KR102656752B1 - 도전성 접착제 조성물 및 이것을 사용한 접속 구조체 - Google Patents
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Abstract
(A) 융점 230 ℃ 이하의 금속을 함유하는 도전성 입자, (B) 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르, (C) 수산기 및 카르복실기를 갖는 화합물을 함유하는 플럭스 활성제, 및 (D) 경화 촉진제를 함유하고, 회로 기판과 회로 기판에 탑재되는 반도체 발광 소자를 전기적으로 접속시키기 위해 사용되는, 도전성 접착제 조성물이 개시된다.
Description
본 발명은, 회로 기판과 반도체 발광 소자를 전기적으로 접속시키기 위해 사용되는 도전성 접착제 조성물, 및 이것을 사용한 접속 구조체에 관한 것이다.
최근, 반도체 발광 소자 탑재 모듈 (LED 모듈) 의 소형, 박형화, 및 고성능화에 수반하여, 반도체 발광 소자 및 회로 기판에 배치된 접속 단자 (전극 패드) 의 소면적화, 및 접속 단자 간의 협피치화가 추진되고 있다. 이것에 수반하여, 종래의 와이어 본딩을 사용한 접속 방법 대신에, 칩 배면에 정전극과 부전극을 분리하여 배치한, 플립 칩형 반도체 발광 소자의 적용이 진행되고 있다. 일반적인 플립 칩형 반도체 발광 소자는 고온 땜납을 사용하여 회로 기판에 접속된다. 그러나, 열 압착 프로세스가 필요하게 되기 때문에, 땜납 유출에 의한 전극 간 브릿지의 발생, 및 열 압착에 의한 반도체 발광 소자에 대한 데미지에 의해, 수율이 저하되는 경우가 있다. 땜납에 의한 접속의 경우, 플럭스의 도포, 접속 후의 플럭스 세정, 및 전극 간에 대한 봉지제의 충전 등이 필요하게 되기 때문에, 생산성이 높지 않다는 문제도 있다.
이방 도전성 접착제를 적용하는 것도 시도되고 있지만, 이 경우에도 열 압착의 프로세스가 필요해지고, 이로써 반도체 발광 소자의 전극 및 발광층이 파손될 가능성이 있다. 플립 칩형 반도체 발광 소자와 회로 기판 간의 접착 강도가, 고온 땜납과 비교하여 낮기 때문에, 접속 신뢰성이 저하되는 경향도 있다.
반도체 발광 소자에 한정되지 않고, 전자 부품을 회로 기판 등에 실장하는 방법으로서, 납 프리 땜납 페이스트를 사용한 접합 방법이 널리 알려져 있다. 그러나, 이 방법의 경우에도, 플럭스의 도포, 접속 후의 플럭스 세정, 봉지제의 충전과 같은 공정이 필요하게 된다. 또한, 정전극과 부전극 간에 땜납 입자가 잔류함으로써, 전극 간 리크가 발생한다는 문제도 있다.
이들 문제를 극복하기 위해, 열경화성 수지 중에 땜납 입자를 분산시켜 페이스트상으로 한 도전성 접착제가 제안되어 있다 (특허문헌 1 참조). 이와 같은 열경화형의 도전성 접착제의 경우, 열경화성 수지를 바인더 성분으로서 사용함으로써, 플럭스의 세정과 봉지제의 충전을 생략할 수 있다.
그러나, 도전성 접착제 조성물에 의해 회로 기판에 접속된 반도체 발광 소자를 갖는 LED 모듈은, 장기 사용시에 발광 특성이 현저하게 저하되는 경우가 있었다. 또, 접속 후의 도통성이 부족한 경우도 있었다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 반도체 발광 소자와 회로 기판을 전기적으로 접속시키기 위해 사용되었을 때, 양호한 도통성을 확보하면서, LED 모듈의 장기 사용에 의한 발광 특성의 저하를 억제할 수 있는 도전성 접착제 조성물을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, (A) 융점 230 ℃ 이하의 금속을 함유하는 도전성 입자, (B) 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르, (C) 수산기 및 카르복실기를 갖는 화합물을 함유하는 플럭스 활성제, 및 (D) 경화 촉진제를 함유하고, 회로 기판과 그 회로 기판에 탑재되는 반도체 발광 소자를 전기적으로 접속시키기 위해 사용되는, 도전성 접착제 조성물을 제공한다. 바꿔 말하면, 본 발명의 일 측면은, 상기 도전성 접착제 조성물의, 회로 기판과 그 회로 기판에 탑재된 반도체 발광 소자를 전기적으로 접속시키기 위한 응용, 또는, 상기 도전성 접착제 조성물의, 회로 기판과 그 회로 기판에 탑재된 반도체 발광 소자를 갖는 접속 구조체를 제조하기 위한 응용에 관한 것이다.
이 도전성 접착제 조성물은, 반도체 발광 소자와 회로 기판을 전기적으로 접속시키기 위해 사용되었을 때, 양호한 도통성을 확보하면서, LED 모듈의 장기 사용에 의한 발광 특성의 저하를 억제할 수 있다.
도전성 입자에 함유되는 융점 230 ℃ 이하의 금속이, 비스무트, 인듐, 주석 및 아연에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하고 있어도 된다.
경화 촉진제가 폴리아민을 함유하고 있어도 된다.
플럭스 활성제의 함유량이, 도전성 입자의 질량에 대하여 2.5 ∼ 8.5 질량％ 여도 된다.
수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르의 함유량이, 당해 도전성 접착제 조성물의 전체 질량에 대하여 10 ∼ 30 질량％ 여도 된다.
도전성 접착제 조성물이, 25 ℃ 에서 페이스트상이어도 된다. 도전성 접착제 조성물의 점도가, 25 ℃ 에 있어서 5 ∼ 400 ㎩·s 여도 된다.
회로 기판이 기재 및 그 기재의 주면 (主面) 상에 배치된 2 이상의 접속 단자를 갖고 있어도 된다. 도전성 접착제 조성물이 회로 기판의 2 이상의 접속 단자와 반도체 발광 소자의 접속 단자를 전기적으로 접속시키기 위해 사용되어도 된다.
본 발명의 다른 일 측면은, 기재 및 그 기재의 주면 상에 형성된 2 이상의 접속 단자를 갖는 회로 기판과, 회로 기판의 2 이상의 접속 단자와 대향하는 2 이상의 접속 단자를 갖는 반도체 발광 소자와, 회로 기판과 반도체 발광 소자 사이에 배치되고, 이것들을 접합시키고 있는 접속부를 구비하는 접속 구조체를 제공한다. 접속부가, 회로 기판의 접속 단자와 반도체 발광 소자의 접속 단자 사이에 배치되고, 그것들을 전기적으로 접속시키고 있는 도전부를 포함한다. 도전부가, 상기 도전성 접착제 조성물에 함유되어 있던 도전성 입자를 함유한다.
접속부가, 도전부의 주위에 형성된 수지부를 추가로 포함하고 있어도 된다.
반도체 발광 소자가, LED-SMD 패키지, 플립 칩형 LED, 및 LED-CSP 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하고 있어도 된다.
본 발명의 또 다른 일 측면은, 각각 2 이상의 접속 단자를 갖는 회로 기판 및 반도체 발광 소자를 준비하고, 회로 기판 또는 반도체 발광 소자의 접속 단자 상에 상기 도전성 접착제 조성물을 도포하는 공정과, 도포된 도전성 접착제 조성물을 개재하여 회로 기판의 접속 단자와 반도체 발광 소자의 접속 단자가 대향하도록, 회로 기판 상에 반도체 발광 소자를 배치하여, 회로 기판, 도전성 접착제 조성물 및 반도체 발광 소자를 갖는 임시 접속체를 얻는 공정과, 임시 접속체를 가열함으로써, 도전성 접착제 조성물을 경화시킴과 함께, 도전성 접착제 조성물 중의 도전성 입자를 함유하고 회로 기판의 접속 단자와 반도체 발광 소자의 접속 단자를 전기적으로 접속시키는 도전부를 형성하고, 그것에 의해, 도전부를 포함하는 접속부에 의해 회로 기판과 반도체 발광 소자가 접합되어 있는 접속 구조체를 얻는 공정을 구비하는, 접속 구조체를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 반도체 발광 소자와 회로 기판을 전기적으로 접속시키기 위해 사용되었을 때, LED 모듈의 장기 사용에 의한 발광 특성의 저하를 억제할 수 있는 도전성 접착제 조성물이 제공된다. 본 발명에 관련된 도전성 접착제 조성물은, 반도체 발광 소자를 회로 기판 상의 접속 단자에 접속시킬 때, 미압 (微壓) 하에서의 가열에 의해, 양호한 도전성과 경화성을 발현시킬 수 있다. 도전성 접착제 조성물의 경화에 의해 형성되는 접속부의 착색이 적기 때문에, 양호한 초기 발광 특성이 얻어지기 쉽다. 본 발명에 관련된 도전성 접착제 조성물을 사용하여 얻어지는 LED 모듈은, 장기 신뢰성의 점에서도 우수하다.
도 1 은 플립 칩형의 반도체 발광 소자를 갖는 접속 구조체의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 2 는 LED 모듈의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 2 는 LED 모듈의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
이하, 본 발명의 몇 가지의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
일 실시형태에 관련된 도전성 접착제 조성물은, (A) 융점 230 ℃ 이하의 금속을 함유하는 도전성 입자, (B) 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르, (C) 수산기 및 카르복실기를 갖는 화합물을 함유하는 플럭스 활성제, 및 (D) 경화 촉진제를 함유한다.
(A) 도전성 입자는, 융점 230 ℃ 이하의 금속을 함유한다. 도전성 입자에 함유되는 금속의 융점은, 180 ℃ 이하, 또는 150 ℃ 이하여도 된다. 도전성 입자에 있어서의 금속의 융점의 하한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 100 ℃ 정도이다. 이와 같은 도전성 입자를 도전성 접착제 조성물에 사용하면, 비교적 낮은 온도에서 용융되어 응집되고, 이 응집체가 접속 단자의 전기적 접속에 공헌하는 것으로 생각된다. 도전성 입자에 함유되는 금속이 2 이상의 금속종을 함유하는 합금인 경우, 합금의 융점이 230 ℃ 이하이면 된다.
도전성 입자에 있어서의 금속은, 환경 부하 저감의 관점에서, 납 이외의 금속으로 구성되어 있어도 된다. 도전성 입자에 함유되는 금속으로는, 예를 들어, 주석 (Sn), 비스무트 (Bi), 인듐 (In), 및 아연 (Zn) 등에서 선택되는 1 종의 금속 단체, 또는 이것들에서 선택되는 2 이상의 금속종을 함유하는 합금을 들 수 있다. 합금은, 보다 양호한 접속 신뢰성을 얻을 수 있는 점에서, 도전성 입자에 있어서의 금속 전체로서의 융점이 230 ℃ 이하가 되는 범위에서, 플래티늄 (Pt), 금 (Au), 은 (Ag), 구리 (Cu), 니켈 (Ni), 팔라듐 (Pd), 알루미늄 (Al) 등에서 선택되는 고융점의 성분을 추가로 함유해도 된다.
도전성 입자를 구성하는 금속으로는, 구체적으로는, Sn42-Bi58 땜납 (융점 138 ℃), Sn48-In52 땜납 (융점 117 ℃), Sn42-Bi57-Ag1 땜납 (융점 139 ℃), Sn90-Ag2-Cu0.5-Bi7.5 땜납 (융점 189 ℃), Sn96-Zn8-Bi3 땜납 (융점 190 ℃), Sn91-Zn9 땜납 (융점 197 ℃), Sn96.5-Ag3-Cu0.5 땜납 (융점 218 ℃) 등을 들 수 있다. 이것들은 명확한 융해 후의 고화 거동을 나타낸다. 고화 거동이란, 금속이 용융 후에 식어서 굳어지는 것을 말한다. 이것들 중에서도 입수 용이성 및 효과의 관점에서 Sn42-Bi58 땜납, 또는 Sn96.5-Ag3-Cu0.5 땜납을 사용해도 된다. 이것들은 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.
도전성 입자의 평균 입경은, 1 ∼ 50 ㎛ 여도 된다. 이 평균 입경이 1 ㎛ 미만이면, 도전성 접착제 조성물의 점도가 높아져 작업성이 저하되는 것 외에, 도전성 입자 표면에 형성되는 금속 산화막의 양이 과잉이 되어, 도전성 입자가 잘 용융되지 않게 되기 때문에, 원하는 접속 상태를 유지하기 어려운 경향이 있다. 도전성 입자의 평균 입경이 50 ㎛ 를 초과하면, 협피치로 배치된 전극과 반도체 발광 소자의 접속시에, 이웃하는 전극끼리가 브릿지되어 전극 간에서 쇼트가 일어날 가능성이 있다. 도전성 접착제 조성물을 도포하는 경우, 인쇄법, 전사법, 디스펜스법 중 어느 방법에 의해서도, 소면적의 전극 패드에 대하여 소량의 도포가 곤란해지는 경향이 있다. 도전성 접착제 조성물의 도포성 및 작업성을 더욱 양호하게 하는 관점에서, 도전성 입자의 평균 입경은 5 ∼ 30 ㎛ 여도 된다. 특히, 도전성 접착제 조성물의 보존 안정성 및 경화물의 실장 신뢰성을 향상시키는 관점에서, 도전성 입자의 평균 입경은 5 ∼ 25 ㎛ 여도 된다. 여기서, 도전성 입자의 평균 입경은 레이저 회절·산란법에 의해 구해지는 값이다.
도전성 입자는, 금속만으로 구성되는 금속 입자여도 되고, 세라믹스, 실리카, 수지 재료 등의 금속 이외의 고체 재료로 이루어지는 핵 입자와, 핵 입자의 표면을 피복하고, 융점 230 ℃ 이하의 금속으로 이루어지는 금속막을 갖는 복합 입자여도 되고, 금속 입자와 복합 입자의 조합이어도 된다.
도전성 입자의 함유량은, 도전성 접착제 조성물의 전체 질량에 대하여 5 ∼ 95 질량％ 여도 된다. 도전성 입자의 함유량이 5 질량％ 이상이면, 도전성 접착제 조성물에 의해 형성되는 후술하는 접속부의 도전성이 향상되는 경향이 있다. 도전성 입자의 함유량이 95 질량％ 이하이면, 도전성 접착제 조성물의 점도가 낮아지기 때문에, 작업성이 향상되는 경향, 및 상대적으로 도전성 접착제 조성물 중의 접착제 성분이 많아지기 때문에, 도전성 접착제 조성물로 형성되는 경화물의 실장 신뢰성이 향상되는 경향이 있다. 도전성 입자의 함유량은, 작업성 또는 도전성을 향상시키는 관점에서, 10 ∼ 90 질량％ 여도 되고, 경화물의 실장 신뢰성을 높이는 관점에서, 50 ∼ 85 질량％ 여도 된다. 여기서, 도전성 접착제 조성물이 후술하는 희석제를 함유하는 경우, 각 성분의 함유량은, 희석제 이외의 성분의 질량을 기준으로 하여 정해진다. 여기서의 희석제는, 후술하는 반응성 희석제 이외의 유기 용제 등의 성분을 의미한다.
융점 230 ℃ 이하의 금속을 함유하는 도전성 입자에 추가하여, (a1) 230 ℃ 를 초과하는 융점을 갖는 금속을 함유하는 고융점의 도전성 입자를 도전성 접착제 조성물이 함유하고 있어도 된다. 융점이 230 ℃ 보다 높은 금속으로는, 예를 들어, Pt, Au, Ag, Cu, Ni, Pd, Al 등에서 선택되는 1 종의 금속 단체 또는 2 이상의 금속종으로 이루어지는 합금을 들 수 있다. 고융점의 도전성 입자의 구체예로는 Au 분 (粉), Ag 분, Cu 분, Ag 도금 Cu 분을 들 수 있다. 고융점의 도전성 입자의 시판품으로는, 도은 (鍍銀) 구리분인「MA05K」(히타치 화성 주식회사 제조, 상품명) 가 입수 가능하다.
(A) 융점 230 ℃ 이하의 금속을 함유하는 도전성 입자와, (a1) 230 ℃ 를 초과하는 융점을 갖는 금속을 함유하는 도전성 입자를 조합하는 경우, (A) : (a1) 의 질량비가 99 : 1 ∼ 50 : 50, 또는 99 : 1 ∼ 60 : 40 의 범위 내여도 된다.
(B) 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르는, 비스페놀 A 디글리시딜에테르의 벤젠 고리가 시클로헥산 고리로 치환된 구조를 갖는 에폭시 수지이다. 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르는, 피착체를 접착시키는 작용을 가짐과 함께, 도전성 접착제 조성물 중의 도전성 입자 및 필요에 따라 첨가되는 필러를 서로 결합하는 바인더 성분으로서 작용한다. 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르를 함유하는 열경화성 수지로부터 얻어지는 경화물은, 착색성이 낮고, 투명성이 높고, 내열성 및 접착성이 우수하다. 게다가, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르를 필요에 따라 유기 용제 중에 용해 또는 분산시키면 액체의 상태로 취급할 수도 있기 때문에, 작업성의 점에서도 우수하다. 작업성과 도전성 접착제의 점도 조정 용이성의 관점에서, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르는, 수소 첨가 비스페놀 A 에서 유래하는 구성 단위 및 2 개의 글리시딜기를 함유하는 중합체여도 된다.
도전성 접착제 조성물에 있어서의 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르의 함유량은, 도전성 접착제 조성물의 전체 질량에 대하여, 1 ∼ 60 질량％, 5 ∼ 40 질량％, 또는 10 ∼ 30 질량％ 여도 된다. 도전성 접착제 조성물이, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르 이외에, 2 이상의 에폭시기를 갖는 그 밖의 에폭시 수지를 추가로 함유해도 된다. 그 밖의 에폭시 수지의 함유량은, 도전성 접착제 조성물의 전체 질량에 대하여, 예를 들어 0 ∼ 10 질량％ 여도 된다.
수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르로는, 시판되는 것을 입수할 수 있다. 그 구체예로는, YX8000, YX8034 (미츠비시 케미컬 주식회사 제조, 상품명) 를 들 수 있다.
반응성 희석제로서, 1 분자 중에 1 개만 에폭시기를 갖는 에폭시 화합물을 도전성 접착제 조성물이 추가로 함유해도 된다. 그러한 에폭시 화합물은 시판품으로서 입수 가능하다. 그 구체예로는, PGE (닛폰 화약 주식회사 제조, 상품명), PP-101 (신닛테츠 스미킨 화학 주식회사 제조, 상품명), ED-502, ED-509, ED-509S (주식회사 ADEKA 제조, 상품명), YED-122 (미츠비시 케미컬 주식회사 제조, 상품명), KBM-03 (신에츠 화학 공업 주식회사 제조, 상품명), TSL-8350, TSL-8355, TSL-9905 (토시바 실리콘 주식회사 제조, 상품명) 를 들 수 있다. 이것들은 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.
반응성 희석제를 도전성 접착제 조성물이 함유하는 경우, 그 함유량은, 본 발명에 의한 효과를 현저하게 저해하지 않는 범위이면 되며, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르 및 반응성 희석제의 합계 질량에 대하여 0.1 ∼ 30 질량％ 여도 된다.
(C) 플럭스 활성제는, 도전성 입자의 표면에 형성된 산화막을 제거하는 기능을 나타내는 성분이다. 이와 같은 플럭스 활성제를 사용함으로써, 도전성 입자의 용융 응집의 방해가 되는 산화막이 제거된다. 일 실시형태에 관련된 플럭스 활성제는, 수산기 및 카르복실기를 함유하는 1 종 이상의 화합물을 함유한다. 이 화합물은, 양호한 플럭스 활성을 나타내고, 또한 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르와 반응성을 나타낼 수 있다. 수산기 및 카르복실기를 갖는 화합물은, 도전성 입자의 입경이 작기 때문에 산화막량이 많은 경우에도 양호한 산화막 제거능을 나타내는 점에서, 지방족 디하이드록시카르복실산이어도 된다. 구체적으로는, 플럭스 활성제는, 하기 일반식 (Ⅴ) 로 나타내는 화합물 또는 타르타르산을 함유하고 있어도 된다.
[화학식 1]
식 (Ⅴ) 중, R5 는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기를 나타낸다. 본 발명에 의한 상기 서술한 효과를 보다 유효하게 발휘하는 관점에서, R5 가 메틸기, 에틸기 또는 프로필기여도 된다. m 및 n 은 각각 독립적으로 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다. 본 발명에 의한 상기 서술한 효과를 보다 유효하게 발휘하는 관점에서, m 이 1 이고 n 이 0 이어도 되고, m 및 n 의 양방이 1 이어도 된다.
일반식 (Ⅴ) 로 나타내는 화합물로는, 예를 들어, 2,2-비스(하이드록시메틸)프로피온산, 2,2-비스(하이드록시메틸)부탄산, 2,2-비스(하이드록시메틸)펜탄산을 들 수 있다. 플럭스 활성제는, 이것들에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물을 함유하고 있어도 된다.
플럭스 활성제의 함유량은, 본 발명에 의한 상기 효과를 보다 유효하게 발휘하는 관점에서, 도전성 입자의 질량에 대하여, 0.5 ∼ 50 질량％, 0.5 ∼ 40 질량％, 또는 2.5 ∼ 8.5 질량％ 여도 된다. 또한, 보존 안정성, 도전성의 관점에서, 플럭스 활성제의 함유량은 1 ∼ 35 질량％ 여도 된다. 플럭스 활성제의 함유량이 0.5 질량％ 이상이면, 금속의 용융성이 증가하기 때문에 도전성 향상의 효과가 커지는 경향이 있다. 플럭스 활성제의 함유량이 50 질량％ 이하이면, 보존 안정성, 인쇄성이 향상되는 경향이 있다.
(D) 경화 촉진제는, (B) 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르의 경화를 촉진시키는 성분이다. 이와 같은 (D) 경화 촉진제는, 원하는 경화 온도에 있어서의 경화성, 가사 (可使) 시간의 길이, 경화물의 내열성 등의 관점에서 폴리아민을 함유해도 된다. 폴리아민은, 예를 들어, 3 급 아미노기를 갖는 폴리아민, 우레아 결합을 갖는 폴리아민, 및 이미다졸기를 갖는 폴리아민에서 선택되는 1 종 이상의 변성 폴리아민이어도 된다. 경화 촉진제는, 잠재성 경화 촉진제여도 된다. 폴리아민은, 1 종 단독으로 사용해도 되고 2 종 이상을 병용해도 된다. 변성 폴리아민의 시판품으로는 주식회사 T ＆ K TOKA 제조의 FXR-1020, FXR-1030, FXR-1081 등을 들 수 있다.
경화물의 착색 저감의 관점에서, 경화 촉진제로서 사용되는 폴리아민은, 우레아 결합을 갖는 변성 폴리아민이어도 된다. 우레아 결합을 갖는 변성 폴리아민은, 이소시아네이트 화합물과 과잉량의 폴리아민의 반응에 의해 생성되는 어덕트이다. 우레아 결합 부분에 의해, 아미노기의 활성 수소가, 통상적으로 보존하는 조건 (예를 들어, 실온, 가시광선하 등) 에서는 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르와 반응하지 않는 안정화 구조 (에폭시기에 대한 반응 활성을 나타내지 않는 상태) 를 유지한다. 그 때문에, 우레아 결합을 갖는 변성 폴리아민은, 잠재성 경화제로서 사용할 수 있다. 우레아 결합을 갖는 변성 폴리아민의 시판품으로는 주식회사 T ＆ K TOKA 제조의 FXR-1020, FXR-1081 등을 들 수 있다.
경화 촉진제는, 이미다졸기를 갖는 화합물인 이미다졸계 에폭시 수지 경화제를 함유해도 된다. 이미다졸계 에폭시 수지 경화제의 시판품으로는, 2P4MHZ-PW (2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸), 2PHZ-PW (2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸), C11Z-CN (1-시아노에틸-2-운데실이미다졸), 2E4MZ-CN (1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸), 2PZ-CN (1-시아노에틸-2-페닐이미다졸), 2MZ-A (2,4-디아미노-6-[2' 메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진), 2E4MZ-A (2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4' 메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진), 2MAOK-PW (2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가물) (모두 시코쿠 화성 공업 주식회사 제조, 상품명) 등을 들 수 있다. 이들 경화 촉진제는 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.
경화 촉진제의 함유량은, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르 100 질량부에 대하여 0.01 ∼ 90 질량부, 또는 0.1 ∼ 50 질량부여도 된다. 경화 촉진제의 함유량이 0.01 질량부 이상이면 경화성이 향상되는 경향이 있다. 경화 촉진제의 함유량이 90 질량부 이하이면, 도전성 접착제 조성물을 취급할 때의 작업성이 향상되는 경향이 있다.
도전성 접착제 조성물은, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르의 경화 속도를 조정하기 위해 경화제를 추가로 함유해도 된다. 경화제로는, 디시안디아미드 등, 종래 경화제로서 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 시판되는 경화제로는, 예를 들어, 하기 일반식 (Ⅳ) 로 나타내는 이염기산 디하이드라지드인 ADH, PDH 및 SDH (모두 주식회사 니혼 파인켐 제조, 상품명), 에폭시 수지와 아민 화합물의 반응물로 이루어지는 마이크로 캡슐형 경화제인 노바큐어 (아사히 화성 주식회사 제조, 상품명) 를 들 수 있다. 이들 경화제는 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.
[화학식 2]
식 (Ⅳ) 중, R4 는 2 가의 방향족기 또는 탄소수 1 ∼ 12 의 직사슬 혹은 분기 사슬의 알킬렌기를 나타낸다. R4 가 m-페닐렌기 또는 p-페닐렌기여도 된다.
보존 안정성 및 경화 시간의 관점에서는, 도전성 접착제는 경화제를 실질적으로 함유하지 않아도 된다. 「실질적으로 함유하지 않는다」란, 도전성 접착제 조성물의 전체 질량에 대하여 0.05 질량％ 이하인 것을 말한다.
도전성 접착제 조성물은, 상기 서술한 각 성분 외에, 필요에 따라, 응력 완화를 위한 가요제, 작업성 향상을 위한 희석제, 접착력 향상제, 젖음성 향상제 및 소포제로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 첨가제를 함유해도 된다. 이들 성분 외에, 본 발명에 의한 효과를 저해하지 않는 범위에 있어서 각종 첨가제를 도전성 접착제 조성물이 함유하고 있어도 된다.
도전성 접착제 조성물은, 접착력 향상의 목적으로, 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등의 커플링제를 함유하고 있어도 된다. 실란 커플링제로는, 예를 들어, 신에츠 화학 공업 주식회사 제조, 상품명「KBM-573」등을 들 수 있다. 젖음성 향상의 목적으로, 아니온계 계면 활성제, 불소계 계면 활성제 등을 도전성 접착제 조성물이 함유해도 된다. 도전성 접착제 조성물은, 소포제로서 실리콘 오일 등을 함유해도 된다. 접착력 향상제, 젖음성 향상제, 소포제는, 각각 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다. 이것들의 함유량은, 도전성 접착제 조성물의 전체 질량에 대하여, 0.1 ∼ 10 질량％ 여도 된다.
가요제로는, 액상 폴리부타디엔 (우베 흥산 주식회사 제조, 상품명「CTBN-1300×31」,「CTBN-1300×9」, 닛폰 소다 주식회사 제조, 상품명「NISSO-PB-C-2000」) 등을 들 수 있다. 가요제의 함유량은, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르의 질량 100 질량부에 대하여, 0.1 ∼ 500 질량부여도 된다.
도전성 접착제 조성물은, 페이스트 조성물의 제조시의 작업성 및 사용시의 도포 작업성을 보다 양호하게 하기 위해, 필요에 따라 희석제를 함유하고 있어도 된다. 희석제는, 부틸카르비톨, 부틸카르비톨아세테이트, 부틸셀로솔브, 카르비톨, 아세트산부틸셀로솔브, 아세트산카르비톨, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, α-테르피네올 등의 비교적 비점이 높은 유기 용제여도 된다. 희석제의 함유량은, 도전성 접착제 조성물의 전체량에 대하여 0.1 ∼ 30 질량％ 여도 된다.
본 도전성 접착제 조성물은, 내후성 및 내광성 향상의 관점에서, 자외선 흡수제, 및/또는 힌더드 아민계 광 안정제를 추가로 함유해도 된다. 이것들은 각각 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다. 자외선 흡수제의 시판품으로는 LA-24, LA-29, LA-31, LA-31RG, LA-31G, LA-32, LA-36, LA-36RG, LA-46, 1413, LA-F70 (모두 주식회사 ADEKA 제조, 상품명) 을 들 수 있다. 힌더드 아민계 광 안정제의 시판품으로는 LA-52, LA-57, LA-63P, LA-68, LA-72, LA-77Y, LA-77G, LA-81, LA-82, LA-87, LA-402AF, LA-502XP (모두 주식회사 ADEKA 제조, 상품명) 를 들 수 있다.
도전성 접착제 조성물은, 필러를 함유해도 된다. 필러로는, 예를 들어, 아크릴 고무, 폴리스티렌 등의 폴리머 입자, 다이아몬드, 질화붕소, 질화알루미늄, 알루미나, 실리카 등의 무기 입자를 들 수 있다. 이들 필러는 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
도전성 접착제 조성물에 있어서, 상기 효과를 보다 유효하게 발휘하는 관점에서, (A) 도전성 입자에 대한 (A) 도전성 입자 이외의 성분 (이하, 접착제 성분이라고 한다) 의 배합비 (접착제 성분/도전성 입자) 는, 이것들의 합계를 100 으로 하였을 때, 질량비로 5/95 ∼ 50/50 이어도 된다. 또한, 접착성, 도전성 및 작업성의 관점에서, 상기 배합비는 10/90 ∼ 30/70 이어도 된다. 이 배합비가 5/95 이상이면, 도전성 접착제 조성물의 점도가 지나치게 높아지지 않기 때문에 작업성을 확보하기 쉬운 경향, 및 접착성 향상의 효과가 커지는 경향이 있다. 이 배합 비율이 50/50 이상이면, 도전성 향상의 효과가 커지는 경향이 있다.
이상 설명한 각 성분은, 각각에 있어서 예시된 것 중 어느 것을 조합해도 된다.
도전성 접착제 조성물은, 상기 서술한 각 성분을 한 번에 또는 복수 회로 나눠, 필요에 따라 가열함과 함께, 혼합, 용해, 해립 (解粒) 혼련 또는 분산시킴으로써 얻어진다. 도전성 접착제 조성물은, 각 성분이 균일하게 분산된 페이스트상이어도 된다. 이 때에 사용되는 분산·용해 장치로는, 통상적인 교반기, 뇌궤기, 3 개 롤, 플래니터리 믹서 등을 들 수 있다. 도전성 접착제 조성물은, 25 ℃ 에서 페이스트상이어도 된다. 도전성 접착제 조성물의 점도가 25 ℃ 에서 5 ∼ 400 ㎩·s 여도 된다.
이상 설명한 본 실시형태의 도전성 접착제 조성물에 의하면, 반도체 발광 소자 (LED 소자) 를 회로 기판의 접속 단자 (전극 패드) 에 접속시킬 때, 미압하에서의 가열에 의해, 양호한 도전성과 경화성을 발현시킬 수 있다. 도전성 접착제 조성물의 경화에 의해 형성되는 접속부의 착색이 적기 때문에, 양호한 초기 발광 특성이 얻어지기 쉽다. LED 모듈의 장기 사용시의 경화물의 열 또는 광에 의한 열화를 억제하고, 그것에 의해 LED 모듈의 발광 특성 저하를 억제할 수 있다. 본 실시형태에 관련된 도전성 접착제 조성물을 사용하여 얻어지는 LED 모듈은, 온도 사이클 시험 내성 등의 장기 신뢰성의 점에서도 우수하다.
다음으로, 플립 칩형의 반도체 발광 소자를 갖는 접속 구조체 및 LED 모듈의 예에 대해, 도 1 및 도 2 를 참조하여 설명한다.
도 1 은 플립 칩형의 반도체 발광 소자를 갖는 접속 구조체의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다. 도 1 에 나타내는 접속 구조체 (1) 는, 기재 (5) 및 기재 (5) 의 주면 상에 형성된 2 이상의 접속 단자 (7) 를 갖는 회로 기판 (2) 과, 회로 기판 (2) 과 대향하는 플립 칩형의 반도체 발광 소자 (3) 와, 회로 기판 (2) 과 반도체 발광 소자 (3) 사이에 배치되고, 이것들을 접합시키고 있는 접속부 (8) 를 구비하는, 플립 칩형 LED 탑재 기판이다. 반도체 발광 소자 (3) 는, 본체부 (4) 및 2 이상의 접속 단자 (6) 를 갖는다. 접속부 (8) 는, 도전부 (8a) 와, 도전부 (8a) 의 주위에 형성된 수지부 (8b) 로 구성된다. 도전부 (8a) 는, 회로 기판 (2) 의 접속 단자 (7) 와 반도체 발광 소자 (3) 의 접속 단자 (6) 사이에 배치되고, 그것들을 전기적으로 접속시키고 있다. 접속부 (8) 는, 상기 서술한 실시형태에 관련된 도전성 접착제 조성물의 경화물이다. 도전부 (8a) 는, 주로 도전성 접착제 조성물에 함유되어 있던 도전성 입자의 응집체를 함유한다. 수지부 (8b) 는, 주로 도전성 접착제 조성물에 함유되어 있던, 열경화성 수지 및 경화 촉진제를 함유하는 접착제 성분의 경화물을 함유한다. 단, 적절한 절연성이 유지되는 범위에서, 수지부 (8b) 가 소량의 도전성 입자를 함유할 수 있다. 회로 기판 (2) 과 반도체 발광 소자 (3) 는, 접속부 (8) 에 의해 서로 접합됨과 함께 전기적으로 접속되어 있다.
접속 구조체 (1) 는, 예를 들어, 각각 2 이상의 접속 단자 (7, 6) 를 갖는 회로 기판 (2) 및 반도체 발광 소자 (3) 를 준비하고, 회로 기판 (2) 의 접속 단자 (7) 또는 반도체 발광 소자 (3) 의 접속 단자 (6) 상에 도전성 접착제 조성물을 도포하는 공정과, 도포된 도전성 접착제 조성물을 개재하여 회로 기판 (2) 의 접속 단자 (7) 와 반도체 발광 소자 (3) 의 접속 단자 (6) 가 대향하도록, 회로 기판 (2) 상에 반도체 발광 소자 (3) 를 배치하여, 회로 기판 (2), 도전성 접착제 조성물 및 반도체 발광 소자 (3) 를 갖는 임시 접속체를 얻는 공정과, 임시 접속체를 가열함으로써, 도전성 접착제 조성물을 경화시킴과 함께, 도전성 접착제 조성물 중의 도전성 입자를 함유하고 회로 기판 (2) 의 접속 단자 (7) 와 반도체 발광 소자 (3) 의 접속 단자 (6) 를 전기적으로 접속시키는 도전부 (8a) 를 형성하고, 그것에 의해, 도전부 (8a) 를 포함하는 접속부 (8) 에 의해 회로 기판 (2) 과 반도체 발광 소자 (3) 가 접합되어 있는 접속 구조체를 얻는 공정을 포함하는 방법에 의해, 제조할 수 있다.
도전성 접착제 조성물은, 디스펜스법, 스크린 인쇄법, 스탬핑법 등의 방법에 의해 회로 기판 또는 반도체 발광 소자의 접속 단자에 도포할 수 있다. 임시 접속체의 가열은, 오븐 또는 리플로로 (爐) 등의 가열 장치를 사용하여 실시할 수 있다. 필요에 따라 임시 접속체를 가압하에서 가열해도 된다. 도전성 접착제 조성물의 가열 경화의 과정에서, 통상적으로 도전부 (8a) 및 수지부 (8b) 를 갖는 접속부 (8) 가 형성된다. 도전부 (8a) 는, 가열에 의해 용융된 도전성 입자가 융합됨으로써 형성된 응집체를 함유한다. 이 응집체가 회로 기판 및 반도체 발광 소자의 접속 단자와 접합되어 금속 접속 패스를 형성한다.
도 1 의 접속 구조체 (1) 에 있어서, 수지부 (8b) 에 의해 도전부 (8a) 가 보강되어 있다. 접속 구조체가 온도 사이클 시험에 의한 열 이력을 받으면, 휨의 발생 등 때문에, 접속부 및 그 밖의 구성 부재에 큰 변형이 가해진다. 도전부 (8a) 가 수지부 (8b) 에 의해 보강되어 있는 점에서, 기재의 변형이 수지부 (8b) 로 저지되고, 그것에 의해 접속부에 있어서의 크랙의 발생이 억제된다.
접속 구조체의 두께 방향을 따른 단면을, 전자 부품의 접속 단자가 최대 폭을 나타내는 위치에서 봤을 때, 도전부와 수지부의 면적비가 5 : 95 ∼ 80 : 20 이어도 된다.
도 2 는 LED 모듈의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다. 도 2 에 나타내는 LED 모듈 (20) 은, 도 1 과 동일한 접속 구조체 (1) 와, 반도체 발광 소자 (3) 를 덮는 형광 수지층 (10) 과, 형광 수지층 (10) 을 덮는 투명 수지 렌즈부 (11) 를 갖는다. LED 모듈 (20) 에 있어서는, 반도체 발광 소자 (3) 로부터 발생하는 광이, 투명 수지 렌즈부 (11) 내를 산란하고 나서 외부로 방출된다. 반도체 발광 소자 (3) 로부터 방출되는 광은, 투명 수지 렌즈부 (11) 내를 산란할 때에 수지부 (8b) 를 통과하거나 또는 반사된다. 그 때문에, 수지부 (8b) 가 착색되면, 외부로 방출되는 발광색이 변화한다. 수지부 (8b) 가 반도체 발광 소자 (3) 로부터 방출되는 광 및 열에 의해 열화되면, 온도 사이클 시험시에 의해 평가되는 신뢰성이 저하될 가능성이 있다. 그러나, 상기 서술한 도전성 접착제 조성물을 사용하여 수지부 (8b) 를 포함하는 접속부 (8) 를 형성한 경우, 발광색의 변화 및 신뢰성의 저하를 억제하는 것이 가능하다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형이 가능하다.
예를 들어, 회로 기판의 기재가 플렉시블 기재여도 된다. 반도체 발광 소자가 LED-SMD 패키지, 또는 LED-CSP 여도 된다. 접속 구조체는, 수지부의 주위에 형성된 봉지 부재를 추가로 갖고 있어도 된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예 및 비교예에서 사용한 재료는, 하기 방법으로 제조한 것, 혹은 입수한 것이다.
[실시예 1]
YX8000 (미츠비시 케미컬 주식회사 제조, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르의 상품명) 14.2 질량부와, FXR-1081 (주식회사 T ＆ K TOKA 제조, 변성 폴리아민의 상품명) 0.1 질량부와, BHPA (2,2-비스(하이드록시메틸)프로피온산) 2.1 질량부를 혼합하고, 혼합물을 3 개 롤에 3 회 통과시켜, 접착제 성분을 조제하였다.
다음으로, 접착제 성분 16.4 질량부에 대하여, 도전성 입자인 Sn96.5-Ag3-Cu0.5 땜납 입자 (평균 입경 10 ∼ 25 ㎛, 미츠이 금속 광업 주식회사 제조, 융점 : 217 ℃) 83.6 질량부를 첨가하고, 플래니터리 믹서를 사용하여 교반을 실시하고, 500 ㎩ 이하로 10 분간 탈포 처리를 실시함으로써 도전성 접착제 조성물을 얻었다.
[실시예 2 ∼ 11, 비교예 1 ∼ 8]
표 1 에 나타내는 조성으로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 2 ∼ 11 및 비교예 1 ∼ 8 의 도전성 접착제 조성물을 얻었다. 표 1 중의 각 재료의 배합 비율의 단위는 질량부이다.
＜열경화성 수지＞
YX8000 : 미츠비시 케미컬 주식회사 제조, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르의 상품명
YX8034 : 미츠비시 케미컬 주식회사 제조, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르의 상품명
YL980 : 미츠비시 케미컬 주식회사 제조, 비스페놀 A 디글리시딜에테르의 상품명
＜경화 촉진제＞
FXR-1081 : 주식회사 T ＆ K TOKA 제조, 변성 폴리아민의 상품명
FXR-1030 : 주식회사 T ＆ K TOKA 제조, 변성 폴리아민의 상품명
2P4MHZ-PW : 시코쿠 화성 공업 주식회사 제조, 큐어졸, 이미다졸 화합물의 상품명
＜플럭스 활성제＞
BHPA : 2,2-비스(하이드록시메틸)프로피온산
BHBA : 2,2-비스하이드록시메틸부탄산
타르타르산
아디프산
글루타르산
＜도전성 입자＞
Sn96.5-Ag3-Cu0.5 : Sn96.5-Ag3-Cu0.5 땜납 입자, 평균 입경 10 ∼ 25 ㎛, 미츠이 금속 광업 주식회사 제조, 융점 217 ℃
Sn42-Bi58 : Sn42-Bi58 땜납 입자, 평균 입경 10 ∼ 25 ㎛, 미츠이 금속 광업 주식회사 제조, 융점 138 ℃
(접착성, 도전성, 내 TCT 성, 내바이어스 인가 시험성의 평가)
상기 실시예 1 ∼ 11, 비교예 1 ∼ 8 에 관련된 도전성 접착제 조성물의 특성을 하기 방법으로 측정하였다. 그 결과를 표 1, 표 2 에 정리하여 나타냈다. 표 중,「플럭스/금속 비율 (％)」은, 도전성 입자에 대한 플럭스 활성제의 비율 (질량％) 을 의미한다.
(1) 접착 강도
도전성 접착제 조성물을 은 도금이 형성된 구리판 상에 0.5 ㎎ 도포하고, 그 위에 2 ㎜ × 2 ㎜ × 0.25 ㎜ 의 사각형 평판상의 주석 도금이 형성된 구리판을 압착시켜 시험편을 얻었다. 그 후, 실시예 1 ∼ 7, 9, 11, 및 비교예 1 ∼ 6 에 관련된 시험편에 대해서는, 260 ℃, 5 분간의 열 이력을 가하였다. 실시예 8, 10, 및 비교예 7, 8 의 시험편에 대해서는, 160 ℃, 5 분간의 열 이력을 가하였다. 열 이력을 가한 후의 각 시험편의 25 ℃ 에 있어서의 접착 강도 (시어 강도) 를, 시어 속도 500 ㎛/sec, 클리어런스 100 ㎛ 의 조건에서 본드 테스터 (DAGE 사 제조, 2400) 를 사용하여 측정하였다.
(2) 도전성 (체적 저항률)
1 ㎜ × 50 ㎜ × 0.03 ㎜ 의 띠상의 금 도금이 형성된 구리판 2 장을, 상기 도전성 접착제 조성물을 개재하여, 서로 직교하도록 첩합 (貼合) 하여 시험편을 얻었다. 구리판의 직교 부분에 있어서의 접착제의 치수는 1 ㎜ × 1 ㎜ × 0.03 ㎜ 였다. 계속해서, 상기 (1) 과 동일한 열 이력을 시험편에 가하였다. 그 후의 시험편에 대해, 사단자법으로 체적 저항률을 측정하였다.
(3) 내 TCT 성
이웃하는 2 개의 동박 랜드 (0.3 ㎜ × 0.4 ㎜) 를 구비하고, 동박 랜드 간의 거리가 200 ㎛ 인, 100 ㎜ × 50 ㎜ × 0.5 ㎜ 의 사각형 평판상의 세라믹 기판을 준비하였다. 이어서, 동박 랜드 상에 도전성 접착제 조성물을 메탈 마스크 (두께 100 ㎛, 개구 치수 0.2 ㎜ × 0.3 ㎜) 를 사용하여 인쇄하였다. 그 위에, 전극 간 거리가 200 ㎛ 인 플립 칩형 LED 소자 (0.8 ㎜ × 0.8 ㎜) 를, 도전성 접착제 조성물을 개재하여 전극과 동박 랜드가 대향하도록 얹었다. 얻어진 부품 탑재 기판에 상기 (1) 과 동일한 열 이력을 가하여, 내 TCT 성 평가용의 시험 기판 (플립 칩형 LED 소자 탑재 세라믹 기판) 을 얻었다. 이 시험 기판의 초기 저항을 I-V 커브 트레이서를 사용하여 측정하였다. 그 후, 시험 기판을, 열 시험 기판 충격 시험기를 사용하여, -55 ℃ 에서 30 분간 유지, 125 ℃ 까지 5 분간으로 승온, 125 ℃ 에서 30 분간 유지, 및 -55 ℃ 까지 5 분간으로 강온의 순서의 온도 변화를 1 사이클로 하는 열 충격 시험에 제공하였다. 열 충격 시험 후의 시험 기판의 접속 저항을 측정하였다. 사이클수를 늘리면서 시험 기판의 접속 저항을 측정하고, 초기 저항에 대하여 10 ％ 이하로까지 접속 저항이 저하된 시점까지의 사이클수를, 내 TCT 성의 지표로 하였다. 접속 저항은, I-V 커브 트레이서를 사용하여, 정격 전류 인가시의 전압을 측정하고, 이것으로부터 산출하였다. 1500 사이클에 도달한 시험 기판에 대해, 내 TCT 성이 양호한 것으로 판단되었다. 표 중,「초기 오픈」은 초기 도통성이 현저하게 낮았음을 의미한다.
(4) 내바이어스 인가 시험성
내 TCT 성과 동일한 방법으로, 내바이어스 인가 시험용의 시험 기판 (플립 칩형 LED 소자 탑재 세라믹 기판) 을 제조하였다. 적분구를 사용하여 시험 기판의 초기 전체 광속을 측정하였다. 그 후, 항온 항습 시험기 (85 ℃/85 ％RH) 내에서 시험 기판에 정격 전류를 인가하였다. 1500 시간 후의 전체 광속을 측정하고, 초기 전체 광속에 대한 전체 광속의 유지율을, 내바이어스 인가 시험성의 지표로 하였다. 전체 광속의 유지율이 90 ％ 이상인 시험 기판에 대해, 내바이어스 인가 시험성이 양호한 것으로 판단되었다.
실시예 1 ∼ 11 은 모두 양호한 접착 강도, 체적 저항률, 내 TCT 성, 및 내바이어스 인가 시험성을 나타냈다.
비교예 1 에서는 도전성 접착제 조성물이 충분히 경화되지 않고, 내 TCT 성과 내바이어스 인가 시험성이 부족한 것이 확인되었다. 비교예 2 는 금속 접합 패스를 형성하지 않고, 체적 저항률 측정에서 오버 레인지가 되어 초기 불량이 되었다. 그 때문에, 내 TCT 성과 내바이어스 인가 시험성은 측정 불가였다.
비교예 3 에 대해서는, 내 TCT 성의 저하가 확인되었다. 비교예 4, 5, 6, 7, 8 은 초기 도통성이 현저하게 저하되고, 내 TCT 성과 내바이어스 인가 시험성이 저하되는 것이 확인되었다.
1 : 접속 구조체
2 : 회로 기판
3 : 반도체 발광 소자
4 : 본체부
5 : 기재
6 : 접속 단자
7 : 접속 단자
8a : 도전부
8b : 수지부
8 : 접속부
10 : 형광 수지층
11 : 투명 수지 렌즈부
20 : LED 모듈
2 : 회로 기판
3 : 반도체 발광 소자
4 : 본체부
5 : 기재
6 : 접속 단자
7 : 접속 단자
8a : 도전부
8b : 수지부
8 : 접속부
10 : 형광 수지층
11 : 투명 수지 렌즈부
20 : LED 모듈
Claims (11)
- (A) 융점 230 ℃ 이하의 금속을 함유하는 도전성 입자,
(B) 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르,
(C) 수산기 및 카르복실기를 갖는 화합물을 함유하는 플럭스 활성제, 및
(D) 경화 촉진제
를 함유하고,
상기 플럭스 활성제가, 하기 일반식 (V) 로 나타내는 화합물 또는 타르타르산을 함유하고,
식 (V) 중, R5 는 탄소수 1 ~ 5 의 알킬기를 나타내고, m 및 n 은 각각 독립적으로 0 ~ 5 의 정수를 나타내고,
상기 플럭스 활성제의 함유량이, 상기 도전성 입자의 질량에 대해 2.5 ~ 8.5질량％ 이고,
회로 기판과 그 회로 기판에 탑재되는 반도체 발광 소자를 전기적으로 접속시키기 위해 사용되는, 도전성 접착제 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 도전성 입자에 함유되는 융점 230 ℃ 이하의 상기 금속이, 비스무트, 인듐, 주석 및 아연에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하는, 도전성 접착제 조성물. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 경화 촉진제가 폴리아민을 함유하는, 도전성 접착제 조성물. - 삭제
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르의 함유량이, 당해 도전성 접착제 조성물의 전체 질량에 대하여 10 ∼ 30 질량％ 인, 도전성 접착제 조성물. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
당해 도전성 접착제 조성물이, 25 ℃ 에서 페이스트상인, 도전성 접착제 조성물. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 회로 기판이 기재 및 그 기재의 주면 상에 배치된 2 이상의 접속 단자를 갖고, 그 2 이상의 접속 단자와 상기 반도체 발광 소자의 접속 단자를 전기적으로 접속시키기 위해 사용되는, 도전성 접착제 조성물. - 기재 및 그 기재의 주면 상에 형성된 2 이상의 접속 단자를 갖는 회로 기판과,
상기 회로 기판의 2 이상의 상기 접속 단자와 대향하는 2 이상의 접속 단자를 갖는 반도체 발광 소자와,
상기 회로 기판과 상기 반도체 발광 소자 사이에 배치되고, 이것들을 접합시키고 있는 접속부를 구비하고,
상기 접속부가, 상기 회로 기판의 상기 접속 단자와 상기 반도체 발광 소자의 상기 접속 단자 사이에 배치되고, 그것들을 전기적으로 접속시키고 있는 도전부를 포함하고,
상기 도전부가, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 도전성 접착제 조성물에 함유되어 있던 도전성 입자를 함유하는, 접속 구조체. - 제 8 항에 있어서,
상기 접속부가, 상기 도전부의 주위에 형성된 수지부를 추가로 포함하는, 접속 구조체. - 제 8 항에 있어서,
상기 반도체 발광 소자가, LED-SMD 패키지, 플립 칩형 LED, 및 LED-CSP 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하는, 접속 구조체. - 각각 2 이상의 접속 단자를 갖는 회로 기판 및 반도체 발광 소자를 준비하고, 상기 회로 기판 또는 상기 반도체 발광 소자의 상기 접속 단자 상에 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 도전성 접착제 조성물을 도포하는 공정과,
도포된 도전성 접착제 조성물을 개재하여 상기 회로 기판의 상기 접속 단자와 상기 반도체 발광 소자의 상기 접속 단자가 대향하도록, 상기 회로 기판 상에 상기 반도체 발광 소자를 배치하여, 상기 회로 기판, 상기 도전성 접착제 조성물 및 상기 반도체 발광 소자를 갖는 임시 접속체를 얻는 공정과,
상기 임시 접속체를 가열함으로써, 상기 도전성 접착제 조성물을 경화시킴과 함께, 상기 도전성 접착제 조성물 중의 상기 도전성 입자를 함유하고 상기 회로 기판의 상기 접속 단자와 상기 반도체 발광 소자의 상기 접속 단자를 전기적으로 접속시키는 도전부를 형성하고, 그것에 의해, 상기 도전부를 포함하는 접속부에 의해 상기 회로 기판과 상기 반도체 발광 소자가 접합되어 있는 접속 구조체를 얻는 공정을 구비하는, 접속 구조체를 제조하는 방법.
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