은 막 두께가 500 ㎚ 이상으로 되면 크랙이 발생하기 쉽다. 본 발명의 은 황화 방지재에 의하면, 막 두께를 크게 한 경우라도 크랙이 쉽게 생기지 않는 점토막을 형성할 수 있다. 이로써, 은 황화 방지막을 후막화(厚膜化)하여 은 황화 방지성을 얻을 수 있다.
형성하는 은 황화 방지막의 내크랙성을 더욱 높이는 관점에서, 점토와 바인더의 질량비가 75/25∼5/95인 것이 바람직하다.
본 발명의 은 황화 방지재는, 바인더로서, 수성 바인더를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 물 및/또는 수용성 액체에 의해 점토와 바인더를 양호하게 혼합할 수 있고, 성막성이 더욱 향상된 은 황화 방지막을 형성할 수 있다.
그리고, 본 명세서에 있어서 수성 바인더란, 물 및/또는 수용성 액체와 혼합했을 때, 용액, 수용액, 유화물 및 가용화물 등의 거시적으로 볼 때 균일한 상태로 되는 바인더를 가리킨다.
또한, 은 황화 방지성을 더욱 높이는 관점에서, 점토 및 바인더의 합계 함유량이 은 황화 방지재의 고형분 전량(全量)을 기준으로 하여 80 질량% 이상인 것이 바람직하다.
은 황화 방지재의 고형분의 전체 질량은 이하의 방법으로 얻어지는 값을 말한다. 은 황화 방지재를 알루미늄 접시에 담고, 150℃에서 2시간 건조한 후의 질량을 측정한다.
그리고, 은 황화 방지재의 고형분 농도를 구하는 경우에는, 은 황화 방지재를 알루미늄 접시에 담고, 그 질량을 측정하고, 그 후, 150℃에서 2시간 건조한 후의 질량을 측정한 값으로부터 하기 식에 따라 고형분 농도를 산출할 수 있다.
고형분 농도=(건조 후의 질량)/(건조전의 질량)×100
본 발명은 또한, 은이 포함되는 금속층의 표면에, 상기 본 발명에 따른 은 황화 방지재를 도포하여 은 황화 방지재의 도막을 형성하는 도포 공정과, 도막을 건조시키는 건조 공정을 포함하는 은 황화 방지막의 형성 방법을 제공한다.
본 발명의 은 황화 방지막의 형성 방법에 의하면, 본 발명에 따른 은 황화 방지재를 사용함으로써, 은의 황화를 충분히 억제할 수 있는 은 황화 방지막을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 은 황화 방지재를 사용함으로써, 내황변성 등의 내열성이 우수한 은 황화 방지막을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 은 황화 방지재를 사용함으로써, 후막화에 의해 높은 은 황화 방지성을 가지는 은 황화 방지막을 형성하는 경우라도, 크랙의 발생을 억제할 수 있다.
상기 금속층은 은 도금층인 것이 바람직하다. 이 경우에, 황화에 의해 은 도금층의 광반사율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 또한, 은 도금층을 가지는 기판과, 기판 상에 탑재된 발광 소자를 구비하는 발광 장치의 제조 방법으로서, 은 도금층의 표면에, 상기 본 발명에 따른 은 황화 방지재를 도포하여 은 황화 방지재의 도막을 형성하는 도포 공정과, 도막을 건조시키는 건조 공정을 포함하는 발광 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 발광 장치의 제조 방법에 의하면, 은 도금층의 표면에 은의 황화를 충분히 억제할 수 있는 은 황화 방지막을 형성할 수 있고, 이로써, 은 도금층이쉽게 변색하지 않는, 은 황화 방지성이 우수한 발광 장치를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 장치의 제조 방법에 의하면, 본 발명에 따른 은 황화 방지재를 사용함으로써 내황변성 등의 내열성이 우수한 은 황화 방지막을 형성할 수 있으므로, 봉지 등의 프로세스 온도에서의 착색에 기인하는 제조 상의 문제를 충분히 억제할 수 있다. 또한, 얻어지는 발광 장치에 있어서는, 조명 점등 시의 가열에 의해서도 쉽게 황변하지 않는 은 황화 방지막을 형성할 수 있으므로, 착색에 기인하는 반사율의 저하를 충분히 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 장치의 제조 방법에 의하면, 본 발명에 따른 은 황화 방지재를 사용함으로써 두꺼운 막이라도 크랙이 쉽게 생기지 않는 은 황화 방지막을 형성할 수 있으므로, 막의 크랙에 기인하는 제조 상의 문제를 충분히 억제하면서 고수준의 은 황화 방지성을 가지는 발광 장치를 제조할 수 있다.
본 발명은 또한, 은 도금층을 가지는 기판과, 기판 상에 탑재된 발광 소자와, 은 도금층의 표면에 설치된 은 황화 방지막을 구비하고, 은 황화 방지막이 점토와 바인더를 함유하는 발광 장치를 제공한다.
본 발명의 발광 장치는, 상기 은 황화 방지막를 구비함으로써 우수한 은 황화 방지성을 가지고, 은 도금층이 쉽게 변색하지 않는다. 또한, 은 황화 방지막이 내황변성 등의 내열성이 우수하므로, 조명 점등 시의 가열에 의해 은 황화 방지막이 착색하는 것에 기인하는 반사율의 저하를 충분히 억제할 수 있다.
내 크랙성이 우수한 점에서, 상기 은 황화 방지막에서의 점토와 바인더의 질량비가 75/25∼5/95인 것이 바람직하다.
상기 은 황화 방지막이 상기 바인더로서 수성 바인더을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 은 황화 방지막을 형성할 때 물 및/또는 수용성 액체에 의해 점토와 바인더를 양호하게 혼합할 수 있고, 이로써, 은 황화 방지막의 성막성이 또한 향상된다.
은 황화 방지성을 더욱 높이는 관점에서, 상기 은 황화 방지막에서의 점토 및 바인더의 합계 농도가 80 질량% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 은의 황화를 충분히 억제할 수 있는 은 황화 방지재, 이것을 사용한 은 황화 방지막의 형성 방법, 은 황화 방지성이 우수한 발광 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 발광 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광 장치의 평면도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 실시형태에 따른 은 황화 방지재의 도포 공정 후에서의 발광 장치의 단면도이다.
도 5는 건조 공정 후에서의 발광 장치의 단면도이다.
도 6은 투명 봉지 수지 충전 공정 후에서의 발광 장치의 단면도이다.
도 7은 실시형태에 따른 은 황화 방지재로 형성되는 은 황화 방지막의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 제2 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 도 8의 제조 방법에 의해 제조한 발광 장치의 단면도이다.
도 10은 제3 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 도 10의 제조 방법에 의해 제조한 발광 장치의 단면도이다.
본 실시형태에 따른 은 황화 방지재는 점토 및 바인더를 포함한다. 이 은 황화 방지재에는, 점토 및 바인더를 분산시키기 위한 용매를 함유시킬 수 있다. 본 실시형태의 은 황화 방지재에 의하면, 은을 함유하는 금속층의 표면에 도포하고 건조함으로써, 은의 황화를 충분히 억제할 수 있는 은 황화 방지막을 형성할 수 있다. 상기 금속층으로서는, 예를 들면, 은 도금층, 은 페이스트층이 있다.
점토로서는, 천연 점토 및 합성 점토 및 이들의 변성물 중 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
천연 점토로서는, 예를 들면, 이하의 층상 규산염을 사용할 수 있다. 구체예로서, 카올린, 탈크-파이로필라이트, 스멕타이트, 버미큘라이트, 운모(마이카), 경운모(brittle mica), 녹니석이 있다. 대표적인 종로서는, 리자다이트, 에임자이트, 크리소타일, 카올리나이트, 디카이트, 할로이사이트, 탈크, 파이로필라이트, 사포나이트, 헥토라이트, 몬모리로나이트, 바이델라이트, 3팔면체형 버미큘라이트, 2팔면체형 버미큘라이트, 금운모, 흑운모, 홍운모, 일라이트, 백운모, 파라고나이트, 클린토나이트, 마가라이트, 클리노클로어, 샤모사이트, 니마이트, 돈바스사이트, 쿠크아이트, 수도아이트가 있다. 시판품으로서는, 쿠니피어(쿠니미네공업(주) 제조, 상품명, 쿠니피어 F), 습식 분쇄 운모(야마구치마이카 제조, Y 시리즈, SA 시리즈)를 예로 들 수 있다.
합성 점토로서는, 예를 들면, 불소 금운모, 칼륨 4규소 운모, 나트륨 4규소 운모, Na 테니올라이트, Li 테니올라이트, 몬모리로나이트, 사포나이트, 헥토라이트, 스티븐사이트가 있다. 시판품으로서는, 마이크로 운모, 소마시프(코프케미컬(주) 제조, 상품명, MEB-3), 루센타이트(코프 케미컬(주) 제조, 상품명, SWN), 팽윤성(澎潤性) 마이카졸(토피공업 제조, NTS-10, NTS-5)이 있다.
합성 점토의 변성물로서는, 예를 들면, 시판품로서, 소마시프(코프 케미컬(주) 제조, 상품명, MAE), 루센타이트(코프 케미컬(주) 제조, 상품명, SPN)가 있다.
본 실시형태에 있어서는, 형성하는 은 황화 방지막의 은 황화 방지성을 향상시키는 관점에서, 점토로서 몬모리로나이트를 함유하는 것이 바람직하다. 몬모리로나이트는, 두께가 1 ㎚ 이하, 직경 방향의 길이가 10 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하인 형상을 가지는 것이 바람직하고, 또한 어스펙트비가 10 이상인 것이 바람직하다. 여기서의 어스펙트비는, 결정의 평균 장변(長邊) 길이/평균 두께를 의미한다.
바인더로서는, 예를 들면, 우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 폴리카보네이트, 디엔계 폴리머, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세탈, 잔탄검, 카르복시메틸셀룰로오스가 있다.
용매로서 물 또는 수용성 액체를 사용한 경우에 점토와의 혼합이 양호하게 되는 관점에서, 바인더는 수성 바인더인 것이 바람직하다. 수성 바인더로서는, 예를 들면, 폴리우레탄, 폴리에스테르 등의 에멀젼, 비닐알코올계 수지 에멀젼, 비닐아세탈계 수지 에멀젼, 아크릴계 수지 에멀젼, 디엔계 폴리머의 술폰화물 에멀젼, 카르복시메틸셀룰로오스, 잔탄검, 에폭시계 에멀젼, 폴리아미드계 에멀젼이 있다.
또한, 배리어성, 내열성 및 내크랙성의 관점에서, 폴리우레탄, 폴리에스테르 등의 에멀젼, 디엔계 폴리머의 술폰화물 에멀젼, 에폭시계 에멀젼, 폴리아미드계 에멀젼, 비닐아세탈계 수지가 바람직하고, 폴리우레탄 에멀젼, 비닐아세탈계 수지가 더욱 바람직하다. 폴리우레탄 에멀젼으로서는, 자기(自己) 유화형의 폴리에테르 계 폴리우레탄 에멀젼, 자기 유화형의 폴리에스테르계 폴리우레탄 에멀젼, 자기 유화형의 폴리카보네이트계 폴리우레탄 에멀젼이 바람직하다.
또한, 비닐아세탈계 수지로서는, 용매 및 점토와의 상용성(相溶性)의 관점에서, 폴리비닐알코올을 부분적으로 아세탈화한 하기 구조 단위를 가지는 비닐아세탈 수지가 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112015014669792-pct00001
식중, R은 탄소수 1∼10의 알킬기를 나타낸다. R이 프로필기인 부티랄 수지가 더욱 바람직하다.
비닐아세탈 수지의 아세탈화도는, 비닐 아세탈 수지 중 5 몰%∼80 몰%가 바람직하다. 이와 같은 바인더를 사용함으로써, 은 황화 방지막을 형성할 때의 가열에 의한 황변을 억제할 수 있고, 형성된 은 황화 방지막의 내열성을 보다 향상시킬 수 있다.
본 실시형태의 은 황화 방지재는, 형성하는 은 황화 방지막의 내크랙성을 높이는 관점에서, 점토와 바인더의 질량비가 75/25∼5/95인 것이 바람직하다. 또한, 내크랙성과 은 황화 방지성을 양립시키는 관점에서, 점토와 바인더의 질량비가 70/30∼10/90인 것이 바람직하고, 또한 내열성과의 양립의 관점에서, 50/50∼15/85인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시형태의 은 황화 방지재는, 은 황화 방지막의 은 황화 방지 성능을 향상시키는 관점에서, 점토 및 바인더의 합계 함유량이 은 황화 방지재의 고형분 전량을 기준으로 하여 80 질량% 이상인 것이 바람직하고, 85 질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한 본 실시형태의 은 황화 방지재에서의 점토의 농도는, 은 황화 방지막의 은 황화 방지 성능을 향상시키는 관점에서, 은 황화 방지재 전량 기준으로 0.05 질량% 이상 50 질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.1 질량% 이상 20 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.2 질량% 이상 10 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
그리고, 본 실시형태의 은 황화 방지재는, 점토 및 바인더가 각각 다른 액상(液狀) 조성물에 함유된 것이며, 이들을 사용 시에 있어서 혼합하는 형태일 수도 있다. 즉, 본 실시형태의 은 황화 방지재는 1액일 수도 있고, 2액 이상일 수도 있다.
용매로서는, 예를 들면, 물, 수용성 액체가 있다.
물로서는, 예를 들면, 초순수(超純水)가 사용된다. 초순수는, 이온 불순물이 극미량 포함되는 물로서, 전기 저항율(비저항, MΩ·cm)(JIS K0552)을 지표로 하여, 25℃에서의 이론값이 15 MΩ·cm 이상인 물, 바람직하게는 18 MΩ·cm 이상인 물을 사용할 수 있다.
수용성 액체로서는, 예를 들면, 알코올 등의 극성(極性) 용매가 있으며, 구체적으로는, 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올, n-프로필알코올, 디옥산, 아세톤, 아세토니트릴, 디에틸아민, n-부틸알코올, tert-부틸알코올, 피리딘, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 술포란, N-메틸피롤리돈, 탄산 프로필렌, γ-부티로락톤, 포름아미드, 알릴알코올, 아크릴산, 아세트산, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린, 메타크릴산, 부티르산, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 암모니아, 디에틸술파이트 등의 액체를 채용할 수 있다. 수용성 액체란, 1 기압에 있어서, 온도 20℃에서 동일한 용량의 순수와 천천히 저어서 혼합할 경우, 유동이 멎은 후에도 상기 혼합액이 균일한 외관을 유지하는 것을 말한다. 수용성 액체는, 1종을 단독으로 사용할 수도 있고 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 실시형태에 있어서는, 물과 수용성 액체와의 혼합물을 용매로서 사용하는 경우, 형성하는 은 황화 방지막의 은 황화 방지성을 향상시키는 관점에서, 물과 수용성 액체의 질량비는, 99/1∼5/95인 것이 바람직하고, 95/5∼20/80인 것이 보다 바람직하고, 90/10∼50/50인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시형태의 은 황화 방지재에는 본 발명의 효과가 손상되지 않는 범위에서 각종 첨가제를 가할 수 있다. 첨가제로서는, 예를 들면, 이온 포착제, 계면활성제, 방청제, 커플링제가 있다.
본 실시형태의 은 황화 방지재의 조제 방법으로서는, 예를 들면, 물을 포함하는 용매에, 점토, 바인더, 및 필요에 따라 상기 첨가제를 가하여 분산하고, 교반하는 방법이 있다. 교반은, 분체(粉體)를 액체에 분산하는 일반적인 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 자전(自轉)·공전(公轉) 믹서, 초음파법, 비즈 밀 및 볼 밀 등의 매체 분산법, 호모 믹서, 실버슨 교반 장치 및 얼티마이저 등의 대향 충돌법, 프로펠러식 교반 장치, 교반자, 진탕기 등을 사용하여 교반할 수 있다. 이들 분산 방법은, 1종을 단독으로 사용할 수도 있고 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
본 실시형태의 은 황화 방지재에 의하면, 은을 함유하는 금속층의 표면 상에 도포하고 건조함으로써, 금속층의 표면에 은의 황화를 충분히 억제할 수 있는 은 황화 방지막을 형성할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 은 황화 방지재에 의하면, 두께가 0.3 ㎚ 이상이라도 크랙이 쉽게 생기지 않는 점토막을 형성할 수 있다. 특히, 은 황화 방지막의 두께를 0.01∼1000 ㎚, 바람직하게는 0.05∼100 ㎚로 함으로써, 내크랙성과 우수한 은 황화 방지성을 양립시킬 수 있다.
본 실시형태의 은 황화 방지재에 의하여, 밀착성, 내크랙성 및 은 황화 방지성이 우수한 은 황화 방지막을 형성할 수 있는 이유에 대하여 본 발명자들은 하기와 같이 생각하고 있다. 즉, 점토 화합물의 표면 상에 흡착한 바인더는, 건조 처리함으로써 인접하는 분자 사이를 결착할 수 있고, 이로써, 점토 화합물의 층간, 및 점토 화합물 표면과 은의 사이의 접착성을 높일 수 있는 것이 상기 효과가 얻어지는 이유로서 여겨진다. 리플렉터의 경우에는, 점토 화합물 표면과 리플렉터를 구성하는 리플렉터 수지, 투명 봉지 수지 및 은 반사막의 사이의 접착성을 더욱 높일 수 있는 것으로 여겨진다.
다음으로, 본 실시형태의 은 황화 방지재를 사용한 은 황화 방지막의 형성 방법 및 발광 소자의 제조 방법의 바람직한 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 그리고, 전체 도면 중, 동일하거나 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하기로 한다.
[제1 실시형태]
먼저, 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법을 설명하기 전에, 도 1 및 도 2를 참조하여, 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법에 의해 제조되는 발광 장치의 구성에 대하여 설명한다.
도 1은, 발광 장치의 단면도이다. 도 2는, 도 1에 나타낸 발광 장치의 평면도이다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 실시형태에 따른 발광 장치(1)는, 일반적으로 「표면 실장형」으로 분류되는 것이다. 이 발광 장치(1)는, 기판(10)과, 발광 소자로서 기판(10)의 표면에 본딩된 청색 LED(30)와, 청색 LED(30)를 에워싸도록 기판(10)의 표면에 설치된 리플렉터(20)와, 리플렉터(20)에 충전되어 청색 LED(30)를 봉지하는 투명 봉지 수지(40)를 구비하고 있다. 그리고, 도 2에서는, 투명 봉지 수지(40)의 도시를 생략하고 있다.
기판(10)은, 절연성의 기체(基體)(12)의 표면에 동 도금판(14)이 배선되어 있고, 동 도금판(14)의 표면에 은 도금층(16)이 형성되어 있다. 은 도금층(16)은, 기판(10)의 표면에 배치되고 청색 LED(30)와 통전되는 전극으로 되어 있다. 그리고, 은 도금층(16)은, 은을 포함하는 도금층이면 어떤 조성을 가져도 된다. 예를 들면, 은만을 도금함으로써 은 도금층(16)을 형성할 수도 있고, 니켈 및 은을 이 순서로 도금함으로써 은 도금층(16)을 형성할 수도 있다. 동 도금판(14) 및 은 도금층(16)은, 애노드 측과 캐소드 측에 절연되어 있다. 애노드 측의 동 도금판(14) 및 은 도금층(16)과 캐소드 측의 동 도금판(14) 및 은 도금층(16)의 사이의 절연은, 예를 들면, 애노드 측의 동 도금판(14) 및 은 도금층(16)과 캐소드 측의 동 도금판(14) 및 은 도금층(16)을 이격시키고, 그 사이에 수지 및 세라믹 등의 절연층을 적절하게 삽입함으로써 행할 수 있다.
청색 LED(30)는, 애노드 측 및 캐소드 측의 어느 한쪽의 은 도금층(16)에 다이 본딩(die bonding)되어 있고, 다이 본딩재(32)를 통하여 상기 은 도금층(16)과 통전되어 있다. 또한, 청색 LED(30)는, 애노드 측 및 캐소드 측 중 어느 다른 쪽의 은 도금층(16)에 와이어 본딩되어 있고, 본딩 와이어(34)를 통하여 상기 은 도금층(16)과 통전되어 있다.
리플렉터(20)는, 청색 LED(30)를 봉지하기 위한 투명 봉지 수지(40)를 충전시키는 동시에, 청색 LED(30)로부터 발해진 광을 발광 장치(1)의 표면측에 반사시키는 것이다. 리플렉터(20)는, 청색 LED(30)를 에워싸도록 기판(10)의 표면으로부터 세워져 설치되어 있다. 즉, 리플렉터(20)에는, 청색 LED(30)를 에워싸도록 기판(10)의 표면(10a)으로부터 세워져 내측에 청색 LED(30)를 수용하는 내측 공간(22)을 형성하고, 평면에서 볼 때(도 2 참조)에 있어서 원형으로 형성된 내주면(20a)과, 내주면(20a)에 인접하여 내측 공간(22)의 외측에 위치하고, 내주면(20a)의 표면측 에지로부터 내측 공간(22)의 반대측을 향해 넓어지는 정면(頂面)(20b)과, 정면(20b)의 외측 에지로부터 기판(10)의 표면(10a)으로 하강하고, 평면에서 볼 때(도 2 참조)에 직사각형으로 형성된 외주면(20c)을 구비하고 있다. 내주면(20a) 및 외주면(20c)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 발광 장치(1)의 조도 향상의 관점에서, 내주면(20a)은, 기판(10)으로부터 이격됨에 따라 직경이 커지는 원뿔 사다리꼴형(깔때기 모양)으로 형성하는 것이 바람직하고, 발광 장치(1)의 집적도 향상의 관점에서, 외주면(20c)은, 기판(10)에 대하여 수직인 사각형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 도면에서는, 내주면(20a)의 형성 예로서, 기판(10) 측에 위치하는 밑부분이 기판(10)에 대하여 수직으로 되어 있고, 기판(10)의 반대측에 위치하는 윗부분이 기판(10)으로부터 이격됨에 따라 확경(擴徑)하고 있는 것을 도시하고 있다.
리플렉터(20)는, 백색 안료가 함유된 열경화성 수지 조성물의 경화물로 되어 있다. 열경화성 수지 조성물은, 리플렉터(20)의 형성 용이성의 관점에서, 열경화 전에는 실온(25℃)에서 가압 성형 가능한 것이 바람직하다.
열경화성 수지 조성물에 포함되는 열경화성 수지로서는, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 우레탄 수지, 시아네이트 수지 등 각종 수지를 사용할 수 있다. 특히, 에폭시 수지는, 각종 재료에 대한 접착성이 우수하므로, 바람직하다.
백색 안료로서는, 알루미나, 산화 마그네슘, 산화 안티몬, 산화 티탄 또는 산화 지르코늄을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 광반사성의 점에서 산화 티탄이 바람직하다. 백색 안료로서 무기 중공 입자를 사용할 수도 있다. 무기 중공 입자의 구체예로서, 규산 소다 유리, 알루미늄 규산 유리, 붕규산 소다 유리, 흰 모래 등을 들 수 있다.
투명 봉지 수지(40)는, 리플렉터(20)의 내주면(20a)에 의해 형성되는 내측 공간(22)에 충전되어, 청색 LED(30)를 봉지하는 것이다. 이 투명 봉지 수지(40)는, 투광성을 가지는 투명 봉지 수지로 이루어진다. 투명 봉지 수지에는, 완전히 투명한 수지 외에, 반투명인 수지도 포함된다. 투명 봉지 수지로서는, 탄성율이 실온(25℃)에 있어서 1MPa 이하의 것이 바람직하다. 특히, 투명성의 점에서 실리콘 수지 또는 아크릴 수지를 채용하는 것이 바람직하다. 투명 봉지 수지는, 광을 확산시키는 무기 충전재 또는 청색 LED(30)로부터 발해지는 청색광을 여기원(勵起源)으로 하여 백색광으로 하는 형광체(42)를 더 함유할 수도 있다.
그리고, 본 실시형태에 따른 발광 장치(1)는, 은 도금층(16)이 은 황화 방지막(50)에 의해 피복되어 있고, 투명 봉지 수지(40)와 리플렉터(20)가 접합되어 있다.
은 황화 방지막(50)은, 은 도금층(16)을 피복함으로써 은 도금층(16)의 황화를 억제하는 것이며, 전술한 본 실시형태의 은 황화 방지재로 형성되어 있다. 은 황화 방지재가 점토로서 몬모리로나이트와 극성기를 가지는 바인더를 포함하는 경우에는, 도 7에 나타낸 바와 같이 가스의 패스 루트(path route)가 길고 가스 배리어성이 우수한 막이 형성되고, 또한 이 막은, 점토의 표면에 가지는 수산기(-OH)가 바인더의 극성기와 수소 결합하여 보다 견고하게 된다. 이로써, 점토 사이의 간극을 메우는 효과, 및 열팽창에 의한 크랙으로의 내성이 향상되는 효과가 얻어지고, 가스 배리어성이 한층 우수한 은 황화 방지막을 얻을 수 있다.
은 황화 방지막(50)의 막 두께는, 0.01㎛ 이상 1000㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.05㎛ 이상 100㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.05㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 은 황화 방지막(50)의 막 두께를 0.01㎛ 이상 1000㎛ 이하로 함으로써, 은 도금층(16)에 대한 가스 배리어성과 은 황화 방지막(50)의 투명성을 양립시킬 수 있다. 또한, 은 황화 방지막(50)의 막 두께를 0.03㎛ 이상 500㎛ 이하, 0.05㎛ 이상 100㎛ 이하, 0.05㎛ 이상 10㎛ 이하, 0.05㎛ 이상 1㎛ 이하로 함으로써, 전술한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 은 황화 방지막(50)은, 본 실시형태의 은 황화 방지재로 형성되어 있는 것에 의해, 상기한 막 두께에 있어서도 크랙이 쉽게 생기지 않는다.
막 두께의 조정은, 예를 들면, 은 황화 방지재에서의 용매의 함유량을 변경하여 점토 및 바인더의 농도를 적절하게 조정함으로써 행할 수 있다. 또한, 은 황화 방지재의 적하량 및 적하 횟수에 의해서도 막 두께를 조정할 수 있다.
다음으로, 제1 실시형태에 따른 발광 장치(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 3은, 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 발광 장치의 제조 방법에서는, 먼저, 기판 준비 공정(스텝 S101)으로서, 표면에 동 도금판(14)이 배선된 절연성의 기체(12)를 준비하고, 은 도금층 형성 공정(스텝 S102)으로서, 동 도금판(14)의 표면에 은 도금층(16)을 형성한다.
다음으로, 리플렉터 형성 공정(스텝 S103)으로서, 기판(10)의 표면에 리플렉터(20)를 형성하고, 칩 탑재 공정(스텝 S104)으로서, 기판(10)에 청색 LED(30)를 탑재한다. 청색 LED(30)의 기판(10)으로의 탑재는, 리플렉터(20)에 의해 에워싸인 내측 공간(22)에 있어서, 애노드 측 및 캐소드 측의 어느 한쪽의 은 도금층(16)에 청색 LED(30)를 다이 본딩함으로써 행한다. 이로써, 청색 LED(30)가 다이 본딩재(32)를 통하여 애노드 측 및 캐소드 측의 어느 한쪽의 은 도금층(16)과 통전되고, 또한 청색 LED(30)가 리플렉터(20)에 의해 에워싸여 내측 공간(22)에 수용된 상태로 된다.
다음으로, 은 황화 방지재의 도포 공정(스텝 S105)으로서, 은 도금층(16)에 본 실시형태의 은 황화 방지재를 도포하여 은 도금층(16)을 은 황화 방지재로 덮는다.
은 황화 방지재의 도포 공정(스텝 S105)에서의 은 황화 방지재의 도포는, 예를 들면, 기판(10)의 표면측으로부터, 은 황화 방지재를 내측 공간(22)으로 적하 또는 산포(散布)함으로써 행한다. 이 때, 적어도 은 도금층(16) 모두가 은 황화 방지재(L)로 덮히도록, 은 황화 방지재의 적하량 또는 산포량을 조절한다. 이 경우에, 예를 들면, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 은 도금층(16) 및 청색 LED(30) 모두가 은 황화 방지재(L)로 덮히도록, 은 황화 방지재(L)를 내측 공간(22)으로 적하 또는 산포할 수도 있고, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 은 도금층(16) 및 청색 LED(30) 모두와 리플렉터(20)의 내주면(20a)의 일부가 은 황화 방지재(L)로 덮히도록, 은 황화 방지재(L)를 내측 공간(22)으로 적하 또는 산포할 수도 있다.
다음으로, 건조 공정(스텝 S106)으로서, 은 도금층(16)에 도포한 은 황화 방지재의 도막을 건조시켜 은 황화 방지막(50)을 형성한다.
건조 공정은, 용매가 휘발하는 온도에서 행할 수 있고, 예를 들면, 용매로서 물을 사용하는 경우, 30℃ 이상 80℃ 이하의 온도 범위로 하는 것이 바람직하고, 30℃ 이상 70℃ 이하의 온도 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 30℃ 이상 60℃ 이하의 온도 범위로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이 온도역을 유지하는 시간은, 예를 들면, 1분 이상으로 할 수 있고, 우수한 성막성을 얻는 관점에서, 5분 이상 1일 이하로 하는 것이 바람직하고, 공정 단시간화의 관점에서, 5분 이상 30분 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 용매가 물과 알코올을 포함하는 경우의 건조 공정은, 예를 들면, 30℃ 이상 80℃ 이하의 온도 범위로 하는 것이 바람직하고, 35℃ 이상 80℃ 이하의 온도 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 40℃ 이상 80℃ 이하의 온도 범위로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이 온도역을 유지하는 시간은, 예를 들면, 1분 이상으로 할 수 있고, 우수한 성막성을 얻는 관점에서, 5분 이상 30분 이하로 하는 것이 바람직하고, 공정 단시간화의 관점에서, 5분 이상 15분 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
이와 같이 하여 건조 공정을 행함으로써, 도 4의 (a)에 나타낸 점토 희석액(L)은, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 은 도금층(16) 및 청색 LED(30) 모두를 피복하는 은 황화 방지막(50)으로 되고, 도 4의 (b)에 나타낸 점토 희석액(L)은, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 은 도금층(16) 및 청색 LED(30) 모두와 리플렉터(20)의 내주면(20a)의 일부를 피복하는 은 황화 방지막(50)이 된다.
본 실시형태에 있어서는 상기한 건조 공정 후에 150℃, 30 분의 조건 하에서 은 황화 방지막(50)을 충분히 건조시키는 것이 바람직하다. 이로써, 점토의 층간을 좁히는 것에 의한 은 황화 방지성의 더 한층의 향상 효과를 얻을 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 건조 공정(스텝 S106)이 종료되면, 다음으로, 와이어 본딩 공정(스텝 S107)으로서, 청색 LED(30)와 애노드 측 및 캐소드 측 중 어느 다른 쪽의 은 도금층(16)을 와이어 본딩한다. 이 때, 청색 LED(30) 및 은 도금층(16)에 피복되어 있는 은 황화 방지막(50)을 뚫도록 와이어의 양단(兩端)을 청색 LED(30)와 은 도금층(16)에 본딩함으로써, 청색 LED(30)와 은 도금층(16)을 통전시킨다. 그리고, 은 황화 방지막(50)의 뚫림은, 예를 들면, 은 황화 방지막(50)의 층 두께를 조절하는 것, 와이어 본딩을 행하는 본딩 헤드의 하중을 조절하는 것, 또는 이 본딩 헤드를 진동시키는 것 등에 의해 행할 수 있다.
다음으로, 투명 봉지 수지 충전 공정(스텝 S108)으로서, 리플렉터(20)의 내주면(20a)에 의해 형성되는 내측 공간(22)에, 형광체(42)가 함유된 투명 봉지 수지(40)를 충전한다. 이로써, 청색 LED(30) 및 은 도금층(16)이 투명 봉지 수지(40)(투명 봉지부)에 의해 봉지된다.
이와 같이 하여 투명 봉지 수지 충전 공정을 행함으로써, 도 5의 (a)에 나타낸 발광 장치(1)는, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 은 도금층(16) 및 청색 LED(30) 모두가 은 황화 방지막(50)으로 피복된 상태에서, 은 도금층(16) 및 청색 LED(30)가 투명 봉지 수지(40)에 의해 밀봉된 발광 장치(1)로 되고, 도 5의 (b)에 나타낸 발광 장치(1)는, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 은 도금층(16) 및 청색 LED(30) 모두와 리플렉터(20)의 내주면(20a)의 일부가 은 황화 방지막(50)으로 피복된 상태에서, 은 도금층(16) 및 청색 LED(30)가 투명 봉지 수지(40)에 의해 밀봉된 발광 장치(1)로 된다.
이와 같이, 제1 실시형태에 따른 발광 장치(1)의 제조 방법에 의하면, 본 실시형태의 은 황화 방지재로 은 도금층(16)을 덮은 후, 은 황화 방지재의 도막을 건조시킴으로써, 은 황화 방지재에 포함되는 점토가 적층한 은 황화 방지막(50)이 형성되고, 은 도금층(16)이 은 황화 방지막(50)으로 피복된다. 이로써, 은 도금층(16)을 적절하게 피복할 수 있는 은 황화 방지막(50)을 형성할 수 있다.
발광 장치(1)에 설치된 리플렉터(20)의 내측 공간(22)으로 본 실시형태의 은 황화 방지재를 적하 또는 산포함으로써, 은 도금층을 덮는 은 황화 방지막을 용이하게 형성할 수 있다.
[제2 실시형태]
다음으로, 제2 실시형태에 대하여 설명한다. 제2 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법은, 기본적으로 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법과 동일하지만, 공정의 순서만 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법과 상이하다. 그러므로, 이하의 설명에서는, 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법과 상이한 부분만을 설명하고, 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법과 동일한 부분의 설명을 생략한다.
도 8은, 제2 실시형태에서의 발광 장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 9는, 도 8의 제조 방법에 의해 제조한 발광 장치의 단면도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 발광 장치(1)의 제조 방법은, 먼저, 제1 실시형태와 마찬가지로, 기판 준비 공정(스텝 S201), 은 도금층 형성 공정(스텝 S202) 및 리플렉터 형성 공정(스텝 S203)을 이 순서로 행한다. 그리고, 기판 준비 공정(스텝 S201), 은 도금층 형성 공정(스텝 S202) 및 리플렉터 형성 공정(스텝 S203)은, 제1 실시형태의 기판 준비 공정(스텝 S101), 은 도금층 형성 공정(스텝 S102) 및 리플렉터 형성 공정(스텝 S103)과 동일하다.
다음으로, 은 황화 방지재의 도포 공정(스텝 S204)으로서, 은 도금층(16)에 본 실시형태의 은 황화 방지재를 도포하여 은 도금층(16)을 은 황화 방지재로 덮는다.
다음으로, 건조 공정(스텝 S205)으로서, 은 도금층(16)에 도포한 은 황화 방지재의 도막을 건조시켜 은 황화 방지막(50)을 형성한다. 그리고, 건조 공정(스텝 S205)은, 제1 실시형태의 건조 공정(스텝 S106)과 동일한 방법으로 행할 수 있다.
다음으로, 칩 탑재 공정(스텝 S206)으로서, 애노드 측 및 캐소드 측의 어느 한쪽의 은 도금층(16)에 청색 LED(30)를 다이 본딩한다. 이 때, 제1 실시형태의 와이어 본딩 공정(스텝 S107)과 마찬가지로, 은 도금층(16)에 피복되어 있는 은 황화 방지막(50)을 뚫도록 청색 LED(30)를 은 도금층(16)에 본딩함으로써, 청색 LED(30)와 은 도금층(16)을 통전시킨다.
다음으로, 와이어 본딩 공정(스텝 S207)으로서, 청색 LED(30)와 애노드 측 및 캐소드 측 중 어느 다른 쪽의 은 도금층(16)을 와이어 본딩한다. 이 때, 은 도금층(16)은 은 황화 방지막(50)으로 피복되어 있으므로, 제1 실시형태의 와이어 본딩 공정(스텝 S107)과 마찬가지로, 은 도금층(16)에 피복되어 있는 은 황화 방지막(50)을 뚫도록 와이어의 일단을 은 도금층(16)에 본딩한다. 한편, 청색 LED(30)는 은 황화 방지막(50)으로 피복되어 있지 않으므로, 본딩 와이어(34)의 타단은, 통상대로 청색 LED(30)에 본딩할 수 있다. 이로써, 청색 LED(30)와 은 도금층(16)이 통전된다.
다음으로, 스텝 S208로서 투명 봉지 수지 충전 공정을 행한다.
이와 같이, 제2 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법에 의하면, 은 황화 방지재의 도포 공정 및 건조 공정을 거치고나서 칩 탑재 공정을 행함으로써, 도 9에 나타낸 바와 같이, 청색 LED(30)가 은 황화 방지막(50)으로 피복되지 않는 발광 장치(1)를 제조할 수 있다. 이로써, 와이어 본딩 공정에 있어서, 본딩 와이어(34)의 일단을 청색 LED(30)에 본딩할 때, 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법과 같이, 은 황화 방지막(50)을 뚫을 필요가 없어진다.
[제3 실시형태]
다음으로, 제3 실시형태에 대하여 설명한다. 제3 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법은, 기본적으로 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법과 동일하지만, 공정의 순서만 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법과 상이하다. 그러므로, 이하의 설명에서는, 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법과 상이한 부분만을 설명하고, 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법과 동일한 부분의 설명을 생략한다.
도 10은, 제3 실시형태에서의 발광 장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 11은, 도 10의 제조 방법에 의해 제조한 발광 장치의 단면도이다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 제3 실시형태에 따른 발광 장치(1)의 제조 방법은, 먼저, 제1 실시형태와 마찬가지로, 기판 준비 공정(스텝 S301) 및 은 도금층 형성 공정(스텝 S302)을 이 순서로 행한다. 그리고, 기판 준비 공정(스텝 S301) 및 은 도금층 형성 공정(스텝 S302)은, 제1 실시형태의 기판 준비 공정(스텝 S101) 및 은 도금층 형성 공정(스텝 S102)과 동일하다.
다음으로, 은 황화 방지재의 도포 공정(스텝 S303)으로서, 은 도금층(16)에 본 실시형태의 은 황화 방지재를 도포하여 은 도금층(16)을 은 황화 방지재로 덮는다. 이 때, 작업성의 관점에서, 은 황화 방지재를 은 도금층(16)이 형성되어 있는 기판(10)의 표면 전체에 도포하는 것이 바람직하지만, 은 도금층(16)만을 덮도록 은 황화 방지재를 도포할 수도 있다.
다음으로, 건조 공정(스텝 S304)으로서, 은 도금층(16)에 도포한 은 황화 방지재의 도막을 건조시켜 은 황화 방지막(50)을 형성한다. 그리고, 건조 공정(스텝 S304)은, 제1 실시형태의 건조 공정(스텝 S106)과 동일한 방법으로 행할 수 있다.
다음으로, 리플렉터 형성 공정(스텝 S305)으로서, 기판(10)의 표면에 리플렉터(20)를 형성한다. 이 때, 은 황화 방지재의 도포 공정(스텝 S303)에서 기판(10)의 표면 전체에 은 황화 방지재를 도포한 경우에는, 기판(10)의 표면을 피복하고 있는 은 황화 방지막(50)의 표면에 리플렉터(20)를 형성한다.
다음으로, 칩 탑재 공정(스텝 S306)으로서, 애노드 측 및 캐소드 측의 어느 한쪽의 은 도금층(16)에 청색 LED(30)를 다이 본딩한다. 이 때, 제1 실시형태의 와이어 본딩 공정(스텝 S107)과 마찬가지로, 은 도금층(16)에 피복되어 있는 은 황화 방지막(50)을 뚫도록 청색 LED(30)를 은 도금층(16)에 본딩함으로써, 청색 LED(30)와 은 도금층(16)을 통전시킨다.
다음으로, 와이어 본딩 공정(스텝 S307)으로서, 청색 LED(30)와 애노드 측 및 캐소드 측 중 어느 다른 쪽의 은 도금층(16)을 와이어 본딩한다. 이 때, 은 도금층(16)은 은 황화 방지막(50)으로 피복되어 있으므로, 제1 실시형태의 와이어 본딩 공정(스텝 S107)과 마찬가지로, 은 도금층(16)에 피복되어 있는 은 황화 방지막(50)을 뚫도록 와이어의 일단을 은 도금층(16)에 본딩한다. 한편, 청색 LED(30)는 은 황화 방지막(50)으로 피복되어 있지 않으므로, 본딩 와이어(34)의 타단은, 통상대로 청색 LED(30)에 본딩할 수 있다. 이로써, 청색 LED(30)와 은 도금층(16)이 통전된다.
다음으로, 스텝 S308로서 투명 봉지 수지 충전 공정을 행한다.
이와 같이, 제3 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법에 의하면, 은 황화 방지재의 도포 공정 및 건조 공정을 거치고나서 리플렉터 형성 공정 및 칩 탑재 공정을 행함으로써, 도 11에 나타낸 바와 같이, 청색 LED(30)가 은 황화 방지막(50)으로 피복되지 않는 발광 장치(1)를 제조할 수 있다. 이로써, 와이어 본딩 공정에 있어서, 본딩 와이어(34)의 일단을 청색 LED(30)에 본딩할 때, 제1 실시형태에 따른 발광 장치의 제조 방법과 같이, 은 황화 방지막(50)을 뚫을 필요가 없어진다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는, 은 황화 방지막을 형성한 후에 와이어 본딩을 행하고 있지만, 와이어 본딩 후에 본 실시형태의 은 황화 방지재의 도포 및 건조를 행하여 은 도금층 상에 은 황화 방지막을 형성할 수 있다. 본 실시형태의 은 황화 방지재에 의하면, 와이어 본딩의 와이어에 은 황화 방지재의 도막이 커튼형으로 부착되어 잔류하는 것을 충분히 방지할 수 있다. 이 경우에, 건조 온도를 40℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 25℃ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 실시형태에서는, 발광 장치(1)에 본딩하는 발광 다이오드로서, 청색의 광을 발생하는 청색 LED(30)를 채용하는 것으로서 설명하였으나, 청색 이외의 광을 발생하는 발광 다이오드를 채용할 수도 있다.
또한, 상기 실시형태의 발광 장치(1)는, 청색 LED(30)를 에워싸는 리플렉터(20)를 구비하는 것으로서 설명하였으나, 이와 같은 리플렉터(20)를 구비하지 않을 수도 있다.
본 실시형태의 은 황화 방지재에 의하면, 은의 황화 방지성이 우수한 은 황화 방지막을 형성할 수 있으므로, 형광체로서 종래부터 사용되고 있는, Y2O2S:Eu(적), ZnS:Cu(녹), ZnS:Ag(청), 일본공개특허 평8-085787호 공보에 나타내는 화합물 등의 유황 함유 화합물이 사용된 발광 장치라도 충분한 은 황화 방지성을 얻을 수 있다.
본 실시형태의 은 황화 방지재는, 전술한 발광 장치 이외에, 예를 들면, 은을 함유하는 리드 프레임을 구비하는 LED를 탑재하는 플라즈마 디스플레이, 액정 디스플레이 등에도 적용할 수 있다.
[실시예]
이하에서, 실시예 및 비교예에 의하여, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<은 황화 방지재의 조제>
(조제예 1)
용기 내에, 초순수 55.1 g 및 쿠니피어 F(쿠니미네공업(주) 제조, 제품명)의 분말 0.16 g을 넣고, 용기를 손으로 흔들어서 교반하였다. 이 용기 내에 이소프로판올 36.74 g을 더 가한 후, 자전·공전 믹서(싱키사 제조 ARE-310)를 사용하여 2000 rpm으로 20분 혼합하고, 이어서 2200 rpm으로 10분 탈포를 행하였다. 그 후, 바인더로서 에스렉 KX-1(세키스이 화학공업 가부시키가이샤 제조, 제품명, 아세탈화도가 약 8 몰%인 부티랄 수지의 물/알코올 혼합 용액, 고형분 8 질량%) 8 g을 넣고, 재차, 자전·공전 믹서(싱키사 제조 ARE-310)를 사용하여 2000 rpm으로 20분 혼합하고, 이어서 2200 rpm으로 10분 탈포를 행하여, 점토와 바인더의 혼합액을 은 황화 방지재로서 얻었다.
(조제예 2)
용기 내에, 초순수 58.7 g 및 쿠니피어 F(쿠니미네공업(주) 제조, 제품명)의 분말 0.16 g을 넣고, 용기를 손으로 흔들어서 교반하였다. 이 용기 내에 이소프로판올 39.14 g을 더 가한 후, 자전·공전 믹서를 사용하여 2000 rpm으로 20분 혼합하고, 이어서 2200 rpm으로 10분 탈포를 행하였다. 그 후, 바인더로서 에스렉 KX-1을 2 g 넣고, 재차, 자전·공전 믹서를 사용하여 2000 rpm으로 20분 혼합하고, 이어서 2200 rpm으로 10분 탈포를 행하여, 점토와 바인더의 혼합액을 은 황화 방지재로서 얻었다.
(조제예 3)
용기 내에, 초순수 58.81 g 및 쿠니피어 F(쿠니미네공업(주) 제조, 제품명)의 분말 0.16 g을 넣고, 용기를 손으로 흔들어서 교반하였다. 이 용기 내에 이소프로판올 39.2 g을 더 가한 후, 자전·공전 믹서를 사용하여 2000 rpm으로 20분 혼합하고, 이어서 2200 rpm으로 10분 탈포를 행하였다. 그 후, 바인더로서 슈퍼 플렉스 130(다이이치 공업 제약 가부시키가이샤 제조, 제품명, 자기 유화형의 수분산 폴리에테르계 폴리우레탄 에멀젼, 고형분 35 질량%) 1.83 g을 넣고, 재차, 자전·공전 믹서를 사용하여 2000 rpm으로 20분 혼합하고, 이어서 2200 rpm으로 10분 탈포를 행하여, 점토와 바인더의 혼합액을 은 황화 방지재로서 얻었다.
(비교 조제예 1)
분리형 플라스크 내에, 초순수 99 g 및 바인더로서 카르복시메틸셀룰로오스(와코 순약 제조, 제품명) 1 g을 넣고, 교반 프로펠러를 세팅하고, 분리형 플라스크를 70℃의 워터 배스(water bath) 중에 넣고, 교반 속도 200 rpm으로 교반하면서, 30분 가열 혼합하여, 바인더의 수용액을 얻었다.
<내크랙성, 은 황화 방지성, 내황변성의 평가>
상기에서 제작한 은 황화 방지재에 대하여, 하기의 방법에 의해 내크랙성, 은 황화 방지성 및 내황변성을 각각 평가했다.
[내크랙성의 평가]
동판 상에 은 도금층이 형성된 LED용 리드 프레임인 「TOP LED OP4」(에노모토(주) 제조)에, 마이크로피펫으로 은 황화 방지재를 3μL 적하하였다. 항온조 내에 은 황화 방지재가 적하된 리드 프레임를 넣고, 50℃에서 10분 건조하였다. 건조 후, 항온조의 온도를 150℃로 높이고 30분간 가열하여, 시험 샘플을 얻었다. 건조 후의 막 두께를 표 1에 나타내었다.
시험 샘플을 전자 현미경으로 관찰하고, 막 상의 균열의 유무를 평가했다. 균열이 있는 경우를 「○」, 균열이 없는 경우를 「×」로 표시했다.
[내황변성의 평가]
내크랙성의 평가와 동일한 방법으로 시험 샘플을 얻었다.
시험 샘플을 확대경으로 관찰하고, 황변이 있는 경우를 「○」, 황변이 없는 경우를 「×」로 표시했다.
[은 황화 방지성의 평가]
내크랙성의 평가와 동일한 방법으로 시험 샘플을 얻었다.
밀폐 가능한 유리병 내에, 유황 분말(0.5 g)을 넣은 알루미늄제 컵을 놓고, 이 컵 상에 스테인레스제의 철망을 탑재하였다. 다음으로, 시험 샘플을, 철망 상에 은 황화 방지재가 적하된 측을 위로 하고 샘플끼리 중첩되지 않도록 놓았다. 유리병을 밀폐한 후, 100℃에서 2시간 보존하였다. 유리병으로부터 시험 샘플을 인출하고, 황화 방지성을 광학 현미경으로 관찰하고, 시험 전후에서 은 도금 면의 변색이 전혀 없는 경우를 「○」, 황화에 의해 은 도금 면이 일부 변색한 경우를 「△」, 전부 변색한 경우를 「×」로 표시했다.
[표 1]
Figure 112015014669792-pct00002
표 1에 나타낸 바와 같이, 점토 및 바인더를 함유하는 조제예 1∼3의 은 황화 방지재는, 충분한 내크랙성 및 내황변성과, 우수한 은 황화 방지성이 양립하는 막을 형성할 수 있는 것이 확인되었다.
1: 발광 장치, 10: 기판, 10a: 기판의 표면, 12: 기체, 14: 동 도금판, 16: 은 도금층, 20: 리플렉터(광 반사부), 20a: 내주면, 20b: 정면, 20c: 외주면, 22: 내측 공간, 30: 청색 LED(청색 발광 다이오드), 32: 다이 본딩재, 34: 본딩 와이어, 40: 투명 봉지 수지(투명 봉지부), 42: 형광체, 50: 은 황화 방지막, L: 은 황화 방지재

Claims (11)

  1. 점토; 및
    바인더
    를 함유하는 은 황화 방지재로서,
    상기 바인더가, 폴리우레탄 에멀젼, 폴리에스테르 에멀젼, 디엔계 폴리머의 술폰화물 에멀젼, 에폭시계 에멀젼, 폴리아미드계 에멀젼, 또는 비닐아세탈계 수지인, 은 황화 방지재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점토와 상기 바인더의 질량비가 75/25∼5/95인, 은 황화 방지재.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 점토 및 상기 바인더의 합계 함유량이, 은 황화 방지재의 고형분 전량을 기준으로 하여 80 질량% 이상인, 은 황화 방지재.
  5. 은이 포함되는 금속층의 표면에, 제1항 또는 제2항에 기재된 은 황화 방지재를 도포하여 상기 은 황화 방지재의 도막을 형성하는 도포 공정; 및
    상기 도막을 건조시키는 건조 공정
    을 포함하는 은 황화 방지막의 형성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속층이 은 도금층인, 은 황화 방지막의 형성 방법.
  7. 은 도금층을 가지는 기판; 및
    상기 기판 상에 탑재된 발광 소자
    를 구비하는, 발광 장치의 제조 방법으로서,
    상기 은 도금층의 표면에, 제1항 또는 제2항에 기재된 은 황화 방지재를 도포하여 상기 은 황화 방지재의 도막을 형성하는 도포 공정; 및
    상기 도막을 건조시키는 건조 공정
    을 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
  8. 은 도금층을 가지는 기판;
    상기 기판 상에 탑재된 발광 소자; 및
    상기 은 도금층의 표면에 설치된 은 황화 방지막
    을 구비하고,
    상기 은 황화 방지막이, 점토 및 바인더를 함유하고,
    상기 바인더가, 폴리우레탄 에멀젼, 폴리에스테르 에멀젼, 디엔계 폴리머의 술폰화물 에멀젼, 에폭시계 에멀젼, 폴리아미드계 에멀젼, 또는 비닐아세탈계 수지인, 발광 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 은 황화 방지막에서의 상기 점토와 상기 바인더의 질량비가 75/25∼5/95인, 발광 장치.
  10. 삭제
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 은 황화 방지막에서의 상기 점토 및 상기 바인더의 합계 농도가 80 질량% 이상인, 발광 장치.
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