KR20140052950A - 광반사성 이방성 도전 접착제 및 발광 장치 - Google Patents

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시유키 가니사와
히데아키 우마코시
아키라 이시가미
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데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
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Abstract

발광 소자를 배선판에 이방성 도전 접속하기 위해 사용하는 광반사성 이방성 도전 접착제는, 열경화성 수지 조성물, 도전 입자, 광반사성 침상 절연 입자 및 광반사성 구상 절연 입자를 함유한다. 열경화성 수지 조성물에 있어서의 광반사성 침상 절연 입자 및 광반사성 구상 절연 입자의 배합량은, 열경화성 수지 조성물에 대하여 각각 1 ∼ 50 체적% 이고, 광반사성 구상 절연 입자의 광반사성 침상 절연 입자에 대한 배합비 (V/V) 는 1 : 1 ∼ 10 이다. 광반사성 이방성 도전 접착제는, 산화티탄 위스커, 산화아연 위스커, 티탄산염 위스커, 붕산알루미늄 위스커 또는 월러스토나이트이다.

Description

광반사성 이방성 도전 접착제 및 발광 장치{LIGHT-REFLECTIVE ANISOTROPIC CONDUCTIVE ADHESIVE AND LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은, 발광 소자를 배선판에 이방성 도전 접속하기 위해 사용하는 광반사성 이방성 도전 접착제, 및 그 접착제를 사용하여 발광 소자를 배선판에 실장하여 이루어지는 발광 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드 (LED) 소자를 사용한 발광 장치가 널리 사용되고 있고, 구타입의 발광 장치의 구조는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 기판 (31) 상에 다이본드 접착제 (32) 로 LED 소자 (33) 를 접합하고, 그 상면의 p 전극 (34) 과 n 전극 (35) 을, 기판 (31) 의 접속 단자 (36) 에 금 와이어 (37) 로 와이어 본딩하고, LED 소자 (33) 전체를 투명 몰드 수지 (38) 로 봉지한 것으로 되어 있다. 그런데, 도 3 의 발광 장치의 경우, LED 소자 (33) 가 발하는 광 중, 상면측에 출사하는 400 ∼ 500 ㎚ 의 파장의 광을 금 와이어가 흡수하고, 또, 하면측에 출사한 광의 일부가 다이본드 접착제 (32) 에 의해 흡수되고, LED 소자 (33) 의 발광 효율이 저하된다는 문제가 있다.
이 때문에, 도 4 에 나타내는 바와 같이, LED 소자 (33) 를 플립 칩 실장하는 것이 제안되어 있다 (특허문헌 1). 이 플립 칩 실장 기술에 있어서는, p 전극 (34) 과 n 전극 (35) 에 범프 (39) 가 각각 형성되어 있고, 또한, LED 소자 (33) 의 범프 형성면에는, p 전극 (34) 과 n 전극 (35) 이 절연되도록 광반사층 (40) 이 형성되어 있다. 그리고, LED 소자 (33) 와 기판 (31) 은, 바인더 수지로서 에폭시 수지를 사용한 이방성 도전 페이스트 (ACP) (41) 나 이방성 도전 필름 (ACF) (도시하지 않음) 을 사용하고, 그것들을 경화시켜 접속 고정된다. 이 때문에, 도 4 의 발광 장치에 있어서는, LED 소자 (33) 의 상방으로 출사된 광은 금 와이어로 흡수되지 않고, 하방으로 출사된 광의 대부분은 광반사층 (40) 에서 반사되어 상방으로 출사되기 때문에, 발광 효율 (광 취출 효율) 이 저하되지 않는다.
일본 공개특허공보 평11-168235호
그러나, 특허문헌 1 의 기술에서는, p 전극 (34) 과 n 전극 (35) 이 절연되도록, LED 소자 (33) 에 광반사층 (40) 을 금속 증착법 등에 의해 형성해야 하여, 제조상, 비용 상승을 피할 수 없다는 문제가 있었다.
한편, 광반사층 (40) 을 형성하지 않은 경우에는, 경화된 ACP 나 ACF 중의 금, 니켈 또는 구리로 피복된 도전 입자의 표면은 갈색 내지는 암갈색을 나타내고, 또한, 도전 입자를 분산시키고 있는 에폭시 수지 바인더 자체도, 그 경화를 위해 상용되는 이미다졸계 잠재성 경화제 때문에 갈색을 나타내고 있고, 발광 소자가 발한 광의 발광 효율 (광 취출 효율) 을 향상시키는 것이 곤란하다는 문제도 있었다.
또, 이상 설명한 문제 (비용 상승 문제나 광 취출 효율의 문제) 외에, 보다 큰 문제로서, 이방성 도전 접속부에 크랙이 발생하는 것이나 도통 신뢰성의 저하라는 문제가 있었다. 즉, 이러한 ACP 나 ACF 에서 LED 소자 (33) 와 기판 (31) 을 이방성 도전 접속하여 얻은 발광 장치의 경우, 기판 (31) 의 열선 팽창 계수보다 높은 열선 팽창 계수를 나타내는 에폭시 수지를 ACP 나 ACF 의 바인더 수지로서 사용하고 있기 때문에, 발광 장치의 환경 온도 변화 (예를 들어, 납프리 땜납의 대응 리플로우 처리, 열충격 시험, 고온 분위기 중에서 사용·저장 등에 있어서의 온도 변화) 에 따라, 기판에 고착되어 있는 ACP 나 ACF 의 경화물에 내부 응력이 발생하고, 이방성 도전 접속부에 크랙이 발생하거나, 도통 신뢰성이 저하된다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 이상의 종래 기술의 문제점을 해결하는 것으로, 발광 다이오드 (LED) 소자 등의 발광 소자를 배선판에 이방성 도전 접착제를 사용하여 플립 칩 실장하여 발광 장치를 제조할 때, 제조 비용의 증대를 초래하는 광반사층을 LED 소자에 형성하지 않아도 발광 효율을 개선할 수 있고, 또한, 환경 온도 변화에 의해 발광 장치의 이방성 도전 접속부에 발생하는 도통 신뢰성의 저하나 크랙의 발생을 억제 내지 방지할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명자들은, 이방성 도전 접착제 그 자체에 광반사 기능을 갖게 하면, 발광 효율을 저하시키지 않도록 할 수 있다는 가정하에, (가) 이방성 도전 접착제에, 광반사성 절연 입자를 배합함으로써, 발광 소자의 발광 효율을 저하시키지 않도록 할 수 있는 것, (나) 그 경우에, 침상의 광반사성 절연 입자보다 구상의 광반사성 절연 입자가 발광 효율을 저하시키지 않는 능력이 높은 것, (다) 한편, 구상의 광반사성 절연 입자보다 침상의 광반사성 절연 입자 쪽이 이방성 도전 접속부의 도통 신뢰성의 저하와 크랙 발생의 억제에 대하여 유효한 것, (라) 따라서, 발광 소자의 발광 효율의 향상과, 도통 신뢰성의 저하의 억제 내지 방지 및 크랙 발생의 억제 내지 방지를 양립하기 위해서는, 광반사성 침상 절연 입자와 광반사성 구상 절연 입자를 특정한 배합 비율로 해야 하는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 발광 소자를 배선판에 이방성 도전 접속하기 위해 사용하는 광반사성 이방성 도전 접착제로서, 열경화성 수지 조성물, 도전 입자, 광반사성 침상 절연 입자 및 광반사성 구상 절연 입자를 함유하고,
그 열경화성 수지 조성물에 있어서의 광반사성 침상 절연 입자 및 광반사성 구상 절연 입자의 배합량이, 열경화성 수지 조성물에 대하여 각각 1 ∼ 50 체적% 이고, 또한 광반사성 구상 절연 입자의 광반사성 침상 절연 입자에 대한 배합비 (V/V) 가 1 : 1 ∼ 10 인 광반사성 이방성 도전 접착제를 제공한다.
또, 본 발명은, 이 광반사성 이방성 도전 접착제를 개재하여, 발광 소자가 플립 칩 방식으로 배선판에 실장되어 있는 발광 장치를 제공한다.
본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제에 있어서는, 광반사성의 침상 절연 입자와 구상 절연 입자를, 열경화성 수지 조성물에 대하여 각각 1 ∼ 50 체적% 로 배합하고, 또한 광반사성 구상 절연 입자의 광반사성 침상 절연 입자에 대한 배합비 (V/V) 를 1 : 1 ∼ 10 으로 설정하고 있다. 이 때문에, 제조 비용의 증대를 초래하는 광반사층을 LED 소자에 형성하지 않아도 발광 효율을 개선할 수 있고, 또한, 환경 온도 변화에 의해 발광 장치의 이방성 도전 접속부에 발생하는 도통 신뢰성의 저하나 크랙의 발생을 억제 내지 방지할 수 있다.
도 1a 는, 본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제에 사용하는 광반사성 도전 입자의 단면도이다.
도 1b 는, 본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제에 사용하는 광반사성 도전 입자의 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 발광 장치의 단면도이다.
도 3 은, 종래의 발광 장치의 단면도이다.
도 4 는, 종래의 발광 장치의 단면도이다.
본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제는, 발광 소자를 배선판에 이방성 도전 접속하기 위해 사용하는 것으로서, 열경화성 수지 조성물, 도전 입자, 광반사성 침상 절연 입자 및 광반사성 구상 절연 입자를 함유한다.
본 발명에 있어서, 광반사성 절연 입자로서, 광반사성 침상 절연 입자와 광반사성 구상 절연 입자를 병용하는 이유는 이하와 같다.
일반론으로서, 열경화성 수지 조성물에 광반사성 절연 입자가 함유되어 있는 경우, 온도 변화에 따라 수지 조성물의 신축성이 저하되면 (단단해지면), 열경화성 수지 조성물 (내지 그 경화물) 의 내부 응력에 의해 광반사성 절연 입자와 열경화성 수지 조성물의 계면에 크랙이 발생하기 쉬워진다. 광반사성 이방성 도전 접착제에 크랙이 발생하면, 도통 신뢰성을 저해하게 된다. 그 때문에, 광반사성 이방성 도전 접착제는 우수한 강인성을 갖는 것이 필요하게 되는데, 광반사성 절연 입자로서 광반사성 침상 절연 입자를 열경화성 수지 조성물에 첨가함으로써 광반사성 이방성 도전 접착제에 높은 강인성을 부여할 수 있다. 이것은, 열경화성 수지 조성물 중에 있어서, 각각 랜덤한 방향에 배치되는 침상의 광반사성 절연 입자가, 그것 자체가 휘기 쉽고 또한 벤딩되기 쉽기 때문에, 온도 변화에 따른 열경화성 수지 조성물의 내부 응력을 침상 결정 중에 전파 및 흡수시킬 수 있고, 열경화성 수지 조성물에 이 내부 응력이 전해지는 것을 억제할 수 있기 때문이다. 따라서, 광반사성 침상 절연 입자를 함유하는 광반사성 이방성 도전 접착제는, 우수한 강인성을 발휘하여, 온도 변화에 따라 열경화성 수지 조성물이 신축되어도 크랙의 발생을 억제 내지 방지하고, 또 도통 신뢰성의 저하를 억제 내지 방지할 수 있다.
한편, 광반사성 절연 입자로서, 광반사성 침상 절연 입자만을 사용한 경우, 광반사율이 저하되는 경향이 있다. 그래서, 본 발명에 있어서는, 양호한 광반사 특성을 갖는 구상의 광반사성 절연 입자를 광반사성 침상 절연 입자와 병용하는 것이다.
이러한 광반사성 침상 절연 입자의 열경화성 수지 조성물에 있어서의 배합량은, 열경화성 수지 조성물에 대하여 1 ∼ 50 체적%, 바람직하게는 5 ∼ 25 체적% 이다. 이것은, 광반사성 침상 절연 입자의 배합량이 1 체적% 미만이면, 광반사성 이방성 도전 접착제에 의한 접합부에서의 크랙의 발생이나 도통 신뢰성의 저하를 충분히 억제 내지 방지하기 어려워지는 경향이 있고, 지나치게 많으면 상대적으로 열경화성 수지 조성물의 배합량이 감소하여 광반사성 이방성 도전 접착제의 접착성이 저하되고, 또 광반사성 구상 절연 입자의 배합량도 감소하고, 광반사성 이방성 도전 접착제에 의한 접합부의 광반사율의 개선이 불충분해지는 경향이 있고, 이 범위이면 본 발명의 효과가 얻어지기 때문이다.
또한, 광반사성 구상 절연 입자의 열경화성 수지 조성물에 있어서의 배합량은, 열경화성 수지 조성물에 대하여 1 ∼ 50 체적%, 바람직하게는 2 ∼ 25 체적% 이다. 이것은, 광반사성 구상 절연 입자의 배합량이 1 체적% 미만이면 광반사성 이방성 도전 접착제에 의한 접합부의 광반사율의 개선이 불충분해지는 경향이 있고, 지나치게 많으면 상대적으로 열경화성 수지 조성물의 배합량이 감소하여 광반사성 이방성 도전 접착제의 접착성이 저하되고, 또한, 광반사성 침상 절연 입자의 배합량도 감소하고, 광반사성 이방성 도전 접착제에 의한 접합부의 크랙의 발생을 억제하고, 도통 신뢰성의 저하를 개선하기 어려워지는 경향이 있고, 이 범위이면 본 발명의 효과가 얻어지기 때문이다.
또, 광반사성 구상 절연 입자의 광반사성 침상 절연 입자에 대한 배합비 (V/V) 는, 1 : 1 ∼ 10, 바람직하게는 1 : 2 ∼ 8 이다. 광반사성 구상 절연 입자의 배합량이, 이 범위를 벗어나 광반사성 침상 절연 입자보다 상대적으로 적은 경우에는, 광반사 특성이 저하되는 경향이 있고, 반대로 상대적으로 많은 경우에는, 내크랙 특성이 저하되는 경향이 있기 때문이다.
광반사성 침상 절연 입자로는, 가시광을 발광하는 발광 장치에 적용하는 경우, 백색을 나타내는 침상 무기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 광반사성 침상 절연 입자는, 광반사성 이방성 도전 접착제에 입사한 광을 외부에 반사하고, 또한, 광반사성 침상 절연 입자 자체가 백색을 나타내기 때문에, 가시광에 대한 광반사 특성의 파장 의존성을 작게 할 수 있고, 가시광을 효율적으로 반사할 수 있다.
또, 광반사성 침상 절연 입자의 직경은 5 ㎛ 이하가 바람직하다. 또한, 그 애스펙트비는, 열경화성 수지 조성물의 내부 응력을 충분히 전파 및 흡수시키기 위해 10 보다 큰 것이 바람직하고, 또한, 광반사성 침상 절연 입자를 구부러지기 어렵게 하고, 또한, 열경화성 수지 조성물 중에 균일하게 분산시키기 위해, 35 미만인 것이 바람직하다. 열경화성 수지 조성물 중으로의 분산성을 더욱 향상시키기 위해서는 20 미만인 것이 보다 바람직하다.
이러한 광반사성 침상 절연 입자의 바람직한 구체예로는, 산화아연 위스커, 산화티탄 위스커, 티탄산칼륨 위스커나, 티탄산나트륨 위스커 등의 티탄산염 위스커, 붕산알루미늄 위스커, 월러스토나이트 (카올린실리케이트의 침상 결정) 등의 백색의 침상 무기 입자를 들 수 있다. 이들은 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 여기서, 위스커는, 특수한 제법에 의해 침상으로 성장한 결정이고, 결정 구조에 흐트러짐이 없기 때문에 탄력성이 풍부하고, 변형되기 어렵다는 이점을 갖는다. 이들 무기 화합물은, 가시광을 발광하는 발광 장치에 있어서는 백색을 나타내므로, 가시광에 대한 광반사 특성의 파장 의존성이 작고, 또한 가시광을 반사하기 쉽다. 그 중에서도, 산화아연 위스커는, 백색도가 높고, 또한 경화된 이방성 도전 접착제에 있어서의 열경화성 수지 조성물의 경화물의 광열화가 걱정되는 경우라도 광열화에 대하여 촉매성이 없으므로, 특히 바람직하다.
또, 광반사성 침상 절연 입자로는, 이러한 단침상 결정인 것 대신에, 예를 들어 테트라포드 (등록상표) 와 같은 사면체의 중심부와 정점을 각각 결합하여 이루어지는 형상 등의, 복수 개의 침상 형상을 갖는 결정 (복침상 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 흠집이 나지 않도록 주의할 필요가 있다.
또, 이들 광반사성 침상 절연 입자는, 예를 들어 실란 커플링제로 처리한 것이어도 된다. 무기 입자를 실란 커플링제로 처리하면, 열경화성 수지 조성물 중에 대한 그 분산성을 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 침상 무기 입자, 바람직하게는 산화아연 위스커를 실란 커플링제로 처리하여 얻은 광반사성 침상 절연 입자는, 열경화성 수지 조성물 중에 단시간에 균일하게 혼합시킬 수 있다.
광반사성 침상 절연 입자는, 그 굴절률 (JIS K7142) 이, 바람직하게는 열경화성 수지 조성물의 경화물의 굴절률 (JIS K7142) 보다 큰 것, 보다 바람직하게는 적어도 0.02 정도 큰 것이 바람직하다. 굴절률의 차가 작으면, 그들 계면에서의 광반사 효율이 저하되기 때문이다.
광반사성 이방성 도전 접착제에 있어서, 광반사성 침상 절연 입자와 병용하는 광반사성 구상 절연 입자로는, 가시광을 발광하는 발광 장치에 적용하는 경우, 백색을 나타내는 구상 무기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 광반사성 구상 절연 입자는, 광반사성 이방성 도전 접착제에 입사한 광을 외부에 반사하고, 또한, 광반사성 구상 절연 입자 자체가 백색을 나타내기 때문에, 가시광에 대한 광반사 특성의 파장 의존성을 작게 할 수 있고, 가시광을 효율적으로 반사할 수 있다.
또, 광반사성 구상 절연 입자의 평균 입경은, 지나치게 작으면 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물의 광반사율이 낮아지고, 지나치게 크면 도전 입자에 의한 이방성 도전 접속을 저해하는 경향이 있기 때문에, 바람직하게는 0.02 ∼ 20 ㎛, 보다 바람직하게는 0.2 ∼ 1 ㎛ 이다.
이러한 광반사성 구상 절연 입자의 바람직한 구체예로는, 산화티탄 (TiO2), 질화붕소 (BN), 산화아연 (ZnO) 및 산화알루미늄 (Al2O3) 으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 무기 입자를 들 수 있다. 그 중에서도, 고굴절률 면에서 TiO2 를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이들의 표면에는, 필요에 따라, 통상적인 방법에 의해 Si 와 Al 코트층을 형성해도 된다.
광반사성 구상 절연 입자는, 그 굴절률 (JIS K7142) 이, 바람직하게는 열경화성 수지 조성물의 경화물의 굴절률 (JIS K7142) 보다 큰 것, 보다 바람직하게는 적어도 0.02 정도 큰 것이 바람직하다. 이것은, 굴절률의 차가 작으면 그들의 계면에서의 광반사 효율이 저하되기 때문이다.
또, 광반사성 구상 절연 입자로서, 구상 금속 입자의 표면을 투명한 절연성 수지로 피복한 수지 피복 금속 입자를 사용할 수 있다. 구상 금속 입자의 금속 재료로는, 니켈, 은, 알루미늄 등을 들 수 있고, 그 중에서도 은을 바람직하게 들 수 있다.
광반사성 구상 절연 입자로서의 수지 피복 금속 입자의 평균 입경은, 형상에 따라서도 상이한데, 일반적으로 지나치게 크면, 도전 입자에 의한 이방성 도전 접속을 저해할 우려가 있고, 지나치게 작으면 광을 반사하기 어려워지므로, 바람직하게는 0.1 ∼ 30 ㎛, 보다 바람직하게는 0.2 ∼ 10 ㎛ 이다. 여기서, 수지 피복 금속 입자의 평균 입경은, 절연 피복도 포함하는 크기이다.
이러한 광반사성 구상 절연 입자로서의 수지 피복 금속 입자에 있어서의 당해 수지로는, 여러 가지 절연성 수지를 사용할 수 있다. 기계적 강도나 투명성 등의 점에서 아크릴계 수지의 경화물을 바람직하게 이용할 수 있다. 바람직하게는, 벤조일퍼옥사이드 등의 유기 과산화물 등의 라디칼 중합 개시제의 존재하에서, 메타크릴산메틸과 메타크릴산2-하이드록시에틸을 라디칼 공중합시킨 수지를 들 수 있다. 이 경우, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트 등의 이소시아네이트계 가교제로 가교되어 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 금속 입자로는, 미리 실란 커플링제로 γ-글리시독시기나 비닐기 등을 금속 표면에 도입해 두는 것이 바람직하다.
이러한 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 가온하면서 교반함으로써 제조할 수 있다.
본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제를 구성하는 도전 입자로는, 이방성 도전 접속용의 종래의 도전 입자에 있어서 사용되고 있는 금속의 입자를 이용할 수 있다. 예를 들어, 금, 니켈, 구리, 은, 땜납, 팔라듐, 알루미늄, 그들의 합금, 그들의 다층화물 (예를 들어, 니켈 도금/금 플래시 도금물) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 금, 니켈, 구리는, 도전 입자를 갈색으로 하므로, 본 발명의 효과를 다른 금속 재료보다 향수 (享受) 할 수 있다.
또, 도전 입자로서, 수지 입자를 금속 재료로 피복한 금속 피복 수지 입자를 사용할 수 있다. 이러한 수지 입자로는, 스티렌계 수지 입자, 벤조구아나민 수지 입자, 나일론 수지 입자 등을 들 수 있다. 수지 입자를 금속 재료로 피복하는 방법으로도 종래 공지된 방법을 채용할 수 있고, 무전해 도금법, 전해 도금법 등을 이용할 수 있다. 또한, 피복하는 금속 재료의 층두께는, 양호한 도통 신뢰성을 확보할 만한 두께이고, 수지 입자의 입경이나 금속의 종류에 따라서도 상이한데, 통상 0.1 ∼ 3 ㎛ 이다.
또한, 수지 입자의 평균 입경은, 지나치게 작으면 도통 불량이 발생하고, 지나치게 크면 패턴간 쇼트가 발생하는 경향이 있기 때문에, 바람직하게는 1 ∼ 20 ㎛, 보다 바람직하게는 3 ∼ 10 ㎛, 특히 바람직하게는 3 ∼ 5 ㎛ 이다. 이 경우, 코어 입자 (1) 의 형상으로는 구형이 바람직하지만, 플레이크상, 럭비볼상이어도 된다.
바람직한 금속 피복 수지 입자는 구상 형상이고, 그 입경은 지나치게 크면 도통 신뢰성의 저하가 되기 때문에, 바람직하게는 1 ∼ 20 ㎛, 보다 바람직하게는 3 ∼ 10 ㎛ 이다.
특히, 본 발명에 있어서는, 상기 서술한 바와 같은 도전 입자에 대하여 광반사성을 부여하고, 광반사성 도전 입자로 하는 것이 바람직하다. 도 1a, 도 1b 는, 이러한 광반사성 도전 입자 (10, 20) 의 단면도이다. 먼저, 도 1a 의 광반사성 도전 입자로부터 설명한다.
광반사성 도전 입자 (10) 는, 금속 재료로 피복되어 있는 코어 입자 (1) 와, 그 표면에 산화티탄 (TiO2) 입자, 산화아연 (ZnO) 입자 또는 산화알루미늄 (Al2O3) 입자로부터 선택된 적어도 1 종의 무기 입자 (2) 로부터 형성된 광반사층 (3) 으로 구성된다. 산화티탄 입자, 산화아연 입자 또는 산화알루미늄 입자는, 태양광하에서는 백색을 나타내는 무기 입자이다. 따라서, 그것들로부터 형성된 광반사층 (3) 은 백색 ∼ 회색을 나타낸다. 백색 ∼ 회색을 나타내고 있다는 것은, 가시광에 대한 광반사 특성의 파장 의존성이 작고, 또한 가시광을 반사하기 쉬운 것을 의미한다.
또, 산화티탄 입자, 산화아연 입자 또는 산화알루미늄 입자 중, 경화된 이방성 도전 접착제의 열경화성 수지 조성물의 경화물의 광열화가 우려되는 경우에는, 광열화에 대하여 촉매성이 없고, 굴절률도 높은 산화아연 입자를 바람직하게 사용할 수 있다.
코어 입자 (1) 는, 이방성 도전 접속에 제공되는 것이기 때문에, 그 표면이 금속 재료로 구성되어 있다. 여기서, 표면이 금속 재료로 피복되어 있는 양태로는, 전술한 바와 같이, 코어 입자 (1) 그 자체가 금속 재료인 양태, 또는 수지 입자의 표면이 금속 재료로 피복된 양태를 들 수 있다.
무기 입자 (2) 로부터 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 발생하기 때문에, 바람직하게는 0.5 ∼ 50 %, 보다 바람직하게는 1 ∼ 25 % 이다.
또한, 광반사성 도전 입자 (10) 에 있어서, 광반사층 (3) 을 구성하는 무기 입자 (2) 의 입경은, 지나치게 작으면 광반사 현상이 발생하기 어려워지고, 지나치게 크면 광반사층 (3) 의 형성이 곤란해지는 경향이 있기 때문에, 바람직하게는 0.02 ∼ 4 ㎛, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 1 ㎛, 특히 바람직하게는 0.2 ∼ 0.5 ㎛ 이다. 이 경우, 광반사시키는 광의 파장의 관점에서 보면, 무기 입자 (2) 의 입경은, 반사시켜야 할 광 (즉, 발광 소자가 발하는 광) 이 투과되지 않도록, 그 광의 파장의 50 % 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 무기 입자 (2) 의 형상으로는 무정형, 구상, 인편상, 침상 등을 들 수 있지만, 그 중에서도, 광확산 효과 면에서 구상, 전반사 효과 면에서 인편상의 형상이 바람직하다.
도 1a 의 광반사성 도전 입자 (10) 는, 대소의 분말끼리를 물리적으로 충돌시킴으로써 대입경 입자의 표면에 소입경 입자로 이루어지는 막을 형성시키는 공지된 성막 기술 (이른바 메카노퓨전법) 에 의해 제조할 수 있다. 이 경우, 무기 입자 (2) 는, 코어 입자 (1) 의 표면의 금속 재료에 파고 들어가듯이 고정되고, 한편, 무기 입자 (2) 끼리가 융착 고정되기 어려우므로, 무기 입자의 모노레이어가 광반사층 (3) 을 구성한다. 따라서, 도 1a 의 경우, 광반사층 (3) 의 층두께는, 무기 입자 (2) 의 입경과 동등 내지는 약간 얇아지는 것으로 생각된다.
다음으로, 도 1b 의 광반사성 도전 입자 (20) 에 관해서 설명한다. 이 광반사성 도전 입자 (20) 에 있어서는, 광반사층 (3) 이 접착제로서 기능하는 열가소성 수지 (4) 를 함유하고, 이 열가소성 수지 (4) 에 의해 무기 입자 (2) 끼리도 고정되고, 무기 입자 (2) 가 다층화 (예를 들어 2 층 또는 3 층으로 다층화) 되어 있는 점에서, 도 1a 의 광반사성 도전 입자 (10) 와 상이하다. 이러한 열가소성 수지 (4) 를 함유함으로써, 광반사층 (3) 의 기계적 강도가 향상되고, 무기 입자 (2) 의 박락 (剝落) 등이 발생하기 어려워진다.
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.
이러한 광반사성 도전 입자 (20) 도, 메카노퓨전법에 의해 제조할 수 있다. 메카노퓨전법에 적용하는 열가소성 수지 (4) 의 입자경은, 지나치게 작으면 접착 기능이 저하되고, 지나치게 크면 코어 입자 (1) 에 부착되기 어려워지기 때문에, 바람직하게는 0.02 ∼ 4 ㎛, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 1 ㎛ 이다. 또한, 이러한 열가소성 수지 (4) 의 배합량은, 지나치게 적으면 접착 기능이 저하되고, 지나치게 많으면 광반사성 도전 입자나 코어 입자의 응집체가 형성되기 때문에, 무기 입자 (2) 의 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.2 ∼ 500 질량부, 보다 바람직하게는 4 ∼ 25 질량부이다.
본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제에 사용하는 열경화성 수지 조성물로는, 가능한 한 무색 투명한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 광반사성 이방성 도전 접착제 중의 광반사성 도전 입자의 광반사 효율을 저하시키지 않고, 또한 입사광의 광색을 바꾸지 않고 반사시키기 때문이다. 여기서, 무색 투명이란, 열경화성 수지 조성물의 경화물이, 파장 380 ∼ 780 ㎚ 의 가시광에 대하여 광로 길이 1 ㎝ 의 광투과율 (JIS K7105) 이 80 % 이상, 바람직하게는 90 % 이상이 되는 것을 의미한다.
본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제에 있어서, 열경화성 수지 조성물 100 질량부에 대한 광반사성 도전 입자 등의 도전 입자의 배합량은, 지나치게 적으면 도통 불량이 발생하고, 지나치게 많으면 패턴간 쇼트가 발생하는 경향이 있기 때문에, 바람직하게는 1 ∼ 100 질량부, 보다 바람직하게는 10 ∼ 50 질량부이다.
본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제의 광반사 특성은, 발광 소자의 발광 효율을 향상시키기 위해, 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물의 파장 450 ㎚ 의 광에 대한 반사율 (JIS K7105) 이 적어도 30 % 인 것이 바람직하다. 이러한 광반사율로 하기 위해서는, 사용하는 광반사성 도전 입자의 광반사 특성이나 배합량, 열경화성 수지 조성물의 배합 조성 등을 적절히 조정하면 된다. 통상, 광반사 특성이 양호한 광반사성 도전 입자의 배합량을 증량하면, 반사율도 증대되는 경향이 있다.
또, 광반사성 이방성 도전 접착제의 광반사 특성은 굴절률이라는 관점에서 평가할 수도 있다. 즉, 그 경화물의 굴절률이, 도전 입자와 광반사성 침상 절연 입자와 광반사성 구상 절연 입자를 제외한 열경화성 수지 조성물의 경화물의 굴절률보다 크면, 광반사성 침상 절연 입자 및 광반사성 구상 절연 입자와 그것을 둘러싸는 열경화성 수지 조성물의 경화물의 계면에서의 광반사량이 증대되기 때문이다. 구체적으로는, 광반사성 침상 절연 입자 및 광반사성 구상 절연 입자의 각각의 굴절률 (JIS K7142) 로부터, 열경화성 수지 조성물의 경화물의 굴절률 (JIS K7142) 을 뺀 차가, 바람직하게는 0.02 이상, 보다 바람직하게는 0.2 이상인 것이 요구된다. 또, 통상, 에폭시 수지를 주체로 하는 열경화성 수지 조성물의 굴절률은 약 1.5 이다.
본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제를 구성하는 열경화성 수지 조성물로는, 종래의 이방성 도전 접착제나 이방성 도전 필름에 있어서 사용되고 있는 것을 이용할 수 있다. 일반적으로, 이러한 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, 고체상이어도 된다. 구체적으로는, 글리시딜헥사하이드로비스페놀 A, 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3,4'-에폭시시클로헥센카르복시레이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 경화물에 LED 소자의 실장 등에 적합한 광투과성을 확보할 수 있고, 속경화성도 우수한 점에서, 글리시딜헥사하이드로비스페놀 A, 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센카르복시레이트를 바람직하게 사용할 수 있다.
복소 고리계 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.
수소 첨가 에폭시 화합물로는, 상기 서술한 지환식 에폭시 화합물이나 복소 고리계 에폭시 화합물의 수소 첨가물이나, 기타 공지된 수소 첨가 에폭시 수지를 사용할 수 있다.
지환식 에폭시 화합물이나 복소 고리계 에폭시 화합물이나 수소 첨가 에폭시 화합물은, 단독으로 사용해도 되는데, 2 종 이상을 병용할 수 있다. 또한, 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, 비크실레놀, 페놀노볼락, 크레졸노볼락 등의 다가 페놀과 에피클로르하이드린을 반응시켜 얻어지는 글리시딜에테르 ; 글리세린, 네오펜틸글리콜, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 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 수지류 등을 들 수 있다.
경화제로는, 산 무수물, 이미다졸 화합물, 디시안 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 경화물을 변색시키기 어려운 산 무수물계 경화제, 특히 지환식 산 무수물계 경화제를 바람직하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 메틸헥사하이드로프탈산 무수물 등을 바람직하게 들 수 있다.
본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제의 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 잉여의 경화제의 영향으로 피착체 재료의 부식이 촉진되는 경향이 있기 때문에, 지환식 에폭시 화합물 100 질량부에 대하여, 지환식 산 무수물계 경화제를, 바람직하게는 80 ∼ 120 질량부, 보다 바람직하게는 95 ∼ 105 질량부의 비율로 사용하다.
본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제는, 광반사성 침상 절연 입자 및 광반사성 구상 절연 입자와 도전 입자와 열경화성 수지 조성물을 균일하게 혼합함으로써 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제를 광반사성 이방성 도전 필름으로 하는 경우에는, 광반사성 침상 절연 입자 및 광반사성 구상 절연 입자와 도전 입자와 열경화성 수지 조성물을 톨루엔 등의 용매와 함께 분산 혼합하고, 박리 처리한 PET 필름에 소기의 두께가 되도록 도포하고, 약 80 ℃ 정도의 온도에서 건조시키면 된다.
다음으로, 본 발명의 발광 장치에 관해서 도 2 를 참조하면서 설명한다. 발광 장치 (200) 는, 기판 (21) 상의 접속 단자 (22) 와, 발광 소자로서 LED 소자 (23) 의 n 전극 (24) 과 p 전극 (25) 의 각각에 형성된 접속용의 범프 (26) 사이에, 전술한 본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제를 도포하고, 기판 (21) 과 LED 소자 (23) 가 플립 칩 실장되어 있는 발광 장치이다. 여기서, 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물 (100) 은, 광반사성 도전 입자 (10) 와, 또한 광반사성 침상 절연 입자와 광반사성 구상 절연 입자가 열경화성 수지 조성물의 경화물 (11) 중에 분산하여 이루어지는 것이다. 또, 필요에 따라, LED 소자 (23) 의 전체를 덮도록 투명 몰드 수지로 봉지해도 된다. 또, LED 소자 (23) 에 종래와 동일하게 광반사층을 형성해도 된다.
이와 같이 구성되어 있는 발광 장치 (200) 에 있어서는, LED 소자 (23) 가 발한 광 중, 기판 (21) 측을 향하여 발한 광은, 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물 (100) 중의 광반사성 도전 입자 (10) 에서 반사하고, LED 소자 (23) 의 상면으로부터 출사한다. 따라서, 발광 효율의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 광반사성 침상 절연 입자가 포함되어 있기 때문에, 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물의 도통 신뢰성을 개선하여, 크랙의 발생을 억제 내지 방지할 수 있다.
본 발명의 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. 또한, 본 발명의 발광 장치 (200) 는, 본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용하는 것 이외에는, 종래의 이방성 도전 접속 기술을 이용하여 제조할 수 있다. 또, 발광 소자로는, LED 소자 외에, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 공지된 발광 소자를 적용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 관해서 설명한다. 또, 본 발명의 범위는, 하기의 어느 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ∼ 7, 비교예 1 ∼ 4
(이방성 도전 접착제의 제조)
광반사성 백색 침상 절연 입자 (금속 산화물 위스커) 및/또는 광반사성 백색 구상 절연 입자 (금속 산화물 입자) 와, 도전 입자로서, 구상의 아크릴 수지 입자의 표면에 금 도금층이 형성된 금 피복 수지 입자 (평균 입경 5 ㎛) 또는 산화티탄 미립자로 피복된 광반사성 도전 입자 (평균 입경 5 ㎛) 10 질량부를, 지환식 에폭시 화합물 (CEL2021P, (주) 다이셀) 50 질량부와 메틸헥사하이드로 무수 프탈산 50 질량부를 함유하는 투명한 에폭시계 열경화성 수지 조성물 (굴절률 1.45) 에, 표 1 의 첨가량으로 혼합하고, 이방성 도전 접착제를 조제하였다.
또, 실시예 6 에서 사용한 광반사성 도전 입자는, 입경 0.5 ㎛ 의 산화티탄 분말 4 질량부, 입경 0.2 ㎛ 의 폴리스티렌계 분말 3 질량부, 및 입경 5 ㎛ 의 도전 입자 (평균 입경 4.6 ㎛ 의 구상 아크릴 수지 입자에 0.2 ㎛ 두께의 무전해 금 도금을 실시한 입자 (20GNR4.6EH, 닛폰 화학 공업 (주))) 20 질량부를 메카노퓨전 장치 (AMS-GMP, 호소카와미크론 (주)) 에 투입하고, 금 피복 수지 입자의 표면에 산화티탄 입자로 이루어지는 약 1 ㎛ 두께의 광반사층을 성막함으로써 제조하였다. 이 광반사성 도전 입자의 외관색은 회색이었다.
또한, 실시예 1 및 2 에서 사용한 광반사성 백색 구상 절연 입자는, 입경 0.5 ㎛ 의 TiO2 표면을, Si 막과 Al 막으로 피복한 것이다. 실시예 6 에서 사용한 광반사성 백색 침상 절연 입자는, ZnO 위스커의 표면을, 실리콘 커플링제로 표면 처리 (실리카 처리) 한 것이다 (파나테트라, (주) 암텍).
(광반사율의 평가)
제조한 이방성 도전 접착제를 백색판 상에 두께 100 ㎛ 가 되도록 도포하고, 200 ℃ 에서 1 분간 가열하여 경화시켰다. 얻어진 경화물에 관해서, 분광 광도계 (UV3100, (주) 시마즈 제작소) 를 사용하여 황산바륨을 표준으로 한 파장 450 ㎚ 의 광에 대한 전반사율 (경면 반사 및 확산 반사) 을 측정하였다. 얻어진 결과를 표 1 에 나타낸다. 실용상, 광반사율은 30 % 초과인 것이 바람직하다.
(LED 실장 모듈 샘플의 제조)
100 ㎛ 피치의 구리 배선에 Ni/Au (5.0 ㎛ 두께/0.3 ㎛ 두께) 도금 처리한 배선을 갖는 유리 에폭시 기판에, 범프 홀더 (FB700, (주) 카이죠) 를 사용하여 15 ㎛ 높이의 금 (Au) 범프를 형성하였다. 이 금 범프가 부착된 에폭시 기판에, 광반사성 이방성 도전 접착제를 사용하여, 청색 LED (Vf=3.2 V (If=20 mA)) 소자를 200 ℃, 20 초, 1 ㎏/칩의 조건에서 플립 칩 실장하고, 테스트용 LED 모듈을 얻었다.
(전체 광속량의 평가)
얻어진 테스트용 LED 모듈에 관해서, 전체 광속량 측정 시스템 (적분 전체 구) (LE-2100, 오오츠카 전자 (주)) 을 사용하여 전체 광속량을 측정하였다 (측정 조건 If=20 mA (정전류 제어)). 얻어진 결과를 표 1 에 나타낸다. 실용상, 전체 광속량은, 300 mlm 초과인 것이 요구된다.
(도통 신뢰성 및 내크랙성의 평가)
도통 신뢰성 및 내크랙성에 관해서, 이하의 2 종류의 냉열 사이클 시험 (TCT) 을 실시함으로써 평가하였다.
<TCT-A>
테스트용 LED 모듈을, -40 ℃ 및 100 ℃ 의 분위기에 각 30 분간 노출하고, 이것을 1 사이클로 하는 냉열 사이클을 1000 사이클 실시하였다.
<TCT-B>
테스트용 LED 모듈을, -55 ℃ 및 125 ℃ 의 분위기에 각 30 분간 노출하고, 이것을 1 사이클로 하는 냉열 사이클을 1000 사이클 실시하였다.
도통 신뢰성의 평가는, TCT 를 1000 사이클 실시한 후에, TCT 로부터 취출한 테스트용 LED 모듈에 관해서, If=20 mA 일 때의 Vf 값을 측정하고, 이하의 기준으로 평가하였다.
랭크 : 기준
A : 초기 Vf 값으로부터의 Vf 값의 상승분이 3 % 미만인 경우
B : 초기 Vf 값으로부터의 Vf 값의 상승분이 3 % 이상 5 % 미만인 경우
C : 초기 Vf 값으로부터의 Vf 값의 상승분이 5 % 이상인 경우
크랙 발생의 유무의 평가는, TCT 를 1000 사이클 실시한 후에, TCT 로부터 취출한 테스트용 LED 모듈에 관해서, 금속 현미경으로 청색 LED 소자의 상면으로부터 관찰을 실시하고, 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물에 크랙이 발생했는지의 여부를 관찰하여, 이하의 기준으로 평가하였다.
랭크 : 기준
A : 크랙의 발생이 전혀 관찰되지 않는 경우
B : 크랙의 발생이 약간 관찰되지만, 실용상 문제가 없는 레벨인 경우
C : 크랙의 발생이 관찰되는 경우
Figure pct00001
표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 7 의 이방성 도전 접착제의 경우, 전반사율이 37 % 이상이고, 전체 광속량도 340 mlm 이상이었다. 또한, 내크랙성 및 도통 신뢰성의 평가는, 모두 「A」평가였다.
그것에 대하여, 비교예 1 의 이방성 도전 접착제의 경우, 광반사성 절연 입자를 배합하지 않았기 때문에, 외관색이 갈색이 되고, 그 때문에 전반사율이 8 % 로 매우 낮고, 전체 광속량도 200 mlm 로 매우 낮은 결과가 되었다.
또한, 비교예 2 의 이방성 도전 접착제의 경우, 광반사성 절연 입자의 토털의 배합량이 실시예 3 의 이방성 도전 접착제와 동일하지만, 광반사성 백색 구상 절연 입자를 배합하지 않고 광반사성 백색 침상 절연 입자만을 사용했기 때문에, 전반사율이 42 % (실시예 3) 에서 35 % 로 저하되고, 또한 전체 광속량도 360 mlm (실시예 3) 에서 300 mlm 으로 저하되었다.
비교예 3 의 이방성 도전 접착제의 경우, 광반사성 절연 입자의 토털의 배합량이 실시예 3 의 이방성 도전 접착제와 동일하지만, 광반사성 백색 침상 절연 입자를 배합하지 않고 광반사성 백색 구상 절연 입자만을 사용했기 때문에, 전반사율은 42 % (실시예 3) 에서 50 % 로 향상되었지만, 내크랙성이 「C」평가가 되고, 도통 신뢰성도 TCT-B 의 경우에 「B」평가가 되었다.
비교예 4 의 이방성 도전 접착제의 경우, 실시예 3 의 이방성 도전 접착제의 경우에 비해, 광반사성 백색 구상 절연 입자를 4 vol% 에서 16 vol% 로 증대시켰기 때문에, 전반사율, 전체 광속량에 대해서는 개선되었지만, 내크랙성이 「B」 또는 「C」평가가 되고, 도통 신뢰성도 TCT-B 의 경우에 「B」평가가 되었다.
산업상 이용가능성
본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제는, 광반사성의 침상 절연 입자와 구상 절연 입자를, 열경화성 수지 조성물에 대하여 각각 1 ∼ 50 체적% 로 배합하고, 또한 광반사성 구상 절연 입자의 광반사성 침상 절연 입자에 대한 배합비를 1 : 1 ∼ 10 으로 설정하고 있다. 이 때문에, 제조 비용의 증대를 초래하는 광반사층을 LED 소자에 형성하지 않아도 발광 효율을 개선할 수 있고, 또한, 환경 온도 변화에 의해 발광 장치의 이방성 도전 접속부에 발생하는 도통 신뢰성의 저하나 크랙의 발생을 억제 내지 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 광반사성 이방성 도전 접착제는, LED 소자를 플립 칩 실장할 때에 유용하다.
1 : 코어 입자
2 : 무기 입자
3, 40 : 광반사층
4 : 열가소성 수지
10, 20 : 광반사성 도전 입자
11 : 열경화성 수지 조성물의 경화물
21, 31 : 기판
22, 36 : 접속 단자
23, 33 : LED 소자
24, 35 : n 전극
25, 34 : p 전극
26, 39 : 범프
32 : 다이본드 접착제
37 : 금 와이어
38 : 투명 몰드 수지
41 : 이방성 도전 페이스트 (ACP)
100 : 광반사성 이방성 도전 접착제의 경화물
200 : 발광 장치

Claims (16)

  1. 발광 소자를 배선판에 이방성 도전 접속하기 위해 사용하는 광반사성 이방성 도전 접착제로서, 열경화성 수지 조성물, 도전 입자, 광반사성 침상 절연 입자 및 광반사성 구상 절연 입자를 함유하고,
    상기 열경화성 수지 조성물에 있어서의 광반사성 침상 절연 입자 및 광반사성 구상 절연 입자의 배합량이, 열경화성 수지 조성물에 대하여 각각 1 ∼ 50 체적% 이고, 또한 광반사성 구상 절연 입자의 광반사성 침상 절연 입자에 대한 배합비 (V/V) 가 1 : 1 ∼ 10 인, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광반사성 침상 절연 입자가, 산화티탄 위스커, 산화아연 위스커, 티탄산 염 위스커, 붕산알루미늄 위스커 및 월러스토나이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 침상 무기 입자인, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광반사성 침상 무기 입자가 산화아연 위스커인, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광반사성 침상 절연 입자가 침상 무기 입자를 실란 커플링제로 처리한 것인, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광반사성 침상 절연 입자의 애스펙트비가 10 보다 크고 35 미만인 것을 특징으로 하는, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광반사성 침상 절연 입자의 굴절률 (JIS K7142) 이 열경화성 수지 조성물의 경화물의 굴절률 (JIS K7142) 보다 큰, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광반사성 구상 절연 입자가, 산화티탄, 질화붕소, 산화아연 및 산화알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 구상 무기 입자인, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  8. 제 7 항에 있어서,
    광반사성 구상 절연 입자의 평균 입경이 0.02 ∼ 20 ㎛ 인, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광반사성 구상 절연 입자의 굴절률 (JIS K7142) 이 열경화성 수지 조성물의 경화물의 굴절률 (JIS K7142) 보다 큰, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광반사성 구상 절연 입자가 구상 금속 입자의 표면을 절연성 수지로 피복한 수지 피복 금속 입자인, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  11. 제 10 항에 있어서,
    광반사성 구상 절연 입자가 구상 은 입자의 표면을 절연성 수지로 피복한 수지 피복 은 입자인, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열경화성 수지 조성물이 에폭시 수지와 산 무수물계 경화제를 함유하는, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도전 입자가, 금속 재료로 피복되어 있는 코어 입자와, 그 표면에 산화티탄 입자, 산화아연 입자 또는 산화알루미늄 입자로부터 선택된 적어도 1 종의 무기 입자로부터 형성된 광반사층으로 이루어지는 광반사성 도전 입자인, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열경화성 수지 조성물 100 질량부에 대한 광반사성 도전 입자의 배합량이 1 ∼ 100 질량부인, 광반사성 이방성 도전 접착제.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 광반사성 이방성 도전 접착제를 개재하여, 발광 소자가 플립 칩 방식으로 배선판에 실장되어 있는, 발광 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    발광 소자가 발광 다이오드인, 발광 장치.
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