專利名稱：光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑及發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了在布線板上將發(fā)光元件進(jìn)行各向異性導(dǎo)電連接而使用的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑、以及使用該光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑將發(fā)光元件安裝到布線板上而成的發(fā)光裝置。本申請(qǐng)以在日本2010年4月13日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)編號(hào)特愿2010-092672為基礎(chǔ)主張優(yōu)先權(quán)，通過參照該申請(qǐng)，將其在本申請(qǐng)中引用。
背景技術(shù)：
以往，使用了發(fā)光二極管(LED)元件等發(fā)光元件的發(fā)光裝置被廣泛使用。圖3 圖5表示舊式發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)例。在圖3所示的發(fā)光裝置的制造中，在基板31上用芯片焊接粘接劑32接合LED元件33，將LED元件33的上表面的p電極34、n電極35以金(Au)線37并通過銀鍍層36與基板31引線接合。由此，將LED元件33與基板31電接合。通常，發(fā)光裝置雖然將LED元件33整體用透明模制樹脂等樹脂密封(未圖示)，然而存在由于樹脂與LED元件33及金線37的線膨脹系數(shù)不同而在金線37的連接部分產(chǎn)生剝離，或產(chǎn)生因金線37的斷線所導(dǎo)致的電連接不良的情況。通常，對(duì)于這種發(fā)光裝置，要求抑制由LED元件射出的光的反射率的降低而維持發(fā)光效率(光取出效率)。在圖3所示的發(fā)光裝置中，作為L(zhǎng)ED元件33的P電極34、n電極35，通常使用金電極。然而，LED元件33射出的光中，射出到上表面?zhèn)鹊牟ㄩL(zhǎng)400 500nm的光被金電極、金線吸收，此外，射出到下側(cè)的光被芯片焊接粘接劑32吸收。這種光吸收使得LED元件33的發(fā)光效率(光取出效率)降低。進(jìn)一步地，利用芯片焊接粘接劑32進(jìn)行的粘接步驟，由于通過烘箱固化來進(jìn)行，還存在制造需要耗費(fèi)時(shí)間的問題。圖4所示的發(fā)光裝置，使用了以銀糊為代表的導(dǎo)電性糊37，通過該導(dǎo)電性糊37將LED元件33的下表面的P電極34、n電極35與基板31上的鍍銀部分36電接合。然而，導(dǎo)電性糊37由于粘接力弱，有必要利用密封樹脂38進(jìn)行增強(qiáng)。而且，光有時(shí)擴(kuò)散到導(dǎo)電性糊37的內(nèi)部或被導(dǎo)電性糊37的內(nèi)部吸收，使得LED元件33的發(fā)光效率降低。因此，例如提出了通過使各向異性導(dǎo)電粘接劑(ACP)或各向異性導(dǎo)電粘接膜(ACP)固化，來將LED元件與基板連接固定而電接合的技術(shù)方案。例如專利文獻(xiàn)I中記載了將LED元件進(jìn)行倒裝片安裝的方法。此外，例如圖5所示的發(fā)光裝置中，使用市售的各向異性導(dǎo)電粘接劑39通過倒裝片安裝將LED元件33的下表面的p電極34、n電極35與基板31電接合。該倒裝片安裝技術(shù)中，在P電極34和η電極35上分別形成凸塊(〃 > 7°) 40。在專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，在LED元件上以與P電極及η電極絕緣的方式通過金屬氣相沉積層等設(shè)置光反射層。由此，抑制由LED元件射出的光的反射率的降低而維持發(fā)光效率。然而，利用該專利文獻(xiàn)I的技術(shù)時(shí)，不僅發(fā)光裝置的制造步驟數(shù)增加，而且還存在不能避免成本升高的問題。另一方面，圖5所示的發(fā)光裝置，雖然未設(shè)置光反射層，然而由于用作分散在ACP的粘合劑中的導(dǎo)電性粒子的Au或Ni呈現(xiàn)出褐色或咖啡色、以及粘合劑通常含有的咪唑系潛伏性固化劑呈現(xiàn)出褐色等原因，ACP的粘合劑整體呈現(xiàn)出褐色，由此吸收光。結(jié)果LED元件33的發(fā)光效率降低?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I :日本特開平11-168235號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，ACP使用環(huán)氧樹脂作為粘合劑樹脂，使用了環(huán)氧樹脂的ACP由于基于伴隨溫度變化的與連接基板的熱膨脹率差的內(nèi)部應(yīng)力，而產(chǎn)生導(dǎo)通電阻的增大、接合面的剝離、裂紋等。因此，無鉛焊接的對(duì)應(yīng)回流、熱沖擊的耐性、高溫高濕度氣氛中使用及貯藏時(shí)的、對(duì)于氣相沉積布線的腐蝕現(xiàn)象的耐性等可靠性有可能降低。
本發(fā)明是鑒于這種以往的實(shí)際情況而提出的，其目的在于，對(duì)于使用各向異性導(dǎo)電粘接劑將LED元件等發(fā)光元件在布線板上進(jìn)行倒裝片安裝而成的、LED元件上不設(shè)置導(dǎo)致制造成本升高的光反射層而維持發(fā)光元件的發(fā)光效率的發(fā)光裝置，可防止各向異性導(dǎo)電粘接劑的裂紋的產(chǎn)生，得到高的導(dǎo)通可靠性。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過使添加到各向異性導(dǎo)電粘接劑中的光反射性絕緣粒子為針狀形狀，可以防止裂紋的產(chǎn)生。即，本發(fā)明是為了將發(fā)光元件與布線板各向異性導(dǎo)電連接而使用的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，其特征在于，含有熱固化性樹脂、導(dǎo)電性粒子和光反射性針狀絕緣粒子。此外，本發(fā)明的特征在于，經(jīng)由這種光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，將發(fā)光元件以倒裝片方式安裝到布線板上。根據(jù)本發(fā)明的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑及發(fā)光裝置，通過在各向異性導(dǎo)電粘接劑中添加光反射性針狀絕緣粒子，可以防止光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑中的裂紋的產(chǎn)生，而得到高的導(dǎo)通可靠性。


圖IA為光反射性導(dǎo)電性粒子的截面圖，圖IB為光反射性導(dǎo)電性粒子的截面圖。圖2為本實(shí)施方式中的發(fā)光裝置的截面圖。圖3為以往的發(fā)光裝置的截面圖。圖4為以往的發(fā)光裝置的截面圖。圖5為以往的發(fā)光裝置的截面圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖的同時(shí)對(duì)適用本發(fā)明的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑的具體實(shí)施方式
(以下將其稱為“本實(shí)施方式”)的一例進(jìn)行說明。本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑是為了將作為發(fā)光元件的LED元件與布線板各向異性導(dǎo)電連接而使用的粘接齊U，其含有熱固化性樹脂組合物、導(dǎo)電性粒子和光反射性針狀絕緣粒子。光反射性針狀絕緣粒子，如后所述，其特征在于，由縱橫比為規(guī)定范圍的值的針狀形狀形成。熱固化性樹脂組合物含有球狀粒子時(shí)，若隨著溫度變化而伸縮性降低，則由于熱固化性樹脂組合物的內(nèi)部應(yīng)力而有可能由球狀粒子與熱固化性樹脂組合物的界面產(chǎn)生裂紋。若如此光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑產(chǎn)生裂紋，則損害導(dǎo)通可靠性。因此，光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑有必要具有優(yōu)異的強(qiáng)韌性。本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，是將縱橫比為規(guī)定范圍的針狀的光反射性絕緣粒子添加到熱固化性樹脂組合物中。在熱固化性樹脂組合物中，分別在隨機(jī)方向上配置的針狀的光反射性絕緣粒子，可以將伴隨溫度變化的熱固化性樹脂組合物的內(nèi)部應(yīng)力傳播及吸收到針狀結(jié)晶中，而抑制該內(nèi)部應(yīng)力傳遞到熱固化性樹脂中，因此可以提高熱固化性樹脂組合物的強(qiáng)韌性。由此，光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑可以發(fā)揮優(yōu)異的強(qiáng)韌性，即使由于溫度變化而使熱固化性樹脂組合物伸縮，也可以抑制裂紋的產(chǎn)生、粘接面的剝離。光反射性針狀絕緣粒子，在發(fā)出可見光的發(fā)光裝置中，由呈現(xiàn)出白色的針狀無機(jī)化合物形成，將入射到光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑中的光反射到外部。通過光反射性針狀絕緣粒子本身呈現(xiàn)出白色，可以減小反射特性對(duì)于可見光的波長(zhǎng)依賴性，可以有效地反射可見光。如此，本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，通過含有由呈現(xiàn)出白色的 同時(shí)具有縱橫比為規(guī)定范圍的針狀形狀的無機(jī)化合物形成的粒子(以下將其稱為“白色針狀無機(jī)粒子”)，可以抑制對(duì)于由發(fā)光元件射出的光的反射率的降低、而維持發(fā)光元件的發(fā)光效率，同時(shí)可以防止裂紋等而得到高的導(dǎo)通可靠性。作為白色針狀無機(jī)粒子，可以舉出例如氧化鋅晶須、氧化鈦晶須、鈦酸鉀晶須等鈦酸鹽晶須，硼酸鋁晶須，硅灰石(高嶺土硅酸鹽的針狀結(jié)晶)等針狀形狀的無機(jī)化合物。晶須是通過特殊的制法生長(zhǎng)為針狀的結(jié)晶，由于結(jié)晶結(jié)構(gòu)不會(huì)混亂，具有富有彈性、不易變形的優(yōu)點(diǎn)。這些無機(jī)化合物由于在發(fā)出可見光的發(fā)光裝置中呈現(xiàn)出白色，因此反射特性對(duì)于可見光的波長(zhǎng)依賴性小且易反射可見光。其中，氧化鋅晶須即使在白色度高、且固化的各向異性導(dǎo)電粘接劑中的熱固化性樹脂組合物的固化物有可能光劣化的情況下，對(duì)于光劣化也沒有催化性，因此特別優(yōu)選。白色針狀無機(jī)粒子由具有一根針狀形狀的結(jié)晶(單針狀結(jié)晶)構(gòu)成時(shí)，其纖維直徑(短方向粒徑)優(yōu)選為5μπι以下。此外，由單針狀結(jié)晶形成的白色針狀無機(jī)粒子的縱橫比優(yōu)選大于10且小于35，特別優(yōu)選大于10且小于20。白色針狀無機(jī)粒子的縱橫比大于10時(shí)，可以充分地傳播及吸收熱固化性樹脂的內(nèi)部應(yīng)力。此外，白色針狀無機(jī)粒子的縱橫比小于35時(shí)，針狀的結(jié)晶不易折斷的同時(shí)，可以均一地分散到熱固化性樹脂中，不會(huì)阻礙利用了導(dǎo)電性粒子的各向異性連接。該縱橫比小于20時(shí)，可以進(jìn)一步提高在熱固化性樹脂中的分散性。通過將縱橫比大于10且小于35的白色針狀無機(jī)粒子添加到熱固化性樹脂組合物中，可以提高熱固化性樹脂組合物的強(qiáng)韌性，因此即使光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑伸縮，也可以抑制粘接面的剝離或裂紋的產(chǎn)生。而且，作為白色針狀無機(jī)粒子，還可以替代這種單針狀結(jié)晶的白色針狀無機(jī)粒子，例如使用如f卜’ ^ y K (注冊(cè)商標(biāo))那樣具有將四面體的中心部與頂點(diǎn)分別結(jié)合而成的形狀等的、多根針狀形狀的結(jié)晶(多針狀結(jié)晶)。多針狀結(jié)晶的白色針狀無機(jī)粒子與單針狀結(jié)晶的白色針狀無機(jī)粒子相比，在熱傳導(dǎo)性大這方面是優(yōu)異的，然而由于與單針狀結(jié)晶相比為體積大的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，因此有必要注意，以在熱加壓粘合時(shí)不會(huì)由于針狀部分而損傷基板、元件的接合部件。此外，針狀白色無機(jī)粒子例如還可以為用硅烷偶聯(lián)劑處理了的針狀白色無機(jī)粒子。通過將針狀白色無機(jī)粒子用硅烷偶聯(lián)劑處理，可以提高熱固化性樹脂組合物中的分散性。因此，可以將用硅烷偶聯(lián)劑處理了的針狀白色無機(jī)粒子在短時(shí)間內(nèi)均一地混合到熱固化性樹脂組合物中。對(duì)于白色針狀無機(jī)粒子，其折射率(JIS K 7142)優(yōu)選大于熱固化性樹脂組合物的固化物的折射率(Jis K 7142)，更優(yōu)選至少大O. 02左右。這是由于若折射率之差小，則它們的界面的反射效率降低。即，作為白色針狀無機(jī)粒子，即使為具有光反射性和絕緣性的無機(jī)粒子，也不能適用SiO2那樣其折射率為所使用的熱固化性樹脂組合物的折射率以下的粒子。白色針狀無機(jī)粒子在光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑中的配合量若過少，則不能實(shí)現(xiàn)充分的光反射，另一方面，若過多則熱固化性樹脂的粘接性降低，因此相對(duì)于熱固化性樹 脂組合物，優(yōu)選為I 50體積％(vol%)、特別優(yōu)選為5 25體積％。本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑通過含有這種白色針狀無機(jī)粒子，覆蓋導(dǎo)電性粒子的大部分，因此即使在導(dǎo)電性粒子呈現(xiàn)出褐色等顏色的情況下，也實(shí)現(xiàn)熱固化性樹脂組合物的白色性。利用這種熱固化性樹脂組合物的白色性，反射特性對(duì)于可見光的波長(zhǎng)依賴性減小且易反射可見光，因此可以與基板電極的顏色種類無關(guān)地抑制由LED元件射出的光的反射率的降低，同時(shí)也可有效地利用LED元件向其下表面?zhèn)劝l(fā)出的光。結(jié)果可以提高LED元件的發(fā)光效率(光取出效率)。而且，本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，通過使作為光反射性絕緣粒子的白色無機(jī)粒子的形狀為針狀，可以使伴隨溫度變化的熱固化性樹脂組合物的內(nèi)部應(yīng)力傳播及吸收到針狀結(jié)晶中，而抑制該內(nèi)部應(yīng)力傳遞到熱固化性樹脂中。而且，粒子形狀為球狀時(shí)，與針狀形狀的粒子相比，難以使熱固化性樹脂組合物的內(nèi)部應(yīng)力傳播及吸收到粒子內(nèi)。光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑由于如此抑制該內(nèi)部應(yīng)力傳遞到熱固化性樹脂中，可以提高熱固化性樹脂組合物的強(qiáng)韌性。由此，光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，發(fā)揮優(yōu)異的強(qiáng)韌性，即使由于溫度變化而熱固化性樹脂組合物伸縮，也可以抑制裂紋的產(chǎn)生或粘接面的剝離。而且，本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，還可以向含有由呈現(xiàn)出作為光反射性絕緣粒子的白色的球狀形狀的無機(jī)化合物形成的粒子(以下將其稱為“白色球狀無機(jī)粒子”)的熱固化性樹脂組合物中，添加白色針狀無機(jī)粒子這樣來形成。白色球狀無機(jī)粒子優(yōu)選由與上述白色針狀無機(jī)粒子同樣的材料形成，不能適用SiO2那樣其折射率為所使用的熱固化性樹脂組合物的折射率以下的粒子。通過添加該白色針狀無機(jī)粒子的同時(shí)，添加白色球狀無機(jī)粒子，可以使熱固化性樹脂組合物進(jìn)一步白色化，進(jìn)一步提高LED元件的光取出效率。此外，在該情況下，也可以提高熱固化性樹脂的強(qiáng)韌性。其中，白色針狀無機(jī)粒子的添加量(Vol%)優(yōu)選與白色球狀無機(jī)粒子的添加量(Vol%)為等量以上。白色球狀無機(jī)粒子存在若過小則反射率降低、若過大則阻礙利用了各向異性導(dǎo)電性粒子的連接等趨勢(shì)，因此其尺寸優(yōu)選為O. 02 20 μ m、更優(yōu)選為O. 2 I μ m。
白色球狀無機(jī)粒子，與白色針狀無機(jī)粒子同樣地，其折射率(JIS K7142)優(yōu)選大于熱固化性樹脂組合物的固化物的折射率(Jis 1(7142)，更優(yōu)選至少大0.02左右。作為球狀的光反射性絕緣粒子，可以替代這種白色球狀無機(jī)粒子，使用將球狀金屬粒子的表面用透明的絕緣性樹脂覆蓋而成的樹脂覆蓋金屬粒子。作為金屬粒子，可以舉出鎳、銀、招等。樹脂覆蓋金屬粒子的尺寸優(yōu)選粒徑為O. I 30 μ m，更優(yōu)選為O. 2 10 μ m。而且，樹脂覆蓋金屬粒子的尺寸表示也包括了絕緣覆蓋的尺寸。作為這種樹脂覆蓋金屬粒子中的該樹脂，可以使用各種絕緣性樹脂。從功能性強(qiáng)度、透明性方面考慮，可以優(yōu)選利用丙烯酸系樹脂的固化物?？梢詢?yōu)選舉出在過氧化苯甲酰等有機(jī)過氧化物等自由基引發(fā)劑的存在下，使甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸2-羥乙酯進(jìn)行自由基共聚而成的樹脂。此時(shí)，更優(yōu)選用2，4-亞芐基二異氰酸酯等異氰酸酯系交聯(lián)劑交聯(lián)。 此外，作為金屬粒子，優(yōu)選預(yù)先用硅烷偶聯(lián)劑將Y-環(huán)氧丙氧基或乙烯基等導(dǎo)入到金屬表面。這種樹脂覆蓋金屬粒子可以如下制備，例如向甲苯等溶劑中投入金屬粒子和硅烷偶聯(lián)劑，室溫下攪拌約I小時(shí)后，投入自由基單體、自由基聚合引發(fā)劑和根據(jù)需要的交聯(lián)齊U，加熱到自由基聚合引發(fā)溫度的同時(shí)進(jìn)行攪拌，由此可以制備上述樹脂覆蓋金屬粒子。在光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑中，即使在添加白色針狀無機(jī)粒子的同時(shí)添加白色球狀無機(jī)粒子的情況下，光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑也可以發(fā)揮優(yōu)異的強(qiáng)韌性，由此即使由于溫度變化而伸縮，也可以抑制粘接面的剝離或裂紋的產(chǎn)生。作為本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑含有的導(dǎo)電性粒子，可以使用在各向異性導(dǎo)電連接用的以往的導(dǎo)電性粒子中使用的金屬材料的粒子。即，作為導(dǎo)電性粒子的金屬材料，可以舉出例如金、鎳、銅、銀、軟焊條、鈀、鋁、它們的合金、它們的多層化物(例如鍍鎳/薄鍍金物)等。而且，以金、鎳或銅作為金屬材料的導(dǎo)電性粒子由于呈現(xiàn)出褐色，與其它金屬材料相比，更可以享有本發(fā)明的效果。即，如上所述，在熱固化性樹脂組合物中，由于白色針狀無機(jī)粒子覆蓋導(dǎo)電性粒子的大部分，因此抑制由于導(dǎo)電性粒子而使熱固化性樹脂組合物呈現(xiàn)出褐色，從而熱固化性樹脂組合物整體呈現(xiàn)出高的白色性。此外，作為導(dǎo)電性粒子，還可以使用將樹脂粒子用金屬材料覆蓋而成的金屬覆蓋樹脂粒子。作為這種樹脂粒子，可以舉出苯乙烯系樹脂粒子、苯并胍胺樹脂粒子、尼龍樹脂粒子等。作為將樹脂粒子用金屬材料覆蓋的方法，可以采用以往公知的方法，例如可以利用化學(xué)鍍敷法、電解鍍敷法等。此外，所覆蓋的金屬材料的層厚若為可以確保良好的連接可靠性即可，雖然取決于樹脂粒子的粒徑或金屬的種類，但是通常為O. I 3μπι。此外，樹脂粒子的粒徑存在若過小則產(chǎn)生導(dǎo)通不良、若過大則產(chǎn)生圖案間短路的趨勢(shì)，因此優(yōu)選為I 20 μ m，更優(yōu)選為3 10 μ m，進(jìn)一步特別優(yōu)選為3 5 μ m。此時(shí)，作為樹脂粒子的形狀，優(yōu)選為球形，但是也可以為薄片狀、橄欖球狀。金屬覆蓋樹脂粒子為球狀形狀，若其粒徑過大則連接可靠性降低，因此優(yōu)選為I 20 μ m,更優(yōu)選為3 10 μ m。而且，本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑含有的導(dǎo)電性粒子，例如還可以為如圖1A、圖IB的截面圖所示的、賦予了光反射性的光反射性導(dǎo)電性粒子。圖IA所示的光反射性導(dǎo)電性粒子10由被金屬材料覆蓋的芯粒子I，和在其表面上的由選自氧化鈦(TiO2)粒子、氧化鋅(ZnO)粒子或氧化鋁(Al2O3)粒子中的至少一種無機(jī)粒子2形成的光反射層3構(gòu)成。這種由無機(jī)粒子形成的光反射層3呈現(xiàn)出從白色到灰色范圍的顏色。因此，如上所述，反射特性對(duì)于可見光的波長(zhǎng)依賴性小，且易反射可見光，從而可以進(jìn)一步提高LED元件的發(fā)光效率。而且，氧化鈦粒子、氧化鋅粒子或氧化鋁粒子中，固化了的各向異性導(dǎo)電粘接劑的熱固化性樹脂組合物的固化物有可能光劣化時(shí)，如上所述，可以優(yōu)選使用對(duì)于光劣化沒有催化性、折射率也高的氧化鋅。芯粒子I用于各向異性導(dǎo)電連接，表面由不同金屬材料構(gòu)成。作為芯粒子I的方式，可以舉出例如芯粒子I本身為金屬材料的方式，或樹脂粒子的表面被金屬材料覆蓋的方式?！び蔁o機(jī)粒子2形成的光反射層3的層厚，從與芯粒子I的粒徑的相對(duì)尺寸的觀點(diǎn)考慮時(shí)，相對(duì)于芯粒子I的粒徑，若過小則反射率的降低顯著，若過大則產(chǎn)生導(dǎo)通不良。因此，光反射層3的層厚優(yōu)選為O. 5 50%，更優(yōu)選為I 25%。此外，在光反射性導(dǎo)電性粒子10中，構(gòu)成光反射層3的無機(jī)粒子2的粒徑存在若過小則難以產(chǎn)生光反射現(xiàn)象、若過大則難以形成光反射層的趨勢(shì)。因此，無機(jī)粒子2的粒徑優(yōu)選為O. 02 4 μ m，更優(yōu)選為O. I I μ m，特別優(yōu)選為O. 2 O. 5 μ m。此時(shí)，從光反射的光的波長(zhǎng)的觀點(diǎn)考慮，為了不會(huì)透過應(yīng)該反射的光(即發(fā)光元件發(fā)出的光)，無機(jī)粒子2的粒徑優(yōu)選為該光的波長(zhǎng)的50%以上。此時(shí)，作為無機(jī)粒子2的形狀，可以舉出無定形、球狀、鱗片狀、針狀等，其中，從光擴(kuò)散效果方面考慮優(yōu)選為球狀，從全反射效果方面考慮優(yōu)選為鱗片狀的形狀。光反射性導(dǎo)電性粒子10可以通過公知的成膜技術(shù)(所謂的機(jī)械融合法)來制備，所述公知的成膜技術(shù)中，通過使大小的粉末之間物理性碰撞，在大粒徑粒子的表面上形成包含小粒子的膜。此時(shí)，無機(jī)粒子2以陷入到芯粒子I的表面的金屬材料中的方式固定，另一方面，無機(jī)粒子之間不易熔合固定，因此無機(jī)粒子的單層構(gòu)成光反射層3。因此，圖IA的情況下，認(rèn)為光反射層3的層厚與無機(jī)粒子2的粒徑同等或稍薄。圖IB所示的光反射性導(dǎo)電性粒子20中，光反射層3含有發(fā)揮作為粘接劑的功能的熱塑性樹脂4，通過該熱塑性樹脂4，無機(jī)粒子2之間固定，無機(jī)粒子2多層化(例如2層或3層)，在這點(diǎn)上與圖IA的光反射性導(dǎo)電性粒子10不同。通過含有這種熱塑性樹脂4，光反射層3的機(jī)械性強(qiáng)度提高，不易產(chǎn)生無機(jī)粒子的剝落等。作為熱塑性樹脂4，為了實(shí)現(xiàn)環(huán)境低負(fù)荷，可以優(yōu)選使用無鹵素的熱塑性樹脂，例如可以優(yōu)選使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴，聚苯乙烯，丙烯酸樹脂等。這種光反射性導(dǎo)電性粒子20也可以通過機(jī)械融合法制備。適用于機(jī)械融合法的熱塑性樹脂4的粒徑若過小則粘接功能降低，若過大則難以附著到芯粒子上，因此優(yōu)選為O. 02 4 μ m，更優(yōu)選為O. I I μ m。此外，這種熱塑性樹脂4的配合量若過少則粘接功能降低，若過多則形成粒子的凝聚體，因此相對(duì)于100質(zhì)量份的無機(jī)粒子2，優(yōu)選為O. 2 500質(zhì)量份，更優(yōu)選為4 25質(zhì)量份。作為本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑中含有的熱固化性樹脂，優(yōu)選盡可能使用無色透明的熱固化性樹脂。這是因?yàn)?，不?huì)降低各向異性導(dǎo)電粘接劑中的光反射性導(dǎo)電性粒子的光反射效率，進(jìn)而不會(huì)改變?nèi)肷涔獾墓馍M(jìn)行反射。其中，無色透明指的是，各向異性導(dǎo)電粘接劑的固化物，對(duì)于波長(zhǎng)380 780nm的可見光，光路長(zhǎng)Icm的透光率(JIS K7105)為80%以上，優(yōu)選為90%以上。在光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑中，相對(duì)于熱固化性樹脂組合物100質(zhì)量份的光反射性導(dǎo)電性粒子等導(dǎo)電性粒子的配合量存在若過少則產(chǎn)生導(dǎo)通不良、若過多則產(chǎn)生圖案間短路的趨勢(shì)，因此優(yōu)選為I 100質(zhì)量份,更優(yōu)選為10 50質(zhì)量份。本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，通過向熱固化性樹脂組合物中加入白色針狀無機(jī)粒子，對(duì)于波長(zhǎng)450nm的光的反射率(JIS K7105)為高于9%的值。本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑的反射特性，通過適當(dāng)調(diào)整其它的各種因素，例如光反射性導(dǎo)電性粒子的反射特性或配合量、熱固化性樹脂組合物的配合組成等，對(duì)于波長(zhǎng)450nm的光的反射率(JIS K7105)，實(shí)現(xiàn)30%以上。通常，存在若增大反射特性良好的光反射性導(dǎo)電性粒子的配合量，則反射率也增大的趨勢(shì)。 此外，光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑的反射特性，也可以從折射率的觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。即，這是因?yàn)?，若該固化物的反射率大于除去了?dǎo)電性粒子和光反射性絕緣粒子的熱固化性樹脂組合物的固化物的折射率，則光反射性絕緣粒子與包圍其的熱固化性樹脂組合物的固化物的界面的光反射量增大。具體地說，由光反射性絕緣粒子的折射率(JIS K7142)減去熱固化性樹脂組合物的固化物的折射率(JIS K7142)的差優(yōu)選為O. 02以上，更優(yōu)選為0.2以上。而且，通常以環(huán)氧樹脂作為主體的熱固化性樹脂組合物的折射率約為1.5。作為熱固化性樹脂組合物，可以利用在以往的各向異性導(dǎo)電粘接劑或各向異性導(dǎo)電膜中使用的物質(zhì)。通常，這種熱固化性樹脂組合物為在絕緣性粘合劑樹脂中配合固化劑而成的。作為絕緣性粘合劑樹脂，優(yōu)選舉出以脂環(huán)環(huán)氧化合物、雜環(huán)系環(huán)氧化合物、氫化環(huán)氧化合物等作為主成分的環(huán)氧系樹脂。作為脂環(huán)環(huán)氧化合物，優(yōu)選舉出在分子內(nèi)具有2個(gè)以上環(huán)氧基的脂環(huán)環(huán)氧化合物。這些脂環(huán)環(huán)氧化合物可以為液態(tài)或固體狀。具體地說，可以舉出縮水甘油基六氫雙酚A、3，4-環(huán)氧環(huán)己烯基甲基-3’，4’-環(huán)氧環(huán)己烯甲酸酯等。其中，從對(duì)于固化物可以確保適于LED元件的安裝等的透光性，速固化性也優(yōu)異的觀點(diǎn)考慮，可以優(yōu)選使用縮水甘油基六氫雙酚A、3，4-環(huán)氧環(huán)己烯基甲基-3’，4’ -環(huán)氧環(huán)己烯甲酸酯。作為雜環(huán)狀環(huán)氧化合物，可以舉出具有三嗪環(huán)的環(huán)氧化合物，特別優(yōu)選舉出1，3，5-三(2，3-環(huán)氧丙基)-I, 3，5-三嗪-2，4，6- (1H，3H, 5H)-三酮。作為氫化環(huán)氧化合物，可以使用上述脂環(huán)環(huán)氧化合物、雜環(huán)系環(huán)氧化合物的氫化物，其它的公知的氫化環(huán)氧樹脂。脂環(huán)環(huán)氧化合物、雜環(huán)系環(huán)氧化合物、氫化環(huán)氧化合物可以單獨(dú)使用或并用2種以上。此外，除了這些環(huán)氧樹脂化合物之外，只要不損害本發(fā)明的效果，則還可以并用其它的環(huán)氧化合物?？梢耘e出例如雙酚A、雙酚F、雙酚S、四甲基雙酚A、二芳基雙酚A、對(duì)苯二酚、鄰苯二酚、間苯二酚、甲酚、四溴雙酚A、三羥基聯(lián)苯、二苯甲酮、雙間苯二酚、雙酚六氟丙酮、四甲基雙酚A、四甲基雙酚F、三(羥基苯基)甲烷、雙二甲苯酚、苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆等多元酚與表氯醇反應(yīng)而得到的縮水甘油基醚；甘油、新戊二醇、乙二醇、丙二醇、己二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等脂肪族多元醇與表氯醇反應(yīng)而得到的聚縮水甘油基醚；對(duì)羥基苯甲酸、β-羥基萘甲酸等羥基羧酸與表氯醇反應(yīng)而得到的縮水甘油基醚酯；由鄰苯二甲酸、甲基鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸、橋亞甲基六氫鄰苯二甲酸、偏苯三酸、聚合脂肪酸等多元羧酸得到的聚縮水甘油基酯；由氨基苯酚、氨基烷基苯酚得到的縮水甘油基氨基縮水甘油基醚；由氨基苯甲酸得到的縮水甘油基氨基縮水甘油基酯；由苯胺、甲苯胺、三溴苯胺、亞二甲苯基二胺、二氨基環(huán)己烷、雙氨基甲基環(huán)己烷、4，4’ - 二氨基二苯基甲烷、4，4’ - 二氨基二苯基砜等得到的縮水甘油基胺；環(huán)氧化聚烯烴等公知的環(huán)氧樹脂類。作為固化劑，可以舉出酸酐、咪唑化合物、雙氰化物等。其中，可以優(yōu)選使用不易使固化物變色的酸酐、特別是脂環(huán)酸酐系固化劑。具體地說，可以優(yōu)選舉出甲基六氫鄰苯二甲
酸酐等。
在熱固化性樹脂組合物中，使用脂環(huán)環(huán)氧化合物和脂環(huán)酸酐系固化劑時(shí)，各自的用量，存在若脂環(huán)酸酐系固化劑過少則未固化環(huán)氧化合物增多、若過多則因剩余固化劑的影響而促進(jìn)被粘物材料的腐蝕的趨勢(shì)，因此相對(duì)于脂環(huán)環(huán)氧化合物100質(zhì)量份，優(yōu)選以80 120質(zhì)量份、更優(yōu)選95 105質(zhì)量份的比率使用脂環(huán)酸酐系固化劑。本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，可以通過將熱固化性樹脂組合物、導(dǎo)電性粒子和作為光反射性絕緣粒子的白色針狀無機(jī)粒子均一地混合來制備。此外，形成光反射性各向異性導(dǎo)電膜時(shí)，可以將熱固化性樹脂組合物、導(dǎo)電性粒子和作為光反射性絕緣粒子的白色針狀無機(jī)粒子與甲苯等溶劑一起分散混合，涂布到進(jìn)行了剝離處理的PET膜上，以形成所需的厚度，在約80°C左右的溫度下進(jìn)行干燥。接著，參照?qǐng)D2的同時(shí)對(duì)使用本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑將發(fā)光元件安裝到布線板上而成的發(fā)光裝置進(jìn)行說明。圖2所示的發(fā)光裝置200，為在基板21上的連接端子22與在作為發(fā)光元件的LED元件23的η電極24和ρ電極25上分別形成的連接用的凸塊26之間，涂布上述光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，將基板21和LED元件23倒裝片安裝而得到的發(fā)光裝置。其中，光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑的固化物100為光反射性絕緣粒子10分散在熱固化性樹脂組合物的固化物11中而成的物質(zhì)。而且，根據(jù)需要，還可以用透明模制樹脂密封以覆蓋全部LED元件23。在如此構(gòu)成的發(fā)光裝置200中，IED元件23發(fā)出的光中、向著基板21側(cè)發(fā)出的光被光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑的固化物100中的光反射性絕緣粒子10反射，由LED元件23的上表面射出。因此，可以防止發(fā)光效率的降低。發(fā)光裝置200中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑以外的結(jié)構(gòu)(LED元件23、凸塊26、基板21、連接端子22等)可以與以往的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)相同。此外，發(fā)光裝置200除了使用本實(shí)施方式中的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑之外，可以利用以往的各向異性導(dǎo)電連接技術(shù)來制造。而且，作為發(fā)光元件，除了 LED元件23之外，在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，可以適用公知的發(fā)光元件。
實(shí)施例以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行說明。而且，本發(fā)明的范圍不被下述任意一個(gè)實(shí)施例所限定。<實(shí)施例1>(各向異性導(dǎo)電粘接劑的制備)
將白色針狀無機(jī)粒子和對(duì)球狀樹脂的表面進(jìn)行了鍍金處理的導(dǎo)電性粒子(粒徑5 μ m)混合到包含環(huán)氧固化系粘接劑(以CEL2021P-MeHHPA為主成分的粘接性粘合劑)的熱固化性樹脂組合物中，制備各向異性導(dǎo)電粘接劑。相對(duì)于熱固化性樹脂組合物，白色針狀無機(jī)粒子的添加量為12. O體積％。作為白色針狀無機(jī)粒子，使用長(zhǎng)方向粒徑1.7 μ m、短方向粒徑O. 13μπι(縱橫比13. I)的二氧化鈦(TiO2)晶須。此外，相對(duì)于熱固化性樹脂組合物，導(dǎo)電性粒子的添加量為10質(zhì)量％。(光反射率的評(píng)價(jià))
將所制備的各向異性導(dǎo)電粘接劑以10(^!11厚度涂布到白色板上，2001下加熱I分鐘使其固化。對(duì)于所得到的固化物，使用分光光度計(jì)(島津制作所社制UV3100)，測(cè)定以硫酸鋇為標(biāo)準(zhǔn)的、對(duì)于波長(zhǎng)450nm光的全反射率(鏡面反射及擴(kuò)散反射)。 (LED安裝樣品的制造)
在具有對(duì)100 μ m間距的銅布線進(jìn)行鍍Ni/Au(5. Ομπι厚/0. 3μπι厚)處理而成的布線的玻璃環(huán)氧基板上，使用凸塊夾持器(FB700、力^ 3 —(株))形成15 μ m高的金(Au)凸塊。在該附有金凸塊的環(huán)氧基板上，使用光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，在200°C、20秒、Ikg/芯片的條件下倒裝片安裝藍(lán)色LED(Vf=3. 2V(If=20mA))元件，得到測(cè)試用LED組件。(全光通量的評(píng)價(jià))
對(duì)于所得的測(cè)試用LED組件，使用全光通量測(cè)定系統(tǒng)(積分球)(LE-2100、大塚電子株式會(huì)社制)測(cè)定全光通量(測(cè)定條件If=20mA(恒定電流控制))。(導(dǎo)通可靠性及有無裂紋產(chǎn)生的評(píng)價(jià))
導(dǎo)通可靠性及有無裂紋產(chǎn)生利用冷熱循環(huán)試驗(yàn)(TCT)進(jìn)行評(píng)價(jià)。將測(cè)試用LED組件放入到TCT中，進(jìn)行(a) - 40°C下30分鐘<- 100°C下30分鐘，1000個(gè)循環(huán)、(b) — 55°C下30分鐘一一125°C下30分鐘，1000個(gè)循環(huán)。S卩，(a)在一 40°C及100°C的氣氛下各暴露30分鐘，將此作為I個(gè)冷熱循環(huán)，進(jìn)行該冷熱循環(huán)1000個(gè)循環(huán)，此外，(b)在一 55°C及125°C的氣氛下各暴露30分鐘，將此作為I個(gè)冷熱循環(huán)，進(jìn)行該冷熱循環(huán)1000個(gè)循環(huán)。對(duì)于導(dǎo)通可靠性的評(píng)價(jià)，在進(jìn)行1000個(gè)循環(huán)TCT后，對(duì)于由TCT取出的測(cè)試用LED組件，測(cè)定If=20mA時(shí)的Vf值。由初期Vf值的Vf值升高部分為5%以內(nèi)時(shí)，判斷導(dǎo)通可靠性良好，記作“〇”，由初期Vf值的Vf值升高部分為5%以上時(shí)，判斷導(dǎo)通可靠性不好，記作“ X ”。對(duì)于有無裂紋產(chǎn)生的評(píng)價(jià)，在進(jìn)行1000個(gè)循環(huán)TCT后，對(duì)于由TCT取出的測(cè)試用LED組件，用金屬顯微鏡由藍(lán)色LED元件的上表面進(jìn)行觀察，觀察有無裂紋的產(chǎn)生。將光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑未觀察到產(chǎn)生裂紋的情況記作“ O ”，將光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑觀察到產(chǎn)生裂紋的情況記作“ X ”。<實(shí)施例2>
作為白色針狀無機(jī)粒子，使用長(zhǎng)方向粒徑50 μ m、短方向粒徑3 μ m(縱橫比16.7)的氧化鋅(ZnO)晶須(a f f卜9 WZ-05FU r u r ^夕制)，除此之外進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的處理。<實(shí)施例3>
作為白色針狀無機(jī)粒子，使用長(zhǎng)方向粒徑20 μ m、短方向粒徑O. 6 μ m(縱橫比33. 3)的鈦酸鉀晶須(f 7 U — X、大塚化學(xué)制)，除此之外進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的處理。<實(shí)施例4>
作為白色針狀無機(jī)粒子，使用對(duì)長(zhǎng)方向粒徑50 μ m、短方向粒徑3 μ m(縱橫比16.7)的氧化鋅(ZnO)晶須(^ f f卜9 WZ-05FU r L· r ^ 9 %\\)的表面用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行了處理而成的粒子，除此之外進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的處理。<實(shí)施例5>
相對(duì)于熱固化性樹脂組合物以9. O體積％的比率添加長(zhǎng)方向粒徑50 μ m、短方向粒徑3 μ m、縱橫比16. 7的氧化鋅(ZnO)晶須(八于f卜9 WZ-05F1、7 Λ f 夕制)作為白色針狀無機(jī)粒子的同時(shí)，相對(duì)于熱固化性樹脂組合物以3. O體積％的比率添加粒徑O. 6 μ m(縱橫比I. O)的氧化鋅(ZnO)的白色球狀無機(jī)粒子(I種類、堺化學(xué)制)，除此之外進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的處理。 <比較例1>
各向異性導(dǎo)電粘接劑不含有白色針狀無機(jī)粒子，除此之外進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的處理。<比較例2>
相對(duì)于熱固化性樹脂組合物以12. O體積％的比率添加粒徑O. 9 μ m(縱橫比I. O)的氧化鈦的白色球狀無機(jī)粒子來替代實(shí)施例I的白色針狀無機(jī)粒子，除此之外進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的處理。<比較例3>
相對(duì)于熱固化性樹脂組合物以12. O體積％的比率添加粒徑O. 6 μ m(縱橫比I. O)的氧化鋅的白色球狀無機(jī)粒子來替代實(shí)施例I的白色針狀無機(jī)粒子，除此之外進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的處理。[表I]表示實(shí)施例I 5、比較例I 3的結(jié)果。[表 I]
權(quán)利要求
1.光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，其是為了在布線板上將發(fā)光元件進(jìn)行各向異性導(dǎo)電連接而使用的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，其特征在于，含有熱固化性樹脂、導(dǎo)電性粒子和光反射性針狀絕緣粒子。
2.如權(quán)利要求I所述的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，其特征在于，所述光反射性針狀絕緣粒子為選自氧化鈦、氧化鋅和鈦酸鹽中的至少一種無機(jī)粒子。
3.如權(quán)利要求I所述的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，其特征在于，所述光反射性針狀絕緣粒子通過對(duì)氧化鋅的表面用硅烷劑處理而成。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，其特征在于，所述光反射性針狀絕緣粒子的縱橫比大于10且小于35。
5.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，其特征在于，所述光反射性針狀粒子的縱橫比大于10且小于20。
6.如權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，其特征在于，所述熱固化性樹脂組合物中的所述光反射性針狀粒子的配合量，相對(duì)于該熱固化性樹脂組合物為I 50體積％。
7.如權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑,其特征在于,進(jìn)一步含有光反射性球狀絕緣粒子。
8.如權(quán)利要求7所述的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，其特征在于，以與所述光反射性球狀絕緣粒子的體積量為等量以上的體積量含有所述光反射性針狀絕緣粒子。
9.發(fā)光裝置，其特征在于，經(jīng)由權(quán)利要求I 8中任一項(xiàng)所述的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，將發(fā)光元件以倒裝片方式安裝到布線板上。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光元件為發(fā)光二極管。
全文摘要
本發(fā)明提供維持發(fā)光元件的發(fā)光效率的同時(shí)可以防止裂紋的產(chǎn)生而得到高的導(dǎo)通可靠性的光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑以及發(fā)光裝置。光反射性各向異性導(dǎo)電粘接劑，含有熱固化性樹脂組合物、導(dǎo)電性粒子和光反射性針狀絕緣粒子。該光反射性針狀絕緣粒子為選自氧化鈦、氧化鋅和鈦酸鹽中的至少一種無機(jī)粒子。
文檔編號(hào)C09J9/02GK102859673SQ201180018769
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者波木秀次, 蟹澤士行, 馬越英明, 石神明 申請(qǐng)人:索尼化學(xué)&信息部件株式會(huì)社