KR20130049689A - 광반사성 이방성 도전 접착제 및 발광 장치 - Google Patents

광반사성 이방성 도전 접착제 및 발광 장치 Download PDF

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KR20130049689A
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anisotropic conductive
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히데츠구 나미키
시유키 가니사와
히데아키 우마코시
아키라 이시가미
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데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
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Abstract

발광 소자의 발광 효율을 유지함과 함께, 크랙의 발생을 방지하여 높은 도통 신뢰성을 얻을 수 있는 광반사성 이방성 도전 접착제 및 발광 장치를 제공한다. 광반사성 이방성 도전 접착제는 열경화성 수지 조성물과, 도전성 입자와, 광반사성 침상 절연 입자를 함유한다. 이 광반사성 침상 절연 입자는 산화티탄, 산화아연 및 티탄산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 무기 입자이다.

Description

광반사성 이방성 도전 접착제 및 발광 장치{LIGHT REFLECTIVITY AND ELECTRICALLY CONDUCTIVE ADHESIVE AGENT AND LIGHT EMITTING SYSTEM}
본 발명은 발광 소자를 배선판에 이방성 도전 접속시키기 위해 사용하는 광반사성 이방성 도전 접착제, 및 이 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용하여 발광 소자를 배선판에 실장하여 이루어지는 발광 장치에 관한 것이다.
본 출원은 일본에서 2010년 4월 13일에 출원된 일본 특허출원 2010-092672호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것으로, 이 출원을 참조함으로써 본 출원에 원용된다.
종래 발광 다이오드 (LED) 소자 등의 발광 소자를 사용한 발광 장치가 널리 사용되고 있다. 도 3 ～ 도 5 에 구 (舊) 타입의 발광 장치의 구조예를 나타낸다. 도 3 에 나타내는 발광 장치의 제조에 있어서는, 기판 (31) 상에 다이 본드 접착제 (32) 로 LED 소자 (33) 를 접합시키고, LED 소자 (33) 의 상면의 p 전극 (34), n 전극 (35) 을 금 (Au) 와이어 (37) 로 기판 (31) 에 은 도금 (36) 에 의해 와이어 본딩한다. 이로써, LED 소자 (33) 와 기판 (31) 을 전기적으로 접합시키고 있다. 통상적으로 발광 장치는, LED 소자 (33) 전체를 투명 몰드 수지 등의 수지로 밀봉하는데 (도시 생략), 수지와 LED 소자 (33) 및 금 와이어 (37) 와의 선팽창 계수의 차이에 의해 금 와이어 (37) 의 접속 부분에 박리가 발생하거나, 금 와이어 (37) 의 단선에 의한 전기 접속 불량이 발생하는 경우가 있다.
일반적으로, 이와 같은 발광 장치에 대해서는, LED 소자로부터 출사된 광의 반사율 저감을 억제하여 발광 효율 (광 취출 효율) 을 유지시키는 것이 요청되고 있다. 도 3 에 나타내는 발광 장치에 있어서, LED 소자 (33) 의 p 전극 (34), n 전극 (35) 으로는, 통상적으로 금 전극을 사용한다. 그러나, LED 소자 (33) 가 출사하는 광 중, 상면측에 출사되는 파장 400 ～ 500 ㎚ 의 광을 금 전극이나 금 와이어가 흡수하고, 또 하측에 출사된 광을 다이 본드 접착제 (32) 가 흡수한다. 이와 같은 광 흡수는, LED 소자 (33) 의 발광 효율 (광 취출 효율) 을 저하시킨다. 또한, 다이 본드 접착제 (32) 에 의한 접착 프로세스는 오븐 경화에 의한 것이기 때문에, 제조에 시간이 걸리거나 하는 문제도 있다.
도 4 에 나타내는 발광 장치는, 은 페이스트로 대표되는 도전성 페이스트 (37) 가 사용되고, 이 도전성 페이스트 (37) 에 의해 LED 소자 (33) 하면의 p 전극 (34), n 전극 (35) 과 기판 (31) 상의 은 도금 부분 (36) 이 전기적으로 접합되어 있다. 그러나, 도전성 페이스트 (37) 는 접착력이 약하기 때문에, 밀봉 수지 (38) 에 의한 보강이 필요해진다. 게다가, 도전성 페이스트 (37) 의 내부에 광이 확산 또는 흡수되는 경우가 있어, LED 소자 (33) 의 발광 효율을 저하시킨다.
그래서, 예를 들어 이방성 도전 접착제 (ACP) 또는 이방성 도전 접착 필름 (ACP) 을 경화시킴으로써 LED 소자와 기판을 접속 고정시켜 전기적으로 접합시킨 것이 제안되어 있다. 예를 들어 특허문헌 1 에는, LED 소자를 플립 칩 실장하는 방법이 기재되어 있다. 또, 예를 들어 도 5 에 나타내는 발광 장치는, 시판되는 이방성 도전 접착제 (39) 를 사용하여 플립 칩 실장에 의해 LED 소자 (33) 하면의 p 전극 (34), n 전극 (35) 과 기판 (31) 을 전기적으로 접합시킨 것이다. 이 플립 칩 실장 기술에 있어서는, p 전극 (34) 과 n 전극 (35) 에 범프 (40) 가 각각 형성되어 있다.
특허문헌 1 의 기술에서는, LED 소자에 광반사층을 p 전극 및 n 전극과 절연되도록 금속 증착층 등에 의해 형성하고 있다. 이로써, LED 소자로부터 출사된 광의 반사율 저감을 억제하여 발광 효율을 유지시키고 있다. 그러나, 이 특허문헌 1 의 기술에서는, 발광 장치의 제조 공정수가 증가하는 데다가, 비용 상승을 피할 수 없다는 문제가 있다. 한편, 도 5 에 나타내는 발광 장치는, 광반사층을 형성하지 않지만, ACP 의 바인더에 분산되는 도전성 입자로서 사용되는 Au 또는 Ni 가 갈색 또는 암갈색을 나타내는 것, 바인더가 통상적으로 함유하는 이미다졸계 잠재성 경화제가 갈색을 나타내는 것 등의 원인에 의해, ACP 의 바인더가 전체적으로 갈색을 나타내고, 이것에 의해 광을 흡수한다. 그 결과, LED 소자 (33) 의 발광 효율이 저하된다.
일본 공개특허공보 평11-168235호
그런데, ACP 는 에폭시 수지를 바인더 수지로서 사용하는데, 에폭시 수지를 사용하는 ACP 는, 온도 변화에 수반되는 접속 기판과의 열팽창률 차이에 기초한 내부 응력에 의해, 도통 저항의 증대, 접합면의 박리, 크랙 등을 발생시켰다. 이 때문에, 납 프리 땜납의 대응 리플로우, 열 충격의 내성, 고온 고습도 분위기 중에서 사용 및 저장한 경우의, 증착 배선의 부식 현상에 대한 내성 등의 신뢰성이 저하되는 경우가 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 실정을 감안하여 제안된 것으로, LED 소자 등의 발광 소자를 배선판에 이방성 도전 접착제를 사용하여 플립 칩 실장하여 이루어지고, 제조 비용을 불러오는 광반사층을 LED 소자에 형성하지 않고 발광 소자의 발광 효율을 유지시키는 발광 장치에 있어서, 이방성 도전 접착제의 크랙 발생을 방지하여 높은 도통 신뢰성을 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.
본건 발명자는 이방성 도전 접착제 중에 첨가하는 광반사성 절연 입자를 침상 형상으로 함으로써, 크랙의 발생을 방지할 수 있음을 알아냈다.
즉, 본 발명은 발광 소자를 배선판에 이방성 도전 접속시키기 위해 사용하는 광반사성 이방성 도전 접착제로서, 열경화성 수지, 도전성 입자 및 광반사성 침상 절연 입자를 함유하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 이와 같은 광반사성 이방성 도전 접착제를 통하여, 발광 소자가 플립 칩 방식으로 배선판에 실장되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제 및 발광 장치에 의하면, 이방성 도전 접착제 중에 광반사성 침상 절연 입자를 첨가함으로써, 광반사성 이방성 도전 접착제에 있어서의 크랙 발생을 방지하여 높은 도통 신뢰성을 얻을 수 있다.
도 1a 는 광반사성 도전성 입자의 단면도이고, 도 1b 는 광반사성 도전성 입자의 단면도이다.
도 2 는 본 실시형태에 있어서의 발광 장치의 단면도이다.
도 3 은 종래의 발광 장치의 단면도이다.
도 4 는 종래의 발광 장치의 단면도이다.
도 5 는 종래의 발광 장치의 단면도이다.
이하, 본 발명을 적용한 광반사성 이방성 도전 접착제의 구체적인 실시형태 (이하, 이것을 「본 실시형태」라고 한다) 의 일례에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제는, 발광 소자인 LED 소자를 배선판에 이방성 도전 접속시키기 위해 사용하는 접착제로서, 열경화성 수지 조성물과, 도전성 입자와, 광반사성 침상 절연 입자를 함유한다.
광반사성 침상 절연 입자는, 후술하는 바와 같이, 애스펙트비가 소정 범위의 값인 침상 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다. 열경화성 수지 조성물이 구상 입자를 함유하는 경우, 온도 변화에 수반하여 신축성이 저하되면, 열경화성 수지 조성물의 내부 응력에 의해 구상 입자와 열경화성 수지 조성물의 계면에서부터 크랙이 발생하는 경우가 있다. 이와 같이 광반사성 이방성 도전 접착제에 크랙이 발생하면, 도통 신뢰성을 저해하게 된다. 그 때문에, 광반사성 이방성 도전 접착제는 우수한 강인성을 갖는 것이 필요해진다.
본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제는, 애스펙트비가 소정 범위인 침상의 광반사성 절연 입자를 열경화성 수지 조성물에 첨가한다. 열경화성 수지 조성물 중에 있어서, 각각 랜덤한 방향으로 배치되는 침상의 광반사성 절연 입자는, 온도 변화에 수반되는 열경화성 수지 조성물의 내부 응력을 침상 결정 중에 전파 및 흡수시켜 열경화성 수지에 이 내부 응력이 전달되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 열경화성 수지 조성물의 강인성을 높일 수 있다. 이로써, 광반사성 이방성 도전 접착제는 우수한 강인성을 발휘하여, 온도 변화에 의해 열경화성 수지 조성물이 신축되어도 크랙의 발생이나 접착면의 박리를 억제할 수 있다.
광반사성 침상 절연 입자는, 가시광을 발광하는 발광 장치에 있어서는, 백색을 나타내는 침상 무기 화합물로 이루어져, 광반사성 이방성 도전 접착제에 입사된 광을 외부로 반사한다. 광반사성 침상 절연 입자 자체가 백색을 나타냄으로써, 가시광에 대한 반사 특성의 파장 의존성을 작게 할 수 있고, 가시광을 효율적으로 반사할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제는, 백색을 나타냄과 함께 애스펙트비가 소정 범위인 침상 형상을 갖는 무기 화합물로 이루어지는 입자 (이하, 이것을 「백색 침상 무기 입자」라고 한다) 를 함유함으로써, 발광 소자로부터 출사된 광에 대한 반사율 저감을 억제하여 발광 소자의 발광 효율을 유지함과 함께, 크랙 등을 방지하여 높은 도통 신뢰성을 얻을 수 있다.
백색 침상 무기 입자로는, 예를 들어 산화아연 위스커, 산화티탄 위스커, 티탄산칼륨 위스커 등의 티탄산염 위스커, 붕산알루미늄 위스커, 월라스토나이트 (카올린실리케이트의 침상 결정) 등의 침상 형상의 무기 화합물을 들 수 있다. 위스커는 특수한 제법에 의해 침상으로 성장한 결정이며, 결정 구조에 흐트러짐이 없기 때문에 탄력성이 풍부하고, 잘 변형되지 않는다는 이점을 갖는다. 이들 무기 화합물은, 가시광을 발광하는 발광 장치에 있어서는 백색을 나타내기 때문에, 가시광에 대한 반사 특성의 파장 의존성이 작고, 또한 가시광을 반사하기 쉽다. 그 중에서도, 산화아연 위스커는 백색도가 높고, 또한 경화된 이방성 도전 접착제에 있어서의 열경화성 수지 조성물의 경화물의 광 열화가 우려되는 경우에도 광 열화에 대하여 촉매성이 없으므로 특히 바람직하다.
백색 침상 무기 입자는 1 개의 침상 형상을 갖는 결정 (단 침상 결정) 으로 이루어지는 경우에는, 그 섬유 직경 (단방향 (短方向) 입경) 은 5 ㎛ 이하가 바람직하다. 또, 단침상 결정으로 이루어지는 백색 침상 무기 입자의 애스펙트비는, 10 보다 크고 35 미만이 바람직하고, 10 보다 크고 20 미만이 특히 바람직하다. 백색 침상 무기 입자의 애스펙트비가 10 보다 큰 경우에는, 열경화성 수지의 내부 응력을 충분히 전파 및 흡수시킬 수 있다. 또, 백색 침상 무기 입자의 애스펙트비가 35 미만인 경우에는, 침상 결정이 잘 구부러지지 않게 됨과 함께, 열경화성 수지 중에 균일하게 분산시킬 수 있어, 도전성 입자에 의한 이방성 접속을 저해하지 않는다. 이 애스펙트비가 20 미만인 경우에는, 열경화성 수지 중에 대한 분산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
애스펙트비가 10 보다 크고 35 미만인 백색 침상 무기 입자를 열경화성 수지 조성물에 첨가함으로써, 열경화성 수지 조성물의 강인성을 높일 수 있기 때문에, 광반사성 이방성 도전 접착제가 신축되어도 접착면의 박리나 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 백색 침상 무기 입자로는, 이와 같은 단침상 결정인 것 대신에, 예를 들어 테트라포드 (등록 상표) 와 같이 사면체의 중심부와 정점을 각각 결합하여 이루어지는 형상 등의, 복수 개의 침상 형상을 갖는 결정 (복 침상 결정) 을 사용하도록 해도 된다. 복침상 결정의 백색 침상 무기 입자는, 단침상 결정의 백색 침상 무기 입자에 비해 열전도성이 큰 점에서 우수하지만, 단침상 결정보다 부피가 큰 결정 구조이기 때문에, 열압착시에 침상 부분에 의해 기판이나 소자의 접합 부품을 손상시키지 않도록 주의할 필요가 있다.
또, 침상 백색 무기 입자는 예를 들어 실란 커플링제로 처리한 것이어도 된다. 침상 백색 무기 입자가 실란 커플링제로 처리되어 있음으로써, 열경화성 수지 조성물 중에서의 분산성을 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 실란 커플링제로 처리한 침상 백색 무기 입자를 단시간에 균일하게 열경화성 수지 조성물 중에 혼합시킬 수 있다.
백색 침상 무기 입자는 그 굴절률 (JIS K 7142) 이 바람직하게는 열경화성 수지 조성물의 경화물의 굴절률 (JIS K 7142) 보다 큰 것, 보다 바람직하게는 적어도 0.02 정도 큰 것이 바람직하다. 굴절률의 차이가 작으면, 그들의 계면에서의 반사 효율이 저하되기 때문이다. 즉, 백색 침상 무기 입자로는, 광반사성 또한 절연성을 갖는 무기 입자여도, SiO2 와 같이, 그 굴절률이 사용되는 열경화성 수지 조성물의 굴절률 이하인 것은 적용할 수 없다.
백색 침상 무기 입자의 광반사성 이방성 도전 접착제 중의 배합량은, 지나치게 적으면 충분한 광반사를 실현할 수 없고, 그 한편으로 지나치게 많으면, 열경화성 수지의 접착성이 저하되기 때문에, 열경화성 수지 조성물에 대하여 1 ～ 50 체적％ (Vol％) 인 것이 바람직하고, 5 ～ 25 체적％ 인 것이 특히 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제는, 이와 같은 백색 침상 무기 입자를 함유함으로써, 도전성 입자의 대부분을 덮기 때문에, 도전성 입자가 갈색 등의 색을 나타내는 경우에도, 열경화성 수지 조성물의 백색성을 실현한다. 이와 같은 열경화성 수지 조성물의 백색성에 의해, 가시광에 대한 반사 특성의 파장 의존성을 작게 하고, 또한 가시광을 반사하기 쉬워지기 때문에, 기판 전극의 색 종류에 관계없이, LED 소자로부터 출사되는 광의 반사율 저하를 억제함과 함께, LED 소자가 그 하면측을 향하여 발광하는 광도 효율적으로 이용할 수 있다. 그 결과, LED 소자의 발광 효율 (광 취출 효율) 을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제는, 광반사성 절연 입자로서의 백색 무기 입자의 형상이 침상임으로써, 온도 변화에 수반되는 열경화성 수지 조성물의 내부 응력을 침상 결정 중에 전파 및 흡수시켜 열경화성 수지에 이 내부 응력이 전달되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 입자 형상이 구상인 경우에는, 열경화성 수지 조성물의 내부 응력을 침상 형상의 입자에 비해 입자 내에 전파 및 흡수시키기 어렵다.
광반사성 이방성 도전 접착제는, 이와 같이 하여 열경화성 수지에 이 내부 응력이 전달되는 것을 억제하기 때문에, 열경화성 수지 조성물의 강인성을 높일 수 있다. 이로써, 광반사성 이방성 도전 접착제는 우수한 강인성을 발휘하여, 온도 변화에 의해 열경화성 수지 조성물이 신축되어도 크랙의 발생이나 접착면의 박리를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제는, 광반사성 절연 입자로서의 백색을 나타내는 구상 형상의 무기 화합물로 이루어지는 입자 (이하, 이것을 「백색 구상 무기 입자」라고 한다) 를 함유하는 열경화성 수지 조성물에 백색 침상 무기 입자를 첨가하도록 해도 된다. 백색 구상 무기 입자는, 상기 서술한 백색 침상 무기 입자와 동일한 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, SiO2 와 같이, 그 굴절률이 사용되는 열경화성 수지 조성물의 굴절률 이하인 것은 적용할 수 없다.
이 백색 침상 무기 입자와 함께 백색 구상 무기 입자를 첨가함으로써, 열경화성 수지 조성물을 더욱 백색화하여 LED 소자의 광 취출 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 또, 이 경우에 있어서도 열경화성 수지의 강인성을 높일 수 있다. 여기서, 백색 침상 무기 입자의 첨가량 (Vol％) 은 백색 구상 무기 입자의 첨가량 (Vol％) 과 동량 이상으로 하는 것이 바람직하다.
백색 구상 무기 입자는 지나치게 작으면 반사율이 낮아지고, 지나치게 크면 이방성 도전성 입자에 의한 접속을 저해하는 등의 경향이 있으므로, 그 크기는 0.02 ～ 20 ㎛ 가 바람직하고, 0.2 ～ 1 ㎛ 가 보다 바람직하다.
백색 구상 무기 입자는 백색 침상 무기 입자와 동일하게, 그 굴절률 (JIS K 7142) 이 열경화성 수지 조성물의 경화물의 굴절률 (JIS K 7142) 보다 큰 것이 바람직하고, 적어도 0.02 정도 큰 것이 보다 바람직하다.
구상의 광반사성 절연 입자로는, 이와 같은 백색 구상 무기 입자 대신에, 구상 금속 입자의 표면을 투명한 절연성 수지로 피복한 수지 피복 금속 입자를 사용해도 된다. 금속 입자로는, 니켈, 은, 알루미늄 등을 들 수 있다.
수지 피복 금속 입자의 크기는, 입경 0.1 ～ 30 ㎛ 가 바람직하고, 0.2 ～ 10 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 또한, 수지 피복 금속 입자의 크기는, 절연 피복도 포함한 크기를 나타내고 있다.
이와 같은 수지 피복 금속 입자에 있어서의 당해 수지로는, 다양한 절연성 수지를 사용할 수 있다. 기능적 강도나 투명성의 면에서, 아크릴계 수지의 경화물을 바람직하게 이용할 수 있다. 바람직하게는, 벤조일퍼옥사이드 등의 유기 과산화물 등의 라디칼 개시제의 존재하에서, 메타크릴산메틸과 메타크릴산 2-하이드록시에틸을 라디칼 공중합시킨 수지를 들 수 있다. 이 경우, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트 등의 이소시아네이트계 가교제로 가교되어 있는 것이 보다 바람직하다.
또, 금속 입자로는, 미리 실란 커플링제로 γ-글리시독시기나 비닐기 등을 금속 표면에 도입해 두는 것이 바람직하다.
이와 같은 수지 피복 금속 입자는, 예를 들어 톨루엔 등의 용매 중에 금속 입자와 실란 커플링제를 투입하고, 실온에서 약 1 시간 교반한 후, 라디칼 모노머와 라디칼 중합 개시제와, 필요에 따라 가교제를 투입하고, 라디칼 중합 개시 온도로 가온시키면서 교반함으로써 제조할 수 있다.
광반사성 이방성 도전 접착제에 있어서, 백색 침상 무기 입자와 함께 백색 구상 무기 입자가 첨가된 경우에 있어서도, 광반사성 이방성 도전 접착제는 우수한 강인성을 발휘할 수 있음으로써, 온도 변화에 의해 신축되어도 접착면의 박리나 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제가 함유하는 도전성 입자로는, 이방성 도전 접속용의 종래의 도전성 입자에 있어서 사용되고 있는 금속 재료의 입자를 사용할 수 있다. 즉, 도전성 입자의 금속 재료로는, 예를 들어 금, 니켈, 구리, 은, 땜납, 팔라듐, 알루미늄, 그들의 합금, 그들의 다층화물 (예를 들어, 니켈 도금/금 플래시 도금물) 등을 들 수 있다.
또한, 금, 니켈 혹은 구리를 금속 재료로 하는 도전성 입자는 갈색을 나타내므로, 본 발명의 효과를 다른 금속 재료보다 향수할 수 있다. 즉, 상기 서술한 바와 같이, 열경화성 수지 조성물 중에 있어서, 백색 침상 무기 입자가 도전성 입자의 대부분을 덮기 때문에, 도전성 입자에서 기인하여 열경화성 수지 조성물이 갈색을 나타내는 것을 억제하여, 열경화성 수지 조성물 전체가 높은 백색성을 나타내게 된다.
또, 도전성 입자로는, 수지 입자를 금속 재료로 피복한 금속 피복 수지 입자를 사용하도록 해도 된다. 이와 같은 수지 입자로는, 스티렌계 수지 입자, 벤조구아나민 수지 입자, 나일론 수지 입자 등을 들 수 있다. 수지 입자를 금속 재료로 피복하는 방법으로는, 종래 공지된 방법을 채용할 수 있으며, 예를 들어 무전해 도금법, 전해 도금법 등을 이용할 수 있다. 또, 피복하는 금속 재료의 층두께는 양호한 접속 신뢰성을 확보할 수 있는 두께이면 되고, 수지 입자의 입경이나 금속의 종류에 따라 다르기도 하지만, 통상적으로 0.1 ～ 3 ㎛ 이다.
또, 수지 입자의 입경은 지나치게 작으면 도통 불량이 발생하고, 지나치게 크면 패턴 사이 쇼트가 발생하는 경향이 있으므로, 1 ～ 20 ㎛ 가 바람직하고, 3 ～ 10 ㎛ 가 보다 바람직하고, 나아가서는 3 ～ 5 ㎛ 가 특히 바람직하다. 이 경우, 수지 입자의 형상으로는 구형이 바람직하지만, 플레이크 형상, 럭비 볼 형상이어도 된다.
금속 피복 수지 입자는 구상 형상이고, 그 입경은 지나치게 크면 접속 신뢰성이 저하되기 때문에, 1 ～ 20 ㎛ 가 바람직하고, 3 ～ 10 ㎛ 가 보다 바람직하다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제가 함유하는 도전성 입자는, 예를 들어 도 1a, 도 1b 의 단면도에 나타내는 바와 같은, 광반사성을 부여한 광반사성 도전성 입자로 할 수도 있다.
도 1a 에 나타내는 광반사성 도전성 입자 (10) 는, 금속 재료로 피복되어 있는 코어 입자 (1) 와, 그 표면에 산화티탄 (TiO2) 입자, 산화아연 (ZnO) 입자 또는 산화알루미늄 (Al2O3) 입자에서 선택된 적어도 1 종의 무기 입자 (2) 로 형성되는 광반사층 (3) 으로 구성된다. 이와 같은 무기 입자로 형성된 광반사층 (3) 은, 백색에서 회색의 범위에 있는 색을 나타낸다. 이 때문에, 상기 서술한 바와 같이, 가시광에 대한 반사 특성의 파장 의존성이 작고, 또한 가시광을 반사하기 쉬워져, LED 소자의 발광 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 산화티탄 입자, 산화아연 입자 또는 산화알루미늄 입자 중, 경화된 이방성 도전 접착제의 열경화성 수지 조성물의 경화물의 광 열화가 우려되는 경우에는, 상기 서술한 바와 같이, 광 열화에 대하여 촉매성이 없고, 굴절률도 높은 산화아연을 바람직하게 사용할 수 있다.
코어 입자 (1) 는 이방성 도전 접속에 제공하는 것으로, 표면이 금속 재료로 구성되어 있다. 코어 입자 (1) 의 양태로는, 예를 들어 코어 입자 (1) 그 자체가 금속 재료인 양태, 또는 수지 입자의 표면이 금속 재료로 피복된 양태를 들 수 있다.
무기 입자 (2) 로 형성된 광반사층 (3) 의 층두께는, 코어 입자 (1) 의 입경과의 상대적 크기의 관점에서 보면, 코어 입자 (1) 의 입경에 대하여 지나치게 작으면 반사율의 저하가 현저해지고, 지나치게 크면 도통 불량이 발생한다. 이 때문에, 광반사층 (3) 의 층두께는 0.5 ～ 50 ％ 가 바람직하고, 1 ～ 25 ％ 가 보다 바람직하다.
또, 광반사성 도전성 입자 (10) 에 있어서, 광반사층 (3) 을 구성하는 무기 입자 (2) 의 입경은, 지나치게 작으면 광반사 현상이 잘 발생되지 않게 되고, 지나치게 크면 광반사층의 형성이 곤란해지는 경향이 있다. 이 때문에, 무기 입자 (2) 의 입경은 0.02 ～ 4 ㎛ 가 바람직하고, 0.1 ～ 1 ㎛, 0.2 ～ 0.5 ㎛ 가 특히 바람직하다. 이 경우, 광반사시키는 광의 파장의 관점에서 보면, 무기 입자 (2) 의 입경은, 반사시켜야 하는 광 (즉, 발광 소자가 발하는 광) 이 투과되지 않도록, 그 광 파장의 50 ％ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 무기 입자 (2) 의 형상으로서 무정형, 구상, 인편상, 침상 등을 들 수 있는데, 그 중에서도 광 확산 효과의 면에서 구상, 전 (全) 반사 효과의 면에서 인편상의 형상이 바람직하다.
광반사성 도전성 입자 (10) 는, 크고 작은 분말끼리를 물리적으로 충돌시킴으로써 큰 입경 입자의 표면에 작은 입자로 이루어지는 막을 형성시키는 공지된 성막 기술 (이른바 메카노퓨전법) 에 의해 제조할 수 있다. 이 경우, 무기 입자 (2) 는, 코어 입자 (1) 표면의 금속 재료에 파고들어가도록 고정되고, 한편, 무기 입자끼리가 잘 융착 고정되지 않으므로, 무기 입자의 모노 레이어가 광반사층 (3) 을 구성한다. 따라서, 도 1a 의 경우, 광반사층 (3) 의 층두께는 무기 입자 (2) 의 입경과 동등하거나 내지 약간 얇아지는 것으로 생각된다.
도 1b 에 나타내는 광반사성 도전성 입자 (20) 는, 광반사층 (3) 이 접착제로서 기능하는 열가소성 수지 (4) 를 함유하고, 이 열가소성 수지 (4) 에 의해 무기 입자 (2) 끼리도 고정되어, 무기 입자 (2) 가 다층화 (예를 들어 2 층 또는 3 층) 되어 있는 점에서, 도 1a 의 광반사성 도전성 입자 (10) 와 상이하다. 이와 같은 열가소성 수지 (4) 를 함유함으로써, 광반사층 (3) 의 기계적 강도가 향상되고, 무기 입자의 박락 (剝落) 등이 잘 발생하지 않게 된다.
열가소성 수지 (4) 로는, 환경 저부하를 의도하여 할로겐 프리의 열가소성 수지를 바람직하게 사용할 수 있고, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀이나 폴리스티렌, 아크릴 수지 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
이와 같은 광반사성 도전성 입자 (20) 도, 메카퓨전법에 의해 제조할 수 있다. 메카퓨전법에 적용하는 열가소성 수지 (4) 의 입자 직경은, 지나치게 작으면 접착 기능이 저하되고, 지나치게 크면 코어 입자에 잘 부착되지 않게 되므로, 0.02 ～ 4 ㎛ 가 바람직하고, 0.1 ～ 1 ㎛ 가 보다 바람직하다. 또, 이와 같은 열가소성 수지 (4) 의 배합량은, 지나치게 적으면 접착 기능이 저하되고, 지나치게 많으면 입자의 응집체가 형성되므로, 무기 입자 (2) 의 100 질량부에 대하여, 0.2 ～ 500 질량부가 바람직하고, 4 ～ 25 질량부가 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제에 함유되는 열경화성 수지로는, 가능한 한 무색 투명한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이방성 도전 접착제 중의 광반사성 도전성 입자의 광반사 효율을 저하시키지 않고, 나아가서는 입사광의 광색을 바꾸지 않고 반사시키기 때문이다. 여기서, 무색 투명하다는 것은, 이방성 도전 접착제의 경화물이, 파장 380 ～ 780 ㎚ 의 가시광에 대하여 광로 길이 1 ㎝ 의 광 투과율 (JIS K 7105) 이 80 ％ 이상, 바람직하게는 90 ％ 이상이 되는 것을 의미한다.
광반사성 이방성 도전 접착제에 있어서, 열경화성 수지 조성물 100 질량부에 대한 광반사성 도전성 입자 등의 도전성 입자의 배합량은, 지나치게 적으면 도통 불량이 발생하고, 지나치게 많으면 패턴 사이 쇼트가 발생하는 경향이 있으므로, 1 ～ 100 질량부가 바람직하고, 10 ～ 50 질량부가 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제는, 열경화성 수지 조성물에 백색 침상 무기 입자를 첨가함으로써, 파장 450 ㎚ 의 광에 대한 반사율 (JIS K 7105) 이 9 ％ 보다 높은 값이 된다. 본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제의 반사 특성은, 그 밖의 다양한 인자, 예를 들어 광반사성 도전성 입자의 반사 특성이나 배합량, 열경화성 수지 조성물의 배합 조성 등을 적절히 조정함으로써, 파장 450 ㎚ 의 광에 대한 반사율 (JIS K 7105) 에서 30 ％ 이상을 실현한다. 통상적으로 반사 특성이 양호한 광반사성 도전성 입자의 배합량을 증량시키면, 반사율도 증대되는 경향이 있다.
또, 광반사성 이방성 도전 접착제의 반사 특성은 굴절률이라는 관점에서 평가할 수도 있다. 즉, 그 경화물의 반사율이, 도전성 입자와 광반사성 절연 입자를 제거한 열경화성 수지 조성물의 경화물의 굴절률보다 크면, 광반사성 절연 입자와 그것을 둘러싸는 열경화성 수지 조성물의 경화물의 계면에서의 광반사량이 증대되기 때문이다. 구체적으로는, 광반사성 절연 입자의 굴절률 (JIS K 7142) 에서 열경화성 수지 조성물의 경화물의 굴절률 (JIS K 7142) 을 뺀 차이가, 바람직하게는 0.02 이상, 보다 바람직하게는 0.2 이상인 것이 요망된다. 또한, 통상적으로 에폭시 수지를 주체로 하는 열경화성 수지 조성물의 굴절률은 약 1.5 이다.
열경화성 수지 조성물로는, 종래의 이방성 도전 접착제나 이방성 도전 필름에 있어서 사용되고 있는 것을 이용할 수 있다. 일반적으로 이와 같은 열경화성 수지 조성물은, 절연성 바인더 수지에 경화제를 배합한 것이다. 절연성 바인더 수지로는, 지환식 에폭시 화합물이나 복소 고리계 에폭시 화합물이나 수소 첨가 에폭시 화합물 등을 주성분으로 한 에폭시계 수지를 바람직하게 들 수 있다.
지환식 에폭시 화합물로는, 분자 내에 2 개 이상의 에폭시기를 갖는 것을 바람직하게 들 수 있다. 이들은 액상이어도 되고 고체상이어도 된다. 구체적으로는, 글리시딜헥사하이드로비스페놀 A, 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센카르복실레이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 경화물에 LED 소자의 실장 등에 적합한 광 투과성을 확보할 수 있고, 빠른 경화성도 우수한 점에서, 글리시딜헥사하이드로비스페놀 A, 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센카르복실레이트를 바람직하게 사용할 수 있다.
복소 고리형 에폭시 화합물로는, 트리아진 고리를 갖는 에폭시 화합물을 들 수 있고, 특히 바람직하게는 1,3,5-트리스(2,3-에폭시프로필)-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H, 3H, 5H)-트리온을 들 수 있다.
수소첨가 에폭시 화합물로는, 앞서 서술한 지환식 에폭시 화합물이나 복소 고리계 에폭시 화합물의 수소 첨가물이나, 그 밖에 공지된 수소 첨가 에폭시 수지를 사용할 수 있다.
지환식 에폭시 화합물이나 복소 고리계 에폭시 화합물이나 수소 첨가 에폭시 화합물은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용할 수 있다. 또, 이들 에폭시 화합물에 추가하여 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한, 다른 에폭시 화합물을 병용해도 된다. 예를 들어, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 테트라메틸비스페놀 A, 디아릴비스페놀 A, 하이드로퀴논, 카테콜, 레조르신, 크레졸, 테트라브로모비스페놀 A, 트리하이드록시비페닐, 벤조페논, 비스레조르시놀, 비스페놀헥사플루오로아세톤, 테트라메틸비스페놀 A, 테트라메틸비스페놀 F, 트리스(하이드록시페닐)메탄, 비자일레놀, 페놀 노볼락, 크레졸 노볼락 등의 다가 페놀과 에피클로르하이드린을 반응시켜 얻어지는 글리시딜에테르 ; 글리세린, 네오펜틸글리콜, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥실렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 지방족 다가 알코올과 에피클로르하이드린을 반응시켜 얻어지는 폴리글리시딜에테르 ; p-옥시벤조산, β-옥시나프토산과 같은 하이드록시카르복실산과 에피클로르하이드린을 반응시켜 얻어지는 글리시딜에테르에스테르 ; 프탈산, 메틸프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 테트라하이드로프탈산, 엔도메틸렌테트라하이드로프탈산, 엔도메틸렌헥사하이드로프탈산, 트리멜리트산, 중합 지방산과 같은 폴리카르복실산으로부터 얻어지는 폴리글리시딜에스테르 ; 아미노페놀, 아미노알킬페놀로부터 얻어지는 글리시딜아미노글리시딜에테르 ; 아미노벤조산으로부터 얻어지는 글리시딜아미노글리시딜에스테르 ; 아닐린, 톨루이딘, 트리브롬아닐린, 자일릴렌디아민, 디아미노시클로헥산, 비스아미노메틸시클로헥산, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술폰 등으로부터 얻어지는 글리시딜아민 ; 에폭시화 폴리올레핀 등의 공지된 에폭시 수지류를 들 수 있다.
경화제로는, 산 무수물, 이미다졸 화합물, 디시안 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 경화물을 잘 변색시키지 않는 산 무수물, 특히 지환식 산 무수물계 경화제를 바람직하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 메틸헥사하이드로프탈산 무수물 등을 바람직하게 들 수 있다.
열경화성 수지 조성물에 있어서, 지환식 에폭시 화합물과 지환식 산 무수물계 경화제를 사용하는 경우, 각각의 사용량은, 지환식 산 무수물계 경화제가 지나치게 적으면 미경화 에폭시 화합물이 많아지고, 지나치게 많으면 잉여 경화제의 영향으로 피착체 재료의 부식이 촉진되는 경향이 있으므로, 지환식 에폭시 화합물 100 질량부에 대하여, 지환식 산 무수물계 경화제를 바람직하게는 80 ～ 120 질량부, 보다 바람직하게는 95 ～ 105 질량부의 비율로 사용한다.
본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제는, 열경화성 수지 조성물과, 도전성 입자와, 광반사성 절연 입자인 백색 침상 무기 입자를 균일하게 혼합함으로써 제조할 수 있다. 또, 광반사성 이방성 도전 필름으로 하는 경우에는, 열경화성 수지 조성물과, 도전성 입자와, 광반사성 절연 입자인 백색 침상 무기 입자를 톨루엔 등의 용매와 함께 분산 혼합하고, 박리 처리한 PET 필름에 소기의 두께가 되도록 도포하고, 약 80 ℃ 정도의 온도에서 건조시키면 된다.
다음으로, 본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용하여 발광 소자를 배선판에 실장하여 이루어지는 발광 장치에 대해 도 2 를 참조하면서 설명한다. 도 2 에 나타내는 발광 장치 (200) 는, 기판 (21) 상의 접속 단자 (22) 와, 발광 소자로서의 LED 소자 (23) 의 n 전극 (24) 과 p 전극 (25) 각각에 형성된 접속용 범프 (26) 사이에, 상기 서술한 광반사성 이방성 도전 접착제를 도포하여, 기판 (21) 과 LED 소자 (23) 가 플립 칩 실장되어 있는 발광 장치이다. 여기서, 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물 (100) 은, 광반사성 절연 입자 (10) 가 열경화성 수지 조성물의 경화물 (11) 중에 분산되어 이루어지는 것이다. 또한, 필요에 따라, LED 소자 (23) 전체를 덮도록 투명 몰드 수지로 밀봉해도 된다.
이와 같이 구성되어 있는 발광 장치 (200) 에 있어서, LED 소자 (23) 는, 발한 광 중, 기판 (21) 측을 향하여 발한 광이 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물 (100) 중의 광반사성 절연 입자 (10) 에 의해 반사되어, LED 소자 (23) 의 상면으로부터 출사된다. 따라서, 발광 효율의 저하를 방지할 수 있다.
발광 장치 (200) 에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제 이외의 구성 (LED 소자 (23), 범프 (26), 기판 (21), 접속 단자 (22) 등) 은, 종래의 발광 장치의 구성과 동일하게 할 수 있다. 또, 발광 장치 (200) 는, 본 실시형태에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용하는 것 이외에는, 종래의 이방성 도전 접속 기술을 이용하여 제조할 수 있다. 또한, 발광 소자로는, LED 소자 (23) 외에, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 공지된 발광 소자를 적용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 설명한다. 또한, 본 발명의 범위는, 하기의 어느 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
(이방성 도전 접착제의 제조)
백색 침상 무기 입자와, 구상 수지의 표면을 금 도금 처리한 도전성 입자 (입경 5 ㎛) 를 에폭시 경화계 접착제 (CEL2021P-MeHHPA 를 주성분으로 한 접착성 바인더) 로 이루어지는 열경화성 수지 조성물에 혼합하여, 이방성 도전 접착제를 제조하였다. 백색 침상 무기 입자의 첨가량은, 열경화성 수지 조성물에 대하여 12.0 체적％ 로 하였다. 백색 침상 무기 입자로는, 장방향 (長方向) 입경 1.7 ㎛, 단방향 입경 0.13 ㎛ (애스펙트비 13.1) 의 이산화티탄 (TiO2) 위스커를 사용하였다. 또, 도전성 입자의 첨가량은 열경화성 수지 조성물에 대하여 10 질량％ 로 하였다.
(광반사율의 평가)
제조한 이방성 도전 접착제를 백색판 상에 두께 100 ㎛ 가 되도록 도포하고, 200 ℃ 에서 1 분간 가열하여 경화시켰다. 얻어진 경화물에 대해, 분광 광도계 (시마즈 제작소사 제조의 UV3100) 를 사용하여 황산바륨을 표준으로 한 파장 450 ㎚ 의 광에 대한 전반사율 (경면 반사 및 확산 반사) 을 측정하였다.
(LED 실장 샘플의 제조)
100 ㎛ 피치의 구리 배선에 Ni/Au (5.0 ㎛ 두께/0.3 ㎛ 두께) 도금 처리한 배선을 갖는 유리 에폭시 기판에, 범프 홀더 (FB700, 카이죠 (주)) 를 사용하여 15 ㎛ 높이의 금 (Au) 범프를 형성하였다. 이 금 범프가 형성된 에폭시 기판에, 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용하여, 청색 LED (Vf ＝ 3.2 V (If ＝ 20 ㎃)) 소자를 200 ℃, 20 초, 1 ㎏/칩의 조건으로 플립 칩 실장하여, 테스트용 LED 모듈을 얻었다.
(전체 광속량의 평가)
얻어진 테스트용 LED 모듈에 대해, 전체 광속량 측정 시스템 (적분 전구 (全球)) (LE-2100, 오오츠카 전자 주식회사 제조) 을 사용하여 전체 광속량을 측정하였다 (측정 조건 If ＝ 20 ㎃ (정전류 제어)).
(도통 신뢰성 및 크랙 발생 유무의 평가)
도통 신뢰성 및 크랙 발생의 유무를, 냉열 사이클 시험 (TCT) 에 의해 평가하였다. 테스트용 LED 모듈을 TCT 에 넣고, (a) - 40 ℃ 에서 30 분간 ←→ 100 ℃ 에서 30 분간, 1000 사이클, (b) - 55 ℃, 30 분 ←→ 125 ℃, 30 분, 1000 사이클을 실시하였다. 즉, (a) - 40 ℃ 및 100 ℃ 의 분위기에 각 30 분간 노출시키고, 이것을 1 사이클로 하는 냉열 사이클을 1000 사이클 실시하고, 또 (b) - 55 ℃ 및 125 ℃ 의 분위기에 각 30 분간 노출시키고, 이것을 1 사이클로 하는 냉열 사이클을 1000 사이클 실시하였다.
도통 신뢰성의 평가는, TCT 를 1000 사이클 실시한 후, TCT 로부터 꺼낸 테스트용 LED 모듈에 대해, If ＝ 20 ㎃ 시의 Vf 값을 측정하였다. 초기 Vf 값으로부터의 Vf 값의 상승분이 5 ％ 이내인 경우에는 도통 신뢰성이 양호한 것으로 판단하여 「○」로 하고, 초기 Vf 값으로부터 Vf 값의 상승분이 5 ％ 이상인 경우에는 도통 신뢰성이 양호하지 않은 것으로 판단하여 「×」로 하였다.
크랙 발생 유무의 평가는, TCT 를 1000 사이클 실시한 후, TCT 로부터 꺼낸 테스트용 LED 모듈에 대해, 금속 현미경으로 청색 LED 소자의 상면으로부터 관찰을 실시하여, 크랙 발생의 유무를 관찰하였다. 광반사성 이방성 도전 접착제에 크랙의 발생이 관찰되지 않는 경우를 「○」로 하고, 광반사성 이방성 도전 접착제에 크랙의 발생이 관찰된 경우를 「×」로 하였다.
<실시예 2>
백색 침상 무기 입자로서, 장방향 입경 50 ㎛, 단방향 입경 3 ㎛ (애스펙트비 16.7) 의 산화아연 (ZnO) 위스커 (파나테트라 WZ-05F1, 암텍 제조) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 처리를 실시하였다.
<실시예 3>
백색 침상 무기 입자로서, 장방향 입경 20 ㎛, 단방향 입경 0.6 ㎛ (애스펙트비 33.3) 의 티탄산칼륨 위스커 (티스모 시리즈, 오오츠카 화학 제조) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 처리를 실시하였다.
<실시예 4>
백색 침상 무기 입자로서, 장방향 입경 50 ㎛, 단방향 입경 3 ㎛ (애스펙트비 16.7) 의 산화아연 (ZnO) 위스커 (파나테트라 WZ-05F1, 암텍 제조) 의 표면을 실란 커플링제로 처리한 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 처리를 실시하였다.
<실시예 5>
백색 침상 무기 입자로서, 장방향 입경 50 ㎛, 단방향 입경 3 ㎛, 애스펙트비 16.7 인 산화아연 (ZnO) 위스커 (파나테트라 WZ-05F1, 암텍 제조) 를 열경화성 수지 조성물에 대하여 9.0 체적％ 의 비율로 첨가함과 함께, 입경 0.6 ㎛ (애스펙트비 1.0) 의 산화아연 (ZnO) 의 백색 구상 무기 입자 (I 종, 사카이 화학 제조) 를 열경화성 수지 조성물에 대하여 3.0 체적％ 의 비율로 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 처리를 실시하였다.
<비교예 1>
이방성 도전 접착제에 백색 침상 무기 입자를 함유시키지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 처리를 실시하였다.
<비교예 2>
실시예 1 의 백색 침상 무기 입자 대신에, 입경 0.9 ㎛ (애스펙트비 1.0) 의 산화티탄의 백색 구상 무기 입자를 열경화성 수지 조성물에 대하여 12.0 체적％ 의 비율로 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 처리를 실시하였다.
<비교도 3>
실시예 1 의 백색 침상 무기 입자 대신에, 0.6 ㎛ (애스펙트비 1.0) 의 산화아연의 백색 구상 무기 입자를 열경화성 수지 조성물에 대하여 12.0 체적％ 의 비율로 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 처리를 실시하였다.
표 1 에 실시예 1 ～ 5, 비교예 1 ～ 3 의 결과를 나타낸다.
Figure pct00001
표 1 에 나타내는 실시예 1 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 백색 침상 무기 입자로서 애스펙트비가 13.1 인 TiO2 (이산화티탄) 를 열경화성 수지 조성물에 대하여 12.0 체적％ 첨가한 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물의 파장 450 ㎚ 에서의 반사율은 55 ％ 였다. 또, 이 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용한 LED 실장 샘플의 전체 광속량은 350 (mlm) 이었다. 구상의 TiO2 (백색 구상 무기 입자) 를 사용한 비교예 2 보다, 반사율 및 LED 로부터의 광 취출 효율은 모두 약간 저하되었다. 그러나, TCT (- 40 ～ 100 ℃) 1000 사이클, TCT (- 55 ～ 125 ℃) 1000 사이클 어느 쪽의 이후에 있어서도 크랙의 발생은 없어, 내크랙성이 향상되었다.
실시예 2 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 침상 백색 무기 입자로서 애스펙트비가 16.7 인 ZnO (산화아연) 를 열경화성 수지 조성물에 대하여 12.0 체적％ 의 비율로 첨가한 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물의 파장 450 ㎚ 에서의 반사율은 35 ％ 였다. 또, 이 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용한 LED 실장 샘플의 전체 광속량은 300 (mlm) 이었다. 구상의 ZnO (백색 구상 무기 입자) 를 사용한 비교예 3 보다, 반사율 및 LED 로부터의 광 취출 효율은 모두 약간 저하되었다. 그러나, TCT (- 40 ～ 100 ℃) 1000 사이클, TCT (- 55 ～ 125 ℃) 1000 사이클 어느 쪽의 이후에 있어서도 크랙의 발생은 없어, 내크랙성이 향상되었다.
실시예 3 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 백색 침상 무기 입자로서 애스펙트비가 33.3 인 티탄산칼륨을 열경화성 수지 조성물에 대하여 12.0 체적％ 의 비율로 첨가한 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물의 파장 450 ㎚ 에서의 반사율은 30 ％ 였다. 또, 이 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용한 LED 실장 샘플의 전체 광속량은 250 (mlm) 이었다. 입상의 ZnO (백색 구상 무기 입자) 를 사용한 비교예 3 보다, 반사율 및 청색 LED 로부터의 광 취출 효율은 모두 약간 저하되었다. 그러나, TCT (- 40 ～ 100 ℃) 1000 사이클, TCT (- 55 ～ 125 ℃) 1000 사이클 어느 쪽의 이후에 있어서도 크랙의 발생은 없어, 내크랙성이 향상되었다.
실시예 4 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 백색 침상 무기 입자로서 애스펙트비가 16.7 인 ZnO 를 열경화성 수지 조성물인 대하여 12.0 체적％ 의 비율로 첨가한 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물의 파장 450 ㎚ 에서의 반사율은 35 ％ 였다. 또, 이 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용한 LED 실장 샘플의 전체 광속량은 300 (mlm) 이었다. 입상의 ZnO (백색 구상 무기 입자) 를 사용한 비교예 3 보다, 반사율 및 LED 로부터의 광 취출 효율은 모두 약간 저하되었다. 그러나, TCT (- 40 ～ 100 ℃) 1000 사이클, TCT (- 55 ～ 125 ℃) 100 사이클 어느 쪽의 이후에 있어서도 크랙의 발생은 없어, 내크랙성이 향상되었다.
실시예 5 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 백색 침상 무기 입자로서 애스펙트비가 16.7 인 산화아연 (ZnO) 을 열경화성 수지 조성물에 대하여 9.0 체적％ 의 비율로 첨가함과 함께, 구상의 ZnO (백색 구상 무기 입자) 를 열경화성 수지 조성물에 대하여 3.0 체적％ 의 비율로 첨가한 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물의 파장 450 ㎚ 에서의 반사율은 40 ％ 였다. 또, 이 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용한 LED 실장 샘플의 전체 광속량은 250 (mlm) 이었다. 백색 구상 무기 입자로서 구상의 산화아연 (ZnO) 을 사용한 비교예 3 보다, 반사율 및 LED 로부터의 광 취출 효율은 모두 약간 저하되었다. 그러나, TCT (- 40 ～ 100 ℃) 1000 사이클, TCT (- 55 ～ 125 ℃) 1000 사이클 어느 쪽의 이후에 있어서도 크랙의 발생은 없어, 내크랙성이 향상되었다.
비교예 1 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 침상 백색 무기 입자를 첨가하지 않고, 도전성 입자를 열경화성 수지 조성물에 대하여 10 질량％ 첨가한 이방성 도전 접착제의 경화물의 파장 450 ㎚ 에서의 반사율은 8 ％ 였다. 이 이방성 도전 접착제를 사용한 LED 실장 샘플의 전체 광속량은 200 (mlm) 이었다. 청색 LED 로부터 출사된 파장 450 ㎚ 의 광은 금 (Au) 에 흡수되기 때문에, 이 광에 대한 반사율이 저하되고, 이것에 의해 청색 LED 의 발광 효율 (광 취출 효율) 이 낮아졌다. TCT (- 40 ～ 100 ℃) 1000 사이클, TCT (- 55 ～ 125 ℃) 1000 사이클 어느 쪽의 이후에 있어서도 크랙의 발생은 없었다.
비교예 2 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 이산화티탄 (TiO2) 의 백색 구상 무기 입자를 열경화성 수지 조성물에 대하여 12.0 체적％ 첨가한 광반사성 이방성 도전 접착제의 파장 450 ㎚ 에서의 반사율은 62 ％ 였다. 이 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용한 LED 실장 샘플의 전체 광속량은 390 (mlm) 이었다. 그러나, TCT (- 40 ～ 100 ℃) 1000 사이클 후에는 크랙의 발생은 없었지만, TCT (- 55 ～ 125 ℃) 1000 사이클 후에 있어서 크랙이 발생하였다.
비교예 3 의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 산화아연 (ZnO) 의 백색 구상 무기 입자를 열경화성 수지 조성물에 대하여 12.0 체적％ 첨가한 광반사성 이방성 도전 접착제의 파장 450 ㎚ 에서의 반사율은 40 ％ 였다. 이 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용한 LED 실장 샘플의 전체 광속량은 350 (mlm) 이었다. TCT (- 40 ～ 100 ℃) 1000 사이클 후에는 크랙의 발생은 없었지만, TCT (- 55 ～ 125 ℃) 1000 사이클 후에 있어서 크랙이 발생하였다.
또한, 실시예 1 ～ 5, 비교예 1 ～ 3 의 이방 도전 접착제에서는, 초기, TCT (- 40 ～ 100 ℃) 1000 사이클 후, TCT (- 55 ～ 125 ℃) 1000 사이클 후 어느 것에 있어서도, 이와 같은 온도 변화에 대하여 높은 내성을 갖고, 우수한 도통 신뢰성을 발휘함을 알 수 있었다.
이상의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 백색 침상 무기 입자를 열경화성 수지 조성물에 첨가한 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용한 실시예 1 ～ 5 에서는, LED 소자로부터 출사된 광에 대한 반사율의 저하를 억제하여, LED 소자의 발광 효율 (광 취출 효율) 을 향상시킬 수 있었다. 또, 실시예 1 ～ 5 에 있어서의 광반사성 이방성 도전 접착제는, TCT 후에도 높은 내크랙성을 확인할 수 있었다. 이것은, 침상 형상으로 이루어지는 백색 침상 무기 입자에 의해 열경화성 수지 조성물의 강인성을 높일 수 있었기 때문인 것으로 생각된다. 또, 실시예 1 ～ 5 의 광반사성 이방성 도전 접착제는, 온도 변화에 대하여 높은 내성을 갖고, 우수한 도통 신뢰성을 발휘함을 알 수 있었다.
21 : 기판, 22 : 접속 단자, 23 : LED 소자, 24 : n 전극, 25 : p 전극, 26 : 범프, 200 : 발광 장치

Claims (10)

  1. 발광 소자를 배선판에 이방성 도전 접속시키기 위해 사용하는 광반사성 이방성 도전 접착제로서, 열경화성 수지, 도전성 입자 및 광반사성 침상 절연 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 광반사성 이방성 도전 접착제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광반사성 침상 절연 입자가 산화티탄, 산화아연 및 티탄산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 무기 입자인 것을 특징으로 하는 광반사성 이방성 도전 접착제.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광반사성 침상 절연 입자가 산화아연의 표면을 실란제로 처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광반사성 이방성 도전 접착제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광반사성 침상 절연 입자의 애스펙트비가, 10 보다 크고 35 미만인 것을 특징으로 하는 광반사성 이방성 도전 접착제.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광반사성 침상 입자의 애스펙트비가, 10 보다 크고 20 미만인 것을 특징으로 하는 광반사성 이방성 도전 접착제.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지 조성물에 있어서의 상기 광반사성 침상 입자의 배합량이, 그 열경화성 수지 조성물에 대하여 1 ～ 50 체적％ 인 것을 특징으로 하는 광반사성 이방성 도전 접착제.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광반사성 구상 절연 입자를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 광반사성 이방성 도전 접착제.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광반사성 침상 절연 입자는 상기 광반사성 구상 절연 입자의 체적량과 동량 이상의 체적량으로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 광반사성 이방성 도전 접착제.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 광반사성 이방성 도전 접착제를 통하여, 발광 소자가 플립 칩 방식으로 배선판에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
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