CN105594004A - 光半导体装置用热固化性树脂组合物及使用其得到的光半导体装置用引线框以及光半导体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明在具备金属引线框和以包围搭载于该金属引线框的波长350~410nm的光半导体元件的周围的方式形成的反射器的光半导体装置中,上述反射器的形成材料由含有热固化性树脂(A)和仅由氧化锆形成的白色颜料(B)的光半导体装置用热固化性树脂组合物形成。因此,所形成的反射器相对于350~410nm这一特定的波长区域发挥高的光反射率,并且上述热固化性树脂组合物可以容易地形成各种形状。
Description
技术领域
本发明涉及成为使自发光元件发出的波长350~410nm的光反射的反射器(反射部)的形成材料的光半导体装置用热固化性树脂组合物及使用其得到的光半导体装置用引线框以及光半导体装置。
背景技术
迄今为止,在搭载发出紫外线(UV)区域的光的发光元件而成的光半导体装置中,作为用于使来自该发光元件的光反射的反射器开始使用陶瓷材料。
另一方面,在这种光半导体装置中,在搭载除上述发出UV区域这种特定波长区域的光的发光元件以外的发光元件而成的光半导体装置中,近年来,使用以环氧树脂等为代表的热固化性树脂,通过例如传递成型等成型来制造上述反射器。此外,一直以来在上述热固化性树脂中配混氧化钛作为白色颜料,使自上述光半导体元件发出的光反射(参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-258845号公报
发明内容
发明要解决的问题
在搭载上述发出UV区域这种特定波长区域的光的发光元件而成的光半导体装置中,将配混有氧化钛作为白色颜料的热固化性树脂用作反射器材料时,会产生对上述光的光反射率低、且因光致变色而着色为深蓝色的问题,因此,如前所述,作为反射器材料只能使用陶瓷。
然而,如上所述作为UV区域反射器材料使用陶瓷时,显然由于其材料特性而难以形成各种形状,而且在由上述陶瓷材料形成的反射器中,通常对上述波长区域的光的光反射率不会超过90%,强烈需要代替陶瓷材料的反射器材料、特别是能够通过各种成型方法制作成各种形状的有机类的反射器材料。
本发明是鉴于这种情况而做出的,其目的在于提供属于对350~410nm这一特定的波长区域发挥高的光反射率且可以容易地形成各种形状的有机类材料的光半导体装置用热固化性树脂组合物及使用其得到的光半导体装置用引线框以及光半导体装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,本发明的第1方案为一种光半导体装置用热固化性树脂组合物,所述光半导体装置用热固化性树脂组合物用作具备波长350~410nm的发光元件的光半导体装置的反射器形成材料,其含有下述的(A)和(B)。
(A)热固化性树脂。
(B)仅由氧化锆形成的白色颜料。
此外,本发明的第2方案为一种光半导体装置用引线框,其为用于仅在厚度方向的单面搭载光半导体元件的板状的光半导体装置用引线框,所述光半导体装置用引线框具备相互隔开间隙配置的多个板部,并且在上述间隙形成有使用上述第1方案的光半导体装置用热固化性树脂组合物填充并固化而形成的反射器。此外,本发明的第3方案为一种光半导体装置用引线框,其为具备光半导体元件搭载区域、且以用反射器自身的至少一部分包围元件搭载区域的周围的状态形成反射器而成的立体状的光半导体装置用引线框,上述反射器使用上述第1方案的光半导体装置用热固化性树脂组合物形成。
进而,本发明的第4方案为一种光半导体装置,其为板部相互隔开间隙配置、所述板部在其单面具有用于搭载发光元件的元件搭载区域、在上述元件搭载区域的规定位置搭载波长350~410nm的发光元件而成的光半导体装置,所述光半导体装置在上述间隙形成有使用上述第1方案的光半导体装置用热固化性树脂组合物填充并固化而形成的反射器。此外,本发明的第5方案为一种光半导体装置,其为在光半导体装置用引线框的规定位置搭载波长350~410nm的发光元件而成的光半导体装置,所述光半导体装置用引线框是具备发光元件搭载区域、且以用反射器自身的至少一部分包围元件搭载区域的周围的状态形成反射器而成的,上述反射器使用上述第1方案的光半导体装置用热固化性树脂组合物形成。
本发明人等为了得到代替现有的陶瓷材料的、在近紫外~紫外线的特定波长区域具备高的光反射率的光半导体装置用热固化性树脂组合物而进行了大量的深入研究。结果查明,在反射器材料中,在各种白色颜料当中使用氧化锆时可实现所期望的目的。即,本发明人等进行了大量研究,结果认识到,上述氧化锆具备在近紫外~紫外线区域即波长350~410nm处不显示光吸收的这一特性。基于该认识进一步进行了大量的研究,结果发现,作为白色颜料仅使用氧化锆时,可以形成可对特定波长区域即350~410nm的光发挥高的光反射率的、代替现有的陶瓷材料的优异的反射器形成材料。
发明的效果
如此,本发明的光半导体装置用热固化性树脂组合物用作具备波长350~410nm的发光元件的光半导体装置的反射器形成材料,其含有前述热固化性树脂(A)和仅由氧化锆形成的白色颜料(B)。因此,对上述特定波长区域的光具备高的光反射率。因此,作为代替现有的陶瓷材料的反射器形成材料是有用的,通过使用上述热固化性树脂组合物,容易形成各种反射器形状,而且可得到可靠性高的光半导体装置。
进而,使用无机质填充剂(C)时,可发挥降低线膨胀系数的效果。
附图说明
图1是示意性示出光半导体装置的构成的剖视图。
图2是示意性示出光半导体装置的另一构成的俯视图。
图3是示意性示出上述光半导体装置的另一构成的俯视图的X-X’箭头方向剖视图。
具体实施方式
本发明的光半导体装置用热固化性树脂组合物(以下也称为“热固化性树脂组合物”)用作例如后述的图1所示的光半导体装置或者图2和图3所示的光半导体装置的反射器形成材料,是使用热固化性树脂(A成分)和特定的白色颜料(B成分)得到的,通常以液态、片状、或者粉末状、或将其粉末压片而成的片剂状供于反射器形成材料。并且,本发明的热固化性树脂组合物以具备发出近紫外~紫外线区域即波长350~410nm的光的发光元件的光半导体装置中的反射器的形成材料作为对象。
〈A:热固化性树脂〉
作为上述热固化性树脂(A成分),例如可列举出环氧树脂、有机硅树脂等。这些可单独使用或组合使用。
作为上述环氧树脂,例如可列举出:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂、单缩水甘油基异氰脲酸酯、二缩水甘油基异氰脲酸酯、三缩水甘油基异氰脲酸酯、乙内酰脲环氧树脂等含氮环环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、脂肪族类环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、缩水甘油醚型环氧树脂、烷基取代双酚等二缩水甘油醚、通过二氨基二苯甲烷和异氰脲酸等聚胺与表氯醇的反应而得的缩水甘油胺型环氧树脂,用过氧乙酸等过酸氧化烯烃键而得的线状脂肪族和脂环式环氧树脂、作为低吸水率固化物型的主流的联苯型环氧树脂、二环环型环氧树脂、萘型环氧树脂等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。这些环氧树脂当中,从透明性和耐变色性优异的角度来看,优选单独使用或组合使用脂环式环氧树脂、三缩水甘油基异氰脲酸酯等具有异氰脲环结构的树脂。基于同样的理由,邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、纳迪克酸、甲基纳迪克酸等二羧酸的二缩水甘油酯也是适宜的。此外,还可列举出:具有芳香环被氢化而成的脂环式结构的芳香环氢化偏苯三酸、芳香环氢化均苯四酸等的缩水甘油酯等。
作为上述环氧树脂,常温下可以为固态也可以为液态,一般优选所使用的环氧树脂的平均环氧当量为90~1000,此外,为固态时,从操作性的便利性的角度来看,优选软化点为50~160℃。即,这是由于,环氧当量过小时,有时热固化性树脂组合物固化物会变脆。此外,环氧当量过大时,会出现热固化性树脂组合物固化物的玻璃化转变温度(Tg)降低的倾向。
在作为热固化性树脂(A成分)使用上述环氧树脂时,通常可使用固化剂。作为上述固化剂,例如可列举出酸酐类固化剂、异氰脲酸衍生物类固化剂等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。这些当中,从耐热性和耐光性的角度来看,优选使用酸酐类固化剂。
作为上述酸酐类固化剂,例如可列举出:邻苯二甲酸酐、马来酸酐、丁二酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸酐、萘-1,4,5,8-四羧酸二酐及其苯环氢化物、六氢邻苯二甲酸酐、3-甲基六氢邻苯二甲酸酐、4-甲基六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、3-甲基四氢邻苯二甲酸酐、4-甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、环己烷-1,2,3-三羧酸-2,3-酐及其位置异构体、环己烷-1,2,3,4-四羧酸-3,4-酐及其位置异构体、纳迪克酸酐、戊二酸酐、二甲基戊二酸酐、二乙基戊二酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。此外,还可以单独使用、组合使用2种以上或与上述酸酐组合使用作为饱和脂肪链骨架、不饱和脂肪链骨架或者有机硅骨架的末端基或侧链具有这些酸酐的低聚物。这些酸酐类固化剂当中,优选使用邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、3-甲基六氢邻苯二甲酸酐、4-甲基六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、3-甲基四氢邻苯二甲酸酐、4-甲基四氢邻苯二甲酸酐。进而,作为酸酐类固化剂,优选无色或淡黄色的酸酐类固化剂。此外,可以组合使用作为上述酸酐的水解物的羧酸。
此外,作为上述异氰脲酸衍生物类固化剂,例如可列举出:1,3,5-三(1-羧基甲基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(2-羧基乙基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(3-羧基丙基)异氰脲酸酯、1,3-双(2-羧基乙基)异氰脲酸酯等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。进而,作为异氰脲酸衍生物类固化剂,优选无色或淡黄色的固化剂。
在此,上述环氧类树脂与上述固化剂的配混比率优选设定为相对于环氧类树脂中的环氧基1当量,固化剂中的可与环氧基反应的活性基团(酸酐基或者羧基)为0.3~1.3当量,更优选为0.5~1.1当量。即,这是由于,活性基团过少时,会出现热固化性树脂组合物的固化速度变慢、并且其固化物的玻璃化转变温度(Tg)降低的倾向,活性基团过多时,会出现耐湿性降低的倾向。
此外,根据其目的和用途而可以单独使用或组合使用2种以上的除上述酸酐类固化剂和异氰脲酸衍生物类固化剂以外的其他环氧树脂类固化剂,例如,酚类固化剂、胺类固化剂、用醇将上述酸酐类固化剂部分酯化而得到的物质等固化剂。需要说明的是,在使用这些固化剂的情况下,其配混比率也按照上述环氧树脂与固化剂的配混比率(当量比)即可。
接着,对作为上述热固化性树脂(A成分)使用上述有机硅树脂的情况进行说明。作为上述有机硅树脂,至少含有催化剂,具体而言,含有催化剂和有机硅树脂。上述催化剂例如是促进有机硅树脂的反应使有机硅树脂固化的固化催化剂,优选为促进后述的有机硅树脂的硅氢化反应、通过硅氢基加成使有机硅树脂固化的硅氢化催化剂。此外,上述催化剂含有过渡金属,作为上述过渡金属,例如可列举出铂、钯、铑等铂属元素,优选列举出铂。具体而言,作为催化剂,在催化剂含有铂时,可列举出:例如铂黑、氯化铂、氯铂酸等无机铂,例如铂-烯烃络合物、铂-羰基络合物、铂-乙酰乙酸酯等铂络合物等,优选列举出铂络合物。更具体而言,作为铂络合物,例如可列举出:铂-乙烯基硅氧烷络合物、铂-四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物、铂-羰基环乙烯基甲基硅氧烷络合物、铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物、铂-环乙烯基甲基硅氧烷络合物、铂-辛醇/辛醇络合物等。另外,上述催化剂存在与后述的有机硅树脂相区别进行配混的方式、作为构成有机硅树脂的成分含有在有机硅树脂中的方式。
关于上述催化剂中的过渡金属的含有比率(浓度),按质量基准计,相对于全部有机硅树脂,优选为0.1~500ppm,更优选为0.15~100ppm,进一步优选为0.2~50ppm,特别优选为0.3~10ppm。
上述有机硅树脂是被催化剂促进反应而固化的固化性有机硅树脂,例如可列举出1阶段固化型有机硅树脂、2阶段固化型有机硅树脂等热固化性有机硅树脂等。
上述2阶段固化型有机硅树脂具有2阶段的反应机理,是在第1阶段的反应中进行B阶化(半固化)、在第2阶段的反应中进行C阶化(完全固化)的热固化性有机硅树脂。需要说明的是,上述B阶是指热固化性有机硅树脂处于可溶于溶剂的A阶与完全固化的C阶之间的状态,是固化和凝胶化略微进行、在溶剂中溶胀但不完全溶解、通过加热而软化但不熔融的状态。
上述1阶段固化型有机硅树脂具有1阶段的反应机理,是在第1阶段的反应中完全固化的热固化性有机硅树脂。作为上述1阶段固化型有机硅树脂,例如可列举出日本特开2012-124428号公报中公开的加成反应固化型聚有机聚硅氧烷。具体而言,加成反应固化型聚有机聚硅氧烷例如含有含烯属不饱和烃基的硅化合物和含硅氢基的硅化合物。
作为上述含烯属不饱和烃基的硅化合物,例如可列举出分子内具有2个以上乙烯基的含乙烯基的聚有机硅氧烷,优选列举出两末端乙烯基聚二甲基硅氧烷。
作为上述含硅氢基的硅化合物,例如可列举出分子内具有2个以上硅氢基的含硅氢基的聚有机硅氧烷,优选列举出两末端硅氢基聚二甲基硅氧烷、两末端三甲基甲硅烷基封端甲基氢硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物等。
作为上述2阶段固化型有机硅树脂,例如可列举出具有缩合反应和加成反应这2个反应体系的缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂等。这种缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂含有催化剂,可列举出:例如含有硅烷醇基两末端聚硅氧烷、含链烯基的三烷氧基硅烷、有机氢聚硅氧烷、缩合催化剂和硅氢化催化剂的第1缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂,
例如含有硅烷醇基两末端聚硅氧烷、含烯属不饱和烃基的硅化合物、含烯属不饱和烃基的硅化合物、有机氢聚硅氧烷、缩合催化剂和硅氢化催化剂的第2缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂,
例如含有两末端硅烷醇型硅油、含链烯基的二烷氧基烷基硅烷、有机氢聚硅氧烷、缩合催化剂和硅氢化催化剂的第3缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂,
例如含有1分子中具有至少2个链烯基甲硅烷基的有机聚硅氧烷、1分子中具有至少2个硅氢基的有机聚硅氧烷、硅氢化催化剂和固化延迟剂的第4缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂,
例如含有1分子中同时具有至少2个烯属不饱和烃基和至少2个硅氢基的第1有机聚硅氧烷、不含烯属不饱和烃基且1分子中具有至少2个硅氢基的第2有机聚硅氧烷、硅氢化催化剂和硅氢化抑制剂的第5缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂,
例如含有1分子中同时具有至少2个烯属不饱和烃基和至少2个的硅烷醇基的第1有机聚硅氧烷、不含烯属不饱和烃基且1分子中具有至少2个硅氢基的第2有机聚硅氧烷、硅氢化抑制剂和硅氢化催化剂的第6缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂,
例如含有硅化合物和硼化合物或铝化合物的第7缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂,
例如含有聚铝硅氧烷和硅烷偶联剂的第8缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂等。
这些缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂可单独使用或组合使用2种以上。
作为上述缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂,优选列举出上述第2缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂,具体在日本特开2010-265436号公报等中有详细记载,例如含有硅烷醇基两末端聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、(3-环氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷、二甲基聚硅氧烷-共聚-甲基氢聚硅氧烷、四甲基氢氧化铵和铂-羰基络合物。具体而言,要想制备上述第2缩合反应·加成反应固化型有机硅树脂,例如可以通过如下方式制备:首先,一次性加入作为缩合原料的含烯属不饱和烃基的硅化合物、含烯属不饱和烃基的硅化合物以及缩合催化剂,接着,加入作为加成原料的有机氢聚硅氧烷,然后,加入硅氢化催化剂(加成催化剂)。
〈B:特定的白色颜料〉
在本发明中,以白色颜料仅由氧化锆(ZrO2)形成为特征。即,本发明的特征在于,作为白色颜料,实质上仅由氧化锆构成,不像以往那样使用在有机类反射器材料中使用的氧化钛、氧化锌等其他白色颜料。作为上述氧化锆,从流动性等角度来看,优选使用平均粒径为0.01~50μm的氧化锆,特别优选为0.1~20μm。需要说明的是,上述平均粒径例如可以使用激光衍射散射式粒度分布计进行测定。
对于上述氧化锆(B成分)的含有比率,相对于热固化性树脂组合物整体,优选为2~30体积%,更优选为5~30体积%。即,这是由于,B成分的含有比率过少时,会出现难以获得充分的光反射性的倾向。B成分的含有比率过多时,有可能会因显著的增粘而导致在以混炼等制作热固化性树脂组合物方面产生困难。
〈C:无机质填充剂〉
进而,在本发明中,可以与上述A和B成分一起使用无机质填充剂(C成分)。作为上述无机质填充剂(C成分),例如可列举出:石英玻璃粉末,滑石,熔融二氧化硅粉末、结晶性二氧化硅粉末等二氧化硅粉末,氧化铝粉末,氮化铝粉末,氮化硅粉末等。其中,从减小线膨胀系数等角度来看,优选使用熔融二氧化硅粉末,特别是从高填充性和高流动性的角度来看,优选使用熔融球状二氧化硅粉末。需要说明的是,无机质填充剂(C成分)排除上述特定的白色颜料(B成分)。关于上述无机质填充剂(C成分)的粒径及其分布,优选考虑上述特定的白色颜料(B成分)的粒径与其分布的组合以使通过传递成型等对热固化性树脂组合物进行成型时的飞边等最为减少。具体而言,无机质填充剂(C成分)的平均粒径优选为5~100μm,特别优选为10~80μm。需要说明的是,上述平均粒径与前述同样,例如可以使用激光衍射散射式粒度分布计进行测定。
此外,在上述无机质填充剂(C成分)的含有比率中,优选将上述特定的白色颜料(B成分)与无机质填充剂(C成分)的总含有比率设定为热固化性树脂组合物整体的75~90体积%。特别优选为75~85体积%。即,上述总含有比率过少时,会出现发生在成型时产生翘曲等问题的倾向。此外,总含有比率过多时,对配混成分进行混炼时,会对混炼机施加极大的负荷,会出现无法混炼的倾向,结果会出现难以制作作为成型材料的热固化性树脂组合物的倾向。
进而,对于组合使用上述特定的白色颜料(B成分)和无机质填充剂(C成分)时的两者的混合比例,从初始光反射率的角度来看,按体积比计,优选为(B成分)/(C成分)=0.028~1.0,特别优选为0.033~0.50。即,B成分与C成分的混合比例不在上述范围、体积比过小时,会出现环氧树脂组合物的初始光反射率降低的倾向,体积比过大时,会出现环氧树脂组合物的熔融粘度上升、混炼变得困难的倾向。
〈其他添加剂〉
接着,在本发明的热固化性树脂组合物中,除上述A、B成分和C成分以外,可以根据需要而配混固化促进剂、脱模剂、硅烷化合物。进而,可以适当配混改性剂(可塑剂)、抗氧化剂、阻燃剂、消泡剂、流平剂、紫外线吸收剂等各种添加剂。
作为上述固化促进剂,例如可列举出:1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳烯-7、三亚乙基二胺、三-2,4,6-二甲氨基甲基苯酚、N,N-二甲基苄基胺、N,N-二甲氨基苯、N,N-二甲氨基环己烷等叔胺类,2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑等咪唑类,三苯基膦,四氟硼酸四苯基鏻、四苯基硼酸四苯基鏻、四正丁基溴化鏻、四苯基溴化鏻、二甲基膦酸甲基三丁基鏻、四苯基鏻-o,o-二乙基二硫代磷酸盐、四正丁基鏻-o,o-二乙基二硫代磷酸盐等磷化合物,1,8-二偶氮杂双环[5.4.0]十一碳烯-7、辛基羧酸三亚乙基二铵等季铵盐、有机金属盐类以及它们的衍生物等。这些可单独使用或组合使用2种以上。这些固化促进剂当中,优选使用叔胺类、咪唑类、磷化合物。其中,为了得到着色度少、透明且强韧的固化物,特别优选使用磷化合物。
对于上述固化促进剂的含量,相对于上述特定的热固化性树脂(A成分),优选设定为0.001~8.0重量%,更优选为0.01~5重量%。即,这是由于,固化促进剂的含量过少时,有时会无法获得充分的固化促进效果,此外,固化促进剂的含量过多时,会出现所得固化物产生变色的倾向。
作为上述脱模剂,使用各种脱模剂,其中,优选使用具有醚键的脱模剂,例如可列举出具备下述的通式(1)表示的结构式的脱模剂。
CH3·(CH3)k·CH2O(CHRm·CHRn·O)x·H···(1)
[式(1)中,Rm、Rn为氢原子或一价烷基,两者可以彼此相同或不同。此外,k为1~100的正数,x为1~100的正数。]
在上述式(1)中,Rm、Rn为氢原子或一价烷基,优选k为10~50的正数、x为3~30的正数。更优选Rm和Rn为氢原子、k为28~48的正数、x为5~20的正数。即,这是由于,重复数k的值过小时,脱模性会降低,此外,重复数x的值过小时,因分散性降低,会出现无法获得稳定的强度和脱模性的倾向。而重复数k的值过大时,会出现因熔点升高而难以混炼、在热固化性树脂组合物的制造工序中发生困难的倾向,重复数x的值过大时,会出现脱模性降低的倾向。
上述脱模剂的含量优选设定为热固化性树脂组合物体整体的0.001~3重量%的范围,更优选设定为0.01~1重量%的范围。即,这是由于,脱模剂的含量过少或过多时,会出现导致固化物的强度不足或引起脱模性降低的倾向。
作为上述硅烷化合物,可列举出硅烷偶联剂、硅烷。作为上述硅烷偶联剂,例如可列举出:3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等。此外,作为上述硅烷,例如可列举出:甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、含水解性基的硅氧烷等。这些可单独使用或组合使用2种以上。
作为上述改性剂(可塑剂),例如可列举出二醇类、有机硅类、醇类等。
作为上述抗氧化剂,例如可列举出:酚类化合物、胺类化合物、有机硫类化合物、膦类化合物等。
作为上述阻燃剂,例如可列举出氢氧化镁等金属氢氧化物、溴类阻燃剂、氮类阻燃剂、磷类阻燃剂等,进而还可以使用三氧化锑等阻燃助剂。
作为上述消泡剂,例如可列举出有机硅类等的现有公知的消泡剂。
〈热固化性树脂组合物〉
本发明的热固化性树脂组合物例如可以如下制造。即,将上述A~C成分、还有固化促进剂和脱模剂以及视需要而使用的各种添加剂适当配混后,使用混炼机等进行混炼、熔融混合,接着,将其冷却、固化、粉碎,由此可以制造粉末状的热固化性树脂组合物。
接着,作为上述得到的热固化性树脂组合物的固化物,优选其光反射率对波长350~410nm的光为80%以上,更优选为83%以上。另外,上限通常为100%。上述光反射率例如如下进行测定。即,可以通过规定的固化条件、例如175℃×2分钟的成型后、175℃×3小时的后固化制备厚度1mm的热固化性树脂组合物的固化物,在室温(25±10℃)下使用分光光度计(例如日本分光株式会社制造的分光光度计V-670)测定上述范围内的波长下的上述固化物的光反射率。
使用本发明的热固化性树脂组合物而成的光半导体装置例如如下制造。即,将金属引线框设置在传递成型机的模具内,使用上述热固化性树脂组合物通过传递成型形成反射器。如此制作以包围光半导体元件搭载区域的周围的方式形成环状的反射器而成的光半导体装置用的金属引线框。接着,在上述反射器的内部的金属引线框上的光半导体元件搭载区域搭载光半导体元件,使用键合引线将光半导体元件与金属引线框电连接。接着,使用有机硅树脂等对包括上述光半导体元件的反射器的内侧区域进行树脂封装,从而形成封装树脂层。如此制作例如如图1所示的立体状(杯型)的光半导体装置。该光半导体装置采用如下构成:在由第1板部1和第2板部2形成的金属引线框的第2板部2上搭载光半导体元件3,以包围上述光半导体元件3的周围的方式形成由本发明的热固化性树脂组合物形成的光反射用的反射器4。接着,在上述金属引线框和反射器4的内周面形成的凹部5中形成对光半导体元件3进行封装的具有透明性的封装树脂层6。该封装树脂层6中根据需要而含有荧光体。在图1中,7、8为将形成在金属引线框上的电极电路(未图示)与光半导体元件3电连接的键合引线。
需要说明的是,在本发明中,可以代替上述图1的金属引线框使用各种基板。作为上述各种基板,例如可列举出有机基板、无机基板、柔性印刷基板等。此外,可以代替上述传递成型通过注射成型形成反射器。
此外,作为不同于上述构成的光半导体装置,可列举出使用板状的光半导体装置用引线框的、例如如图2和图3(图2的X-X’箭头方向剖视图)所示的光半导体装置。即,该光半导体装置采用如下构成:分别在相互隔开间隔配置的金属引线框10的厚度方向的单面的规定位置搭载光半导体元件3,在上述金属引线框10间的间隙形成由本发明的热固化性树脂组合物形成的光反射用的反射器11。此外,如图3所示,在金属引线框10的与光半导体元件3搭载面相反一面形成有多个填充本发明的热固化性树脂组合物并固化而成的反射器11。另外,在图2和图3中,12为将上述光半导体元件3与金属引线框10电连接的键合引线。这种光半导体装置通过将上述金属引线框10设置在传递成型机的模具内,利用传递成型在隔开间隔配置的金属引线框10的间隙和形成在金属引线框10的与光半导体元件3搭载面相反一面的凹部填充热固化性树脂组合物并固化,从而分别形成反射器11。接着,在作为上述金属引线框10的规定位置的光半导体元件搭载区域搭载光半导体元件3后,使用键合引线12将光半导体元件3与金属引线框10电连接。如此制作如图2和图3所示的光半导体装置。
实施例
接着,连同比较例对实施例进行说明。但是,本发明并不限定于这些实施例。
首先,在制作热固化性树脂组合物前准备以下所示的各成分。
[环氧树脂]
三缩水甘油基异氰脲酸酯(环氧当量100)
[有机硅树脂a1]
信越化学工业株式会社制造、KER-2500(双液型:将A液、B液混合使用)
[有机硅树脂a2]
信越化学工业株式会社制造、SCR-1012(双液型:将A液、B液混合使用)
[固化剂]
4-甲基六氢邻苯二甲酸酐(x)与六氢邻苯二甲酸酐(y)的混合物(液体、混合重量比x/y=70/30)(新日本理化株式会社制造、RIKACIDMH-700)
[氧化锆c1]
第一稀元素化学工业株式会社制造、SG氧化锆、平均粒径4.3μm
[氧化锆c2]
第一稀元素化学工业株式会社制造、UEP氧化锆、平均粒径0.5μm
[固化促进剂]
二甲基磷酸甲基三丁基鏻(日本化学工业株式会社制造、HishicolinPX-4MP)
[氧化钛]
杜邦公司制造、R706、单一粒径0.31μm
[氧化锌]
HakusuiTechCo.,Ltd.制造、氧化锌(I种)
[无机质填充剂]
熔融球状二氧化硅粉末(平均粒径20μm)
[实施例1~10、比较例1~16]
将后述的表1~表3所示的各成分按该表所示的比例配混,用混炼机进行熔融混炼(温度100~130℃),熟化后,冷却至室温(25℃)并粉碎,由此制得目标的粉末状的热固化性树脂组合物。
使用如此得到的实施例和比较例的热固化性树脂组合物,按照下述方法进行光反射率(波长:365nm、405nm、450nm)的测定。其结果示于后述的表1~表3。
[光反射率]
使用上述各热固化性树脂组合物,在规定的固化条件(条件:175℃×2分钟的成型+175℃×3小时固化)下制作厚度1mm的试验片,使用该试验片(固化物)测定室温(25℃)下的各光反射率(波长:365nm、405nm、450nm)。需要说明的是,测定使用日本分光株式会社制造的分光光度计V-670,在室温(25℃)下测定各波长(365nm、405nm、450nm)的光反射率。
[表1]
(重量份)
[表2]
(重量份)
[表3]
(重量份)
由上述结果可知,作为白色颜料仅使用氧化锆而成的实施例产品获得了对各波长(365nm、405nm、450nm)的光具有高的光反射率的优异的结果。
与此相对,作为白色颜料在氧化锆的基础上还配混即使是少量的氧化钛或者氧化锌而成的比较例产品获得了特别是对波长365nm的光的光反射率显著降低的结果。
[光半导体(发光)装置的制作]
接着,使用作为上述实施例产品的热固化性树脂组合物,制得如图1所示的构成的光半导体(发光)装置。即,将具有铜(镀银)制的多个成对的第1板部1和第2板部2的金属引线框设置在传递成型机的模具内,使用上述热固化性树脂组合物进行传递成型(条件:175℃×2分钟的成型+175℃×3小时固化),由此在如图1所示的金属引线框面的规定位置形成反射器4。接着,搭载光半导体(发光)元件(大小1mm×1mm、发光波长:395-400nm)3,用键合引线7、8将该光半导体元件3与上述金属引线框电连接,由此制得具备反射器4、金属引线框和光半导体元件3的单元。
接着,通过向在上述金属引线框和反射器4的内周面形成的凹部5填充有机硅树脂(信越有机硅株式会社制造、KER-2500)对上述光半导体元件3进行树脂封装(成型条件:150℃×4小时)而形成透明的封装树脂层6,通过分割使各个反射器单片化,制得如图1所示的光半导体(发光)装置。所得光半导体(发光)装置具备高的光反射率,得到了具备高可靠性的良好的装置。
在上述实施例中给出了本发明的具体实施方式,但上述实施例仅仅是简单的例示,不应做限定性解释。本领域技术人员所清楚的各种变形是落在本发明的范围内的。
产业上的可利用性
本发明的光半导体装置用热固化性树脂组合物作为使自内置于光半导体装置的光半导体元件发出的波长350~410nm的光反射的反射器的形成材料是有用的。
附图标记说明
1第1板部
2第2板部
3光半导体元件
4、11反射器
5凹部
6封装树脂层
7、8、12键合引线
10金属引线框
Claims (11)
1.一种光半导体装置用热固化性树脂组合物,其特征在于,所述光半导体装置用热固化性树脂组合物用作具备波长350~410nm的发光元件的光半导体装置的反射器形成材料,其含有下述的(A)和(B):
(A)热固化性树脂,
(B)仅由氧化锆形成的白色颜料。
2.根据权利要求1所述的光半导体装置用热固化性树脂组合物,其中,所述(B)的含有比率为热固化性树脂组合物整体的2~30体积%。
3.根据权利要求1或2所述的光半导体装置用热固化性树脂组合物,其中,在所述(A)和(B)的基础上还含有无机质填充剂(C)。
4.根据权利要求3所述的光半导体装置用热固化性树脂组合物,其中,所述(B)和(C)的总含有比率为热固化性树脂组合物整体的75~90体积%。
5.一种光半导体装置用引线框,其特征在于,其为用于仅在厚度方向的单面搭载光半导体元件的板状的光半导体装置用引线框,所述光半导体装置用引线框具备相互隔开间隙配置的多个板部,并且在所述间隙形成有使用权利要求1~4中的任一项所述的光半导体装置用热固化性树脂组合物填充并固化而形成的反射器。
6.一种光半导体装置用引线框,其特征在于,其为具备光半导体元件搭载区域、且以用反射器自身的至少一部分包围元件搭载区域的周围的状态形成反射器而成的立体状的光半导体装置用引线框,所述反射器使用权利要求1~4中的任一项所述的光半导体装置用热固化性树脂组合物形成。
7.根据权利要求5或6所述的光半导体装置用引线框,其中,所述反射器仅形成在引线框的单面。
8.根据权利要求5~7中的任一项所述的光半导体装置用引线框,其中,所述反射器通过传递成型或注射成型而形成在光半导体装置用引线框上。
9.一种光半导体装置,其特征在于,板部相互隔开间隙配置,所述板部在其单面具有用于搭载发光元件的元件搭载区域,在所述元件搭载区域的规定位置搭载波长350~410nm的发光元件,在所述间隙形成有使用权利要求1~4中的任一项所述的光半导体装置用热固化性树脂组合物填充并固化而形成的反射器。
10.一种光半导体装置,其特征在于,其为在光半导体装置用引线框的规定位置搭载波长350~410nm的发光元件而成的光半导体装置,所述光半导体装置用引线框是具备发光元件搭载区域、且以用反射器自身的至少一部分包围元件搭载区域的周围的状态形成反射器而成的,所述反射器使用权利要求1~4中的任一项所述的光半导体装置用热固化性树脂组合物形成。
11.根据权利要求10所述的光半导体装置,其用有机硅树脂对被反射器包围的包括光半导体元件的区域进行树脂封装而成。
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