JP2008192880A - 発光装置及びその製造方法並びに発光装置用成形体 - Google Patents

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Abstract

【解決手段】430nm以上に発光ピーク波長を有する窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子と、該発光素子が載置される、トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物及びウィスカーを必須成分とする熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物を用いる成形体と、を有する発光装置。
【効果】本発明に係る発光装置は、耐熱性、耐光性及び密着性に優れており、しかも封止樹脂の剥離が抑えられ、高出力でも長期的に安定した出力を発揮できる。
【選択図】図1

Description

本発明は、照明器具、ディスプレイ、携帯電話のバックライト、動画照明補助光源、その他の一般的民生用光源などに用いられる発光装置及びその製造方法並びに発光装置用成形体に関する。
発光素子を用いた表面実装型発光装置は、小型で電力効率が良く、鮮やかな色の発光をする。また、この発光素子は半導体素子であるため球切れなどの心配がない。更に初期駆動特性が優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード(LED)、レーザーダイオード(LD)などの発光素子を用いる発光装置は、各種の光源として利用されている。近年、発光素子の高出力化が急速に進んでいる。
この表面実装型発光装置は、量産性の良さから一般に液晶ポリマー、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、ナイロン等の熱可塑性樹脂を成形体に用いる場合が多い。
一方、発光素子を水分や埃等から保護するための封止部材は、エポキシ樹脂が使用されている(例えば、特許文献1:特許第3512732号公報、特許文献2:特開2001−234032号公報、特許文献3:特開2002−302533号公報参照)。
また、発光素子の高出力化に伴い、シリコーン樹脂が使用されている。
しかしながら、従来の表面実装型発光装置の成形体に用いられる熱可塑性樹脂は耐熱性に優れるものの、分子内に芳香族成分を有するため耐光性に乏しい。また、分子末端に接着性を向上させる水酸基等を有しないため、リードや封止部材との密着性が乏しい。特にシリコーン樹脂を用いる封止部材は、エポキシ樹脂を用いる封止部材に比べ、熱可塑性樹脂を用いる成形体との密着性が大幅に低下するため、長期信頼性に乏しい。
エポキシ樹脂は封止部材として使用されているが、成形し難いこと等からリードフレームタイプの表面実装型の成形体としては使用されていない。
また、赤色を発光する発光素子よりも青色を発光する窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子の方が高出力であり、発熱量も大きい。そのため、青色に発光する発光素子を使用した場合に成形体の劣化が問題となってくる。
また、特許第2656336号公報(特許文献4)には、封止樹脂が、エポキシ樹脂、硬化剤及び硬化促進剤を構成成分とするBステージ状の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、上記構成成分が分子レベルで均一に混合されている樹脂組成物の硬化体で構成されていることを特徴とする光半導体装置が記載されており、この場合、エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂又はビスフェノールF型エポキシ樹脂が主として用いられ、トリグリシジルイソシアネート等を使用し得ることも記載されているが、トリグリシジルイソシアネートは、実施例においてビスフェノール型エポキシ樹脂に少量添加使用されているもので、本発明者らの検討によれば、このBステージ状半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、特に高温・長時間の放置で黄変するという問題がある。
また、いずれにしてもこの特許第2656336号公報(特許文献4)には、
「上記光半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、特にコンパクトデイスクの受光素子封止材料あるいは固体撮像素子であるラインセンサー,エリアセンサーの封止材料に好適に用いることができる。そして、このような光半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用い、例えば固体撮像素子等の受光素子を樹脂封止してなる光半導体装置は、形成画像に、樹脂の光学むらに起因する縞模様や封止樹脂中の異物に起因する黒点が現れることのない高性能品であり、樹脂封止品でありながら、セラミツクパツケージ品と同等かそれ以上の性能を発揮する。」
と記載されているように、その封止樹脂は受光素子に用いられるものであって、発光素子を封止するものではない。
この場合、発光素子封止用エポキシ樹脂組成物におけるトリアジン誘導体エポキシ樹脂の使用については、特開2000−196151号公報(特許文献5)、特開2003−224305号公報(特許文献6)、特開2005−306952号公報(特許文献7)に記載があるが、これらは、いずれもトリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とを反応させて得られた固形物を用いたものではない。
なお、本発明に関連する公知文献としては、上記の公報に加えて、下記特許文献8,9及び非特許文献1が挙げられる。
特許第3512732号公報 特開2001−234032号公報 特開2002−302533号公報 特許第2656336号公報 特開2000−196151号公報 特開2003−224305号公報 特開2005−306952号公報 特開2005−259972号公報 特開2006−156704号公報 エレクトロニクス実装技術2004.4の特集
本出願人は、上記の従来技術に鑑み、先に、耐熱性、耐光性に優れた成形体(パッケージ)を用いた発光装置を提案した(PCT/JP2006/314970)が、更にこのパッケージからの封止樹脂の耐剥離性を向上させることが望まれた。
従って、本発明は、耐熱性、耐光性に優れた成形体(パッケージ)からの封止樹脂の剥離を抑え、長期的に安定した発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。更に、本発明は、発光装置用成形体を提供することを他の目的とする。
上記の問題点を解決すべく、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに到った。
本発明は、430nm以上に発光ピーク波長を有する窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子と、該発光素子が載置される、トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物及びウィスカーを含む熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物を用いる成形体とを有する発光装置に関する。これにより窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子を使用した場合でも、耐熱性、耐光性に優れた発光装置を提供することができる。
また、ウィスカーを成形体中に含有させることで、以下のような効果を発揮する。即ち、発光素子が載置されるパッケージ(成形体)を形成する第1の樹脂に対し、封止樹脂として第2の樹脂を用いて封止を行う場合、ウィスカーを配合することで、パッケージの表面に、ウィスカー先端のミクロな突起物が形成される。その表面のミクロな突起物が第2の樹脂を物理的に固定させる効果が得られ、第2の樹脂の剥離を抑えることができる。
更に、発光装置は、従来のトランジスターのような単純形状の半導体装置と異なり、発光面を有するため、パッケージが複雑形状である。応力の集中しやすい部分ができやすいので、従来の半導体装置より、構造的にパッケージ強度が低い。そのため、発光装置のパッケージは、実装基板に発光装置をハンダ実装するとき、また、発光装置の発光時といった、熱膨張収縮で応力が発生するとき、パッケージにクラックが発生しやすい。しかし、ウィスカーの配合により樹脂の強度が改善され、高温、加熱冷却時でも、パッケージのクラック発生が抑えられる。
また、本発明において、前記熱硬化性エポキシ樹脂組成物には、シリコーンパウダーを配合することが好ましい。即ち、前記第2の樹脂がシリコーン樹脂であると、線膨張率が大きく、熱膨張収縮が大きく、剥離しやすい。そこで、第1の樹脂に、線膨張率の大きいシリコーンパウダーを配合することで第1の樹脂の熱膨張を大きくし、第2の樹脂との熱膨張収縮の差を小さくすることで、剥離を抑えることができる。また、ウィスカーを配合することで、上述したようにパッケージの表面にウィスカー先端のミクロな突起物が形成されてこれが第2の樹脂を物理的に固定させ、第2の樹脂の剥離を効果的に防止し得る。
更に、シリコーンパウダーの配合によっても、樹脂の強度が改善され、パッケージのクラック発生の抑制からも有効である。
しかも、封止樹脂としての第2の樹脂がシリコーン樹脂の場合、線膨張率が大きい。実装基板に発光装置をハンダ実装するとき、また、発光装置の発光時といった、熱膨張収縮加熱冷却時は、シリコーン樹脂が大きく膨張収縮し、パッケージに大きな応力が発生する。このとき、パッケージクラック、パッケージとリードフレーム(L/F)の剥離が起きやすい。しかし、本発明では、ウィスカーの配合、好ましくはウィスカーに加えてシリコーンパウダーの配合により、ウィスカーによる高温時の強度、シリコーンパウダーによる応力緩和により、樹脂強度が改善され、シリコーン樹脂が原因のパッケージのクラック、剥離が抑えられる。
前記成形体は、(A)前記トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物、(B)ウィスカー、(C)反射部材、(D)無機充填剤、(E)硬化触媒を含有する熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。この場合、この熱硬化性エポキシ樹脂組成物は、更に(F)シリコーンパウダーを配合することが好ましく、また、(G)酸化防止剤を使用することが好ましい。
前記成形体は、硬化性に優れ、耐熱性、耐光性、封止樹脂に対する耐剥離性に優れると共に、良好な強度を有し、特に前記(A)成分の使用により曲げ強度を高めることができる。
この場合、前記熱硬化性エポキシ樹脂組成物は、トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させる際、トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物との反応を、酸化防止剤の存在下で行うようにすること、又は、トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物との反応を、硬化触媒又は硬化触媒と酸化防止剤との存在下で行うようにすることが好ましい。
前記成形体は、430nm以上の反射率が70%以上であることが好ましい。これにより発光素子からの放射効率の高い発光装置を提供することができる。
前記成形体は、底面と側面を持つ凹部を有しており、前記凹部の底面は前記発光素子が載置されており、ケイ素含有樹脂を有する封止部材で封止することが好ましい。成形体との密着性が大幅に向上するからである。
本発明は、(A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物に、(B)ウィスカー、(C)反射部材、(D)無機充填剤及び(E)硬化触媒を混合する第1の工程と、
金型内にリードを配置して前記第1の工程で得られる熱硬化性エポキシ樹脂組成物をトランスファ・モールド工程により成形する第2の工程と、
前記第2の工程で成形される熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物の前記リード上に発光素子を載置する第3の工程と
を有する発光装置の製造方法に関する。これにより、簡易に熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物の成形体を用いる発光装置を提供することができる。この場合、トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物との反応を、酸化防止剤の存在下で行うようにすること、又はトリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物との反応を、硬化触媒又は硬化触媒と酸化防止剤との存在下で行うと共に、硬化触媒の配合を前記反応物として行うようにすることができる。また、上述したように、前記第1工程において、更に(F)シリコーンパウダーを(A)〜(E)成分と共に混合、配合することが好ましい。
本発明は、(A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物、(B)ウィスカー、(C)反射部材、(D)無機充填剤、(E)硬化触媒、好ましくはこれらに加えて(F)シリコーンパウダーや(G)酸化防止剤を含有する熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物にて形成される発光装置用成形体に関する。これにより耐熱性、耐光性に優れた成形体を提供することができる。
なお、本発明において、フォトカプラーは包含されず、除外される。
本発明に係る発光装置は、耐熱性、耐光性及び密着性に優れており、しかも封止樹脂の剥離が抑えられ、高出力でも長期的に安定した出力を発揮できる。発光素子を載置する成形体は、硬化性に優れ、良好な強度を有すると共に、長期間にわたり耐熱性、耐光性及び密着性を保持する。
以下、本発明に係る発光装置、成形体及びそれらの製造方法を、実施の形態及び実施例を用いて説明する。但し、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。実施の形態に係る表面実装型発光装置について図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略断面図である。図2は、同実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略平面図である。図1は、図2のI−Iの概略断面図である。
発光装置100は、430nm以上に発光ピーク波長を有する窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子10と、発光素子10を載置する成形体40とを有する。成形体40は、後述する熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物を用いることが好ましい。成形体40は第1のリード20と第2のリード30とを有している。成形体40は底面と側面を持つ凹部を有しており、凹部の底面に発光素子10を載置する。発光素子10は一対の正負の電極を有しており、その一対の正負の電極は第1のリード20及び第2のリード30とワイヤ60を介して電気的に接続している。発光素子10は封止部材50により封止している。封止部材50はトリアジン誘導体エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、又は軟質もしくは硬質のシリコーン樹脂、硬質シリコーンレジン、エポキシ変性シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂から選ばれる1種又は2種以上のケイ素含有樹脂で封止することが好ましい。成形体40との密着性を高めることができるからである。但し、その他のエポキシ樹脂、ウレタン樹脂で封止することもできる。封止部材50は発光素子10からの波長を変換するための蛍光体70を含有している。また、金型等を使用して製造される、凹部を有する成形体40は高い反射率を有するため、成形体40の凹部の底面及び側面方向への光の透過を低減し、正面方向への光の放出を増大することができる。
成形体40は、430nm以上に発光ピーク波長を有する発光素子10を用いて、430nm以上の反射効率が高い成形体40を用いている。そのため発光素子10から出射される光の大部分は成形体40に吸収されず、外部に放射されるため、発光素子10からの放射効率が高い。逆に、反射率が低い成形体を使用した場合、発光素子10から出射される光の大部分が成形体に吸収され、成形体の劣化が促進される。
(成形体)
成形体40として、(A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物、(B)ウィスカー、(C)反射部材、(D)無機充填剤、(E)硬化触媒、好ましくは更に(F)シリコーンパウダー、(G)酸化防止剤を含有する熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物を用いる。以下、各要素について説明する。
(A)反応物
本発明に係る熱硬化性エポキシ樹脂組成物は、トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とを、エポキシ基当量/酸無水物基当量を0.6〜2.0の割合で反応させて得られた反応物を樹脂成分として使用する。
(A−1)トリアジン誘導体エポキシ樹脂
本発明で用いられるトリアジン誘導体エポキシ樹脂は、これを酸無水物と特定の割合で反応させて得られる反応物を樹脂成分として含有することにより、熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物の黄変を抑制し、かつ経時劣化の少ない半導体発光装置を実現する。かかるトリアジン誘導体エポキシ樹脂としては、1,3,5−トリアジン核誘導体エポキシ樹脂であることが好ましい。特にイソシアヌレート環を有するエポキシ樹脂は、耐光性や電気絶縁性に優れており、1つのイソシアヌレート環に対して、2価の、より好ましくは3価のエポキシ基を有することが望ましい。具体的には、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリス(α−メチルグリシジル)イソシアヌレート、トリス(α−メチルグリシジル)イソシアヌレート等を用いることができる。
本発明で用いるトリアジン誘導体エポキシ樹脂の軟化点は90〜125℃であることが好ましい。なお、本発明において、このトリアジン誘導体エポキシ樹脂としては、トリアジン環を水素化したものは包含しない。
(A−2)酸無水物
本発明で用いられる(A−2)成分の酸無水物は、硬化剤として作用するものであり、耐光性を与えるために非芳香族であり、かつ炭素炭素二重結合を有さないものが好ましく、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、水素化メチルナジック酸無水物などが挙げられ、これらの中でもメチルヘキサヒドロ無水フタル酸が好ましい。これらの酸無水物系硬化剤は、1種類を単独で使用してもよく、また2種類以上を併用してもよい。
酸無水物系硬化剤の配合量としては、酸無水物基1当量に対しトリアジン誘導体エポキシ樹脂のエポキシ基が0.6〜2.0当量、好ましくは1.0〜2.0当量、更に好ましくは1.2〜1.6当量となる量である。エポキシ基当量/酸無水物基当量が0.6当量未満では硬化不良が生じ、信頼性が低下する場合がある。また、2.0当量を超える量では未反応硬化剤が硬化物中に残り、得られる硬化物の耐湿性を悪化させる場合がある。
本発明においては、上記した(A−1),(A−2)成分、又は(A−1),(A−2)成分と後述する酸化防止剤を、予め70〜120℃、好ましくは80〜110℃にて4〜20時間、好ましくは6〜15時間、又は(A−1),(A−2)と後述する硬化触媒、又は(A−1),(A−2)とそれぞれ後述する酸化防止剤,硬化触媒を予め30〜80℃、好ましくは40〜60℃にて10〜72時間、好ましくは36〜60時間反応させて、軟化点が50〜100℃、好ましくは60〜90℃である固形物とし、これを粉砕して配合することが好ましい。反応させて得られる物質の軟化点が、50℃未満では固形物とはならず、100℃を超える温度では流動性が低下するおそれがある。
この場合、反応時間が短すぎると、高分子成分が少なくて固形物とならず、長すぎると、流動性が低下する場合が生じる。
ここで得られた反応物(反応固形物)は、(A−1)成分のトリアジン誘導体エポキシ樹脂と(A−2)成分の酸無水物との反応物のうち、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による分析において(但し、分析条件として試料濃度0.2%、注入量50μlを移動相THF100%,流量1.0ml/min.、温度40℃の条件下、検出器RIで測定)、分子量が1,500を超える高分子量成分と、分子量300〜1,500までの中分子量成分と、モノマー成分とを含有し、高分子量成分が20〜70質量%、中分子量成分が10〜60質量%、モノマー成分が10〜40質量%であることが好ましい。
上記反応物は、(A−1)成分としてトリグリシジルイソシアネートを用いた場合、下記式(1)で示される反応生成物を含有し、特に(A−2)成分の酸無水物がメチルヘキサヒドロ無水フタル酸である場合、下記式(2)で示される反応生成物を含有する。
Figure 2008192880
上記式中、Rは酸無水物残基、nが0〜200、好ましくは0〜100の範囲の任意のものを含み、平均分子量が500〜10万の成分であるが、本発明に係る反応物にあっては、上述した通り、分子量1,500を超える高分子量成分を20〜70質量%、特に30〜60質量%、分子量が300〜1,500の中分子量成分を10〜60質量%、特に10〜40質量%、モノマー成分(未反応エポキシ樹脂及び酸無水物)を10〜40質量%、特に15〜30質量%含有することが好ましい。
(B)ウィスカー
本発明のエポキシ樹脂組成物には、(B)ウィスカー(無機物ウィスカー状繊維)を配合する。
(B)成分の無機物ウィスカー状繊維は、成形物の強度、靭性を高めるために配合するものである。無機物繊維には、ガラス繊維やホウ珪酸ガラス、ロックウールのような非晶質繊維、カーボン繊維やアルミナ繊維のような多結晶繊維、チタン酸カリウム、珪酸カルシウム、珪酸ガラス、ホウ酸アルミニウムのような単結晶繊維、更には硫酸マグネシウム、炭化珪素、窒化珪素等や金属繊維などが挙げられ、どのタイプでも構わない。但し、優れた高強度を得るのは、単結晶繊維が好適である。
この場合は、無機物ウィスカー状繊維の平均繊維径は、通常0.05〜100μm、好ましくは0.05〜50μm、更に好ましくは0.1〜20μmであり、平均繊維長は、通常0.1〜1,000μm、好ましくは1〜500μm、より好ましくは2〜250μm、最も好ましくは5〜100μm、特には10〜30μmである。ウィスカーの平均繊維径が0.05μmに満たないと十分な強度、靭性が得られず、100μmを超えると表面の平滑性が悪くなる傾向がみられ、更には、ウィスカーの微視的な均一分散性が損なわれやすくなる傾向がある。また、平均繊維長が0.1μm未満である場合には剛性が低くなる傾向があり、1,000μmを超えると他成分と分散せず、十分な流動性が得られない場合がある。
また、無機物ウィスカー状繊維の平均繊維長/平均繊維径の比(アスペクト比)は、通常(2〜300)/1、好ましくは(2〜100)/1、より好ましくは(3〜50)/1である。平均繊維長/平均繊維径の比が、2/1より小さいと、ウィスカーによるエポキシ樹脂組成物の強度向上効果が必ずしも十分ではなく、300/1より大きいと、混練中のウィスカーの折れの問題や、得られるエポキシ樹脂組成物の強度のバラツキの問題が生じるおそれがある。
なお、本発明において、上記平均粒径、平均繊維長の測定は、顕微鏡法によるものである。
また、無機物ウィスカー状繊維の配合量は、組成物全体の0.001〜30質量%、好ましくは0.01〜20質量%である。配合量が組成物全体の0.001質量%に満たないと十分な強度、靭性は得られず、30質量%を超えると顕著に流動性が劣る場合がある。
(C)反射部材
本発明のエポキシ樹脂組成物には、反射部材を配合する。(C)成分の反射部材は、白色着色剤として、白色度を高めるために配合するものであり、反射部材としては二酸化チタンを用いることが好ましく、この二酸化チタンの単位格子はルチル型、アナタース型、ブルカイト型のどれでも構わない。また、平均粒径や形状も限定されないが、平均粒径は通常0.05〜5.0μmである。上記二酸化チタンは、樹脂や無機充填剤との相溶性、分散性を高めるため、AlやSiなどの含水酸化物等で予め表面処理することができる。また、反射部材(白色着色剤)として、二酸化チタン以外にチタン酸カリウム、酸化ジルコン、硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等を単独で又は二酸化チタンと併用して使用することもできる。
反射部材の充填量は、組成物全体の2〜80質量%、特に5〜50質量%が好ましい。2質量%未満では十分な白色度が得られない場合があり、80質量%を超えると未充填やボイド等の成形性が低下する場合がある。
(D)無機充填剤
本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に無機充填剤を配合する。配合される(D)成分の無機充填剤としては、通常エポキシ樹脂組成物に配合されるものを使用することができる。例えば、溶融シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、ガラス繊維、三酸化アンチモン等が挙げられるが、上記した反射部材(白色着色剤)は除かれる。
これら無機充填剤の平均粒径や形状は特に限定されないが、平均粒径は通常5〜40μmである。
なお、平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値D50(又はメジアン径)として求めることができる。
上記無機充填剤は、樹脂と無機充填剤との結合強度を強くするため、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング剤で予め表面処理したものを配合してもよい。
このようなカップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ官能性アルコキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ官能性アルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト官能性アルコキシシランなどを用いることが好ましい。なお、表面処理に用いるカップリング剤の配合量及び表面処理方法については特に制限されるものではない。
無機充填剤の充填量は、(A−1)エポキシ樹脂と(A−2)酸無水物の総量100質量部に対し、20〜700質量部、特に50〜400質量部が好ましい。20質量部未満では、十分な強度を得ることができないおそれがあり、700質量部を超えると、増粘による未充填不良や柔軟性が失われることで、素子内の剥離等の不良が発生する場合がある。なお、この無機充填剤は、組成物全体の10〜90質量%、特に20〜80質量%の範囲で含有することが好ましい。
(E)硬化触媒
(E)成分の硬化触媒としては、エポキシ樹脂組成物の硬化触媒として公知のものが使用でき、特に限定されないが、第三級アミン類、イミダゾール類、それらの有機カルボン酸塩、有機カルボン酸金属塩、金属−有機キレート化合物、芳香族スルホニウム塩、有機ホスフィン化合物類、ホスホニウム化合物類等のリン系硬化触媒、これらの塩類等の1種又は2種以上を使用することができる。これらの中でも、イミダゾール類、リン系硬化触媒、例えば2−エチル−4−メチルイミダゾール又はメチル−トリブチルホスホニウム−ジメチルホスフェイト、第四級ホスホニウムブロマイドが更に好ましい。
硬化触媒の使用量は、組成物全体の0.05〜5質量%、特に0.1〜2質量%の範囲内で配合することが好ましい。上記範囲を外れると、エポキシ樹脂組成物の硬化物の耐熱性及び耐湿性のバランスが悪くなるおそれがある。
また、エポキシ樹脂成分には、更に下記の成分を配合することができる。
(F)シリコーンパウダー
本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に、(F)シリコーンパウダーを配合することが好ましい。このシリコーンパウダーの配合により、封止樹脂の熱膨張、熱収縮や外力による成形体に加わる応力を緩和することができる
(F)成分のシリコーンパウダーとしては、例えば、直鎖状のオルガノポリシロキサンを三次元架橋させてなるシリコーンゴムパウダー(特開昭63−77942号公報、特開平3−93834号公報、特開平04−198324号公報参照)、及びシリコーンゴムを粉末化したもの(米国特許第3843601号明細書、特開昭62−270660号公報、特開昭59−96,122号公報参照)などが利用できる。更には、上記方法で得られたシリコーンゴムパウダーの表面を(R’SiO3/2n(R’は置換又は非置換の一価炭化水素基を表す)で表される三次元網目状に架橋した構造を持つポリオルガノシルセスキオキサン硬化物であるシリコーンレジンで被覆した構造のシリコーン複合パウダー(特開平7−196815号公報参照)などがあるが、本発明の(F)成分のシリコーンパウダーとしては、単一の材質のもののみ使用してもよいし、二種類以上の材質のシリコーンパウダーをブレンドして使用してもよいが、中でもシリコーンゴムパウダーの表面をシリコーンレジンで被覆した構造のシリコーン複合パウダーが好適である。
シリコーンパウダーの平均粒径は、0.01〜50μmのものが好適であるが、更には0.05〜30μmのものが好ましい。平均粒径が0.05μm未満であると十分な靭性、低弾性が得られず、50μmより大きいと、強度の低下を招く場合がある。
なお、本発明において、平均粒径は、レーザー光回折散乱法により測定することができる。
かかるシリコーンパウダーとしては、トレフィルE−500、トレフィルE−600、トレフィルE−601、トレフィルE−850等がそれぞれ上記の商品名で東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)から、また、KMP−600、KMP−601、KMP−602、KMP−605等が信越化学工業(株)から市販されているものが使用できる。
また、シリコーンパウダーの配合量は、組成物全体の0.001〜30質量%、好ましくは0.005〜20質量%である。配合量が組成物全体の0.001質量%に満たないと強靭性、低弾性の効果が得られず、30質量%を超えると強度の低下を招く場合がある。
(G)酸化防止剤
本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要により、酸化防止剤を配合することができる。
(G)成分の酸化防止剤としては、フェノール系、リン系、硫黄系酸化防止剤を使用でき、酸化防止剤の具体例としては、以下のような酸化防止剤が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−p−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−{β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン等が挙げられ、中でも2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾールが好ましい。
リン系酸化防止剤としては、亜リン酸トリフェニル、亜リン酸ジフェニルアルキル、亜リン酸フェニルジアルキル、亜リン酸トリ(ノニルフェニル)、亜リン酸トリラウリル、亜リン酸トリオクタデシル、トリフェニルホスファイト、ジステアリルペンタエリトリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリトリトールジホスファイト、ジ(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリトリトールジホスファイト、トリステアリルソルビトールトリホスファイト及びテトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニルジホスホネート等が挙げられ、中でも亜リン酸トリフェニルが好ましい。
また、硫黄系酸化防止剤としては、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート等が挙げられる。
これらの酸化防止剤は、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて使用できるが、リン系酸化防止剤単独又はフェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤とを組み合わせて使用することが特に好ましい。この場合、フェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤との使用割合は、質量比でフェノール系酸化防止剤:リン系酸化防止剤=0:100〜70:30、特に0:100〜50:50とすることが好ましい。
酸化防止剤の配合量は、エポキシ樹脂組成物100質量部に対して0.01〜10質量部、特に0.03〜5質量部とすることが好ましい。配合量が少なすぎると十分な耐熱性が得られず、変色する場合があり、多すぎると硬化阻害を起こし、十分な硬化性、強度を得ることができない場合がある。
その他のエポキシ樹脂
また、本発明の組成物には、必要に応じて、(A−1)成分以外のエポキシ樹脂を本発明の効果を損なわない範囲で一定量以下(特に、(A−1)成分100質量部に対して0〜40質量部、特に5〜20質量部)配合することができる。このエポキシ樹脂の例として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂又は4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂のようなビフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、トリスフェニロールメタン型エポキシ樹脂、テトラキスフェニロールエタン型エポキシ樹脂、及びフェノールジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂の芳香環を水素化したエポキシ樹脂等が挙げられる。
また、その他のエポキシ樹脂の軟化点は70〜100℃であることが好ましい。
その他の添加剤
本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に必要に応じて各種の添加剤を配合することができる。例えば、樹脂の性質を改善する目的で種々の熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、有機合成ゴム、脂肪酸エステル、グリセリン酸エステル等の内部離型剤、ハロゲントラップ剤等の添加剤を本発明の効果を損なわない範囲で添加配合することができる。
エポキシ樹脂組成物の調製方法
本発明のエポキシ樹脂組成物を調製する場合の方法としては、反応物として、予め(A−1),(A−2)成分、又は(A−1),(A−2),(G)成分を混合して、70〜120℃、好ましくは80〜110℃の温度範囲にて、又は、予め(A−1),(A−2),(E)成分、又は(A−1),(A−2),(E),(G)成分の各成分を混合して30〜80℃、好ましくは40〜60℃の温度範囲にて、無溶媒の加温可能な反応釜等の装置により均一に溶融混合し、混合物が常温で取扱うのに十分な軟化点、具体的には50〜100℃、より好ましくは60〜90℃になるまで増粘させたものを冷却して、固形化したものを使用する。
この場合、これら成分を混合する温度域としては、(A−1),(A−2)成分、又は(A−1),(A−2),(G)成分を混合する場合は70〜120℃が適切であるが、より好ましくは80〜110℃の範囲である。混合温度が70℃未満では、室温で固形となるような混合物を得るためには温度が低すぎ、120℃を超える温度では、反応速度が速くなりすぎるため、期待した反応度で反応を停止することが難しくなってしまう。なお、(A−1),(A−2),(F)成分又は(A−1),(A−2),(F),(G)成分を混合する場合の温度は上記の通りであるが、混合温度が低すぎる場合、逆に高すぎる場合の不利は上記と同様である。
次に、この固形物(反応物)を粉砕した後、(B),(C),(D)成分、及び(E),(G)成分を上記固形物(反応物)の調製に用いない場合は(E)成分や必要により(G)成分の各成分、更に好ましくは(F)成分、その他の添加物を所定の組成比で配合し、これをミキサー等によって十分均一に混合した後、熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等による溶融混合処理を行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕してエポキシ樹脂組成物の成形材料とすることができる。
このようにして得られる本発明の白色エポキシ樹脂組成物は、半導体・電子機器装置、特には発光素子を用いる成形体、あるいは発光素子、その他の半導体装置の封止材として有効に利用できるが、受光素子、及び発光素子と受光素子とが一体化されたフォトカプラーは除かれる。
この場合、成形の最も一般的な方法としては低圧トランスファ・モールド成形法が挙げられる。なお、本発明のエポキシ樹脂組成物の成形温度は150〜185℃で30〜180秒行うことが望ましい。後硬化は150〜195℃で2〜20時間行ってもよい。
(発光素子)
図1において、発光素子10は、430nm以上に発光ピーク波長を持つものを使用する。この波長以上であれば成形体40は高い反射率を示し、耐光性を有するからである。特に窒化ガリウム系化合物半導体を用いることが好ましい。従来のPPSを用いた成型体に窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子を載置した発光装置では、該成型体が該発光素子からの熱により劣化する問題を有している。窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子はGaP系、GaAs系等の発光素子よりも電流投入時の発熱量が大きいためである。窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子10は基板上にGaN、InGaN、InAlGaN等の半導体を発光層として形成させたものが用いられる。
(封止部材)
図1において、封止部材50は、トリアジン誘導体エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂に代表されるケイ素含有樹脂を用いることが好ましい。
トリアジン誘導体エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂を用いる封止部材50は、成形体40と同一系統の材質であるため、密着性を高めることができる。この場合、上記エポキシ樹脂としては、トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られるものを使用することができる。窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子10は、電流投入時に100℃以上になるため、わずかではあるが封止部材50と成形体40は共に熱膨張する。そのため封止部材50と成形体40とを同一系統の部材を使用することにより熱膨張係数が近似したものとなり、封止部材50と成形体40との界面の剥離が生じ難い。
ケイ素含有樹脂を用いる封止部材の多くは熱可塑性樹脂を用いる従来の成形体と密着性が劣る傾向があるが、成形体40を本発明のエポキシ樹脂組成物とすることにより密着性を高めることができる。窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子10は、電流投入時に発光エネルギーの高い青色光を発するため発光素子10と直に接している封止部材は最も劣化しやすいが、シリコーン樹脂に代表されるケイ素含有樹脂を封止部材とすることにより劣化速度を最小とすることができる。同様に、成形体40の表面、即ち、封止部材50との接着界面も光により劣化し、剥離が発生しやすいが、耐光性に優れたケイ素含有樹脂よりなる封止部材と本発明のエポキシ樹脂組成物よりなる成形体の接着界面は破壊され難い。
(蛍光体)
蛍光体70は発光素子10からの光を吸収し、異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Y3Al512:Ce、(Y,Gd)3Al512:Ce、Y3(Al,Ga)512:Ce等で表されるCe等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類系アルミン酸塩蛍光体等を用いることができる。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
<実施例、比較例>
白色エポキシ樹脂組成物
エポキシ樹脂9質量部、酸無水物14質量部、酸化防止剤0.1質量部を予め反応釜により、80℃にて5時間溶融混合し、冷却して固化させた後、粉砕した。これに下記(B),(F)成分を表1に示す割合となるように配合すると共に、(C)成分を6質量部、(D)成分を70質量部、(E)成分を0.1質量部配合し、熱2本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉砕して発光装置用の成形体である白色エポキシ樹脂組成物の硬化物を得た。使用した原材料を下記に示す。
(A)エポキシ樹脂
(A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂
トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアネート(TEPIC−S:日産化学工業(株)製商品名、エポキシ当量100)
(B)酸無水物
非炭素炭素二重結合酸無水物;メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(リカシッドMH:新日本理化(株)製商品名)
(B)ウィスカー
(B−1)チタン酸カリウム(ティスモD:大塚化学(株)製商品名、線径0.5μm、長さ15μm、アスペクト比30)
(B−2)珪酸カルシウム(KH−30:関西マテック(株)製商品名、線径15μm、長さ100μm、アスペクト比7)
(B−3)珪酸ガラス(REV−9:NSG Vetorotex(株)製商品名、線径13μm、長さ35μm、アスペクト比3)
(B−4)ホウ酸アルミニウム(アルボレックスYS2B:四国化成工業(株)製商品名、線径1μm、長さ20μm、アスペクト比20)
(C)反射部材
二酸化チタン;ルチル型(R−45M:堺化学工業(株)製商品名)
(D)無機充填剤;破砕溶融シリカ((株)龍森製商品名)
(E)硬化触媒
リン系硬化触媒;第四級ホスホニウムブロマイド(U−CAT5003;サンアプロ(株)製商品名)
(F)シリコーンパウダー、
(F−1)シリコーンレジンで被覆したシリコーン複合パウダー(KMP−605;信越化学工業(株)製商品名、平均粒径2μm)
(F−2)シリコーンパウダー(トレフィルE−500;東レ・ダウコーニング(株)製商品名、平均粒径3μm)
(G)酸化防止剤
リン系酸化防止剤;亜リン酸トリフェニル(和光純薬(株)製商品名)
発光装置の作製
銅合金よりなるリードフレームに上記エポキシ樹脂組成物よりなる成形体をトランスファ・モールド工程により成形した。成形体は、底面と側面を持つ凹部を有する。InGanを発光層とするサファイヤ基板からなる青色発光の発光素子はエポキシ樹脂接着剤を用いて載置した。発光素子とリードフレームとは直径30μmの金線ワイヤを用いて電気的接続を行った。発光素子が底面に載置されている凹部を有する成形体に封止部材を滴下した。封止部材は、シリコーン樹脂100質量部に対しYAG蛍光体30質量部と酸化珪素よりなる光拡散剤5質量部を含むものを使用し、室温から150℃まで3時間かけ昇温し、150℃で5時間硬化させた。最後にリードフレームより切り出しを行い、白色発光の発光装置を得た。
得られた発光装置について、下記方法で封止樹脂の剥離性、パッケージのクラックの有無、成形性を評価した。結果を表1に示す。
(封止樹脂の剥離性)
85℃で500時間通電後、顕微鏡で成形体と封止樹脂間の剥離を確認した。剥離は、成形体と封止樹脂との界面に少なくとも一部が剥離した部分があれば剥離したものとした。表1中、剥離したものを「×」、剥離しなかったものを「○」で示した。
(パッケージのクラック)
発光装置を30℃,70%RHで168時間吸湿後、加熱温度260℃,加熱時間10秒でリフロー炉で加熱した。これを5回繰り返し行った。そのとき、パッケージにクラックが発生していないかを確認した。パッケージの一部にでもクラックが発生していれば、クラック有りとした。表1中、クラックがあったものを「×」、実用上使用可能であるが、マイクロクラックがあったものを「△」、クラックがなかったものを「○」で示した。
(成形性)
金型温度180℃でトランスファー成形したとき、パッケージの一部の未充填部の有無で確認した。表1中、パッケージの一部に未充填部分があったものを「×」、微小な未充填があったものを「△」、未充填部分がなかったものを「○」で示した。
Figure 2008192880
本発明の発光装置は、照明器具、ディスプレイ、携帯電話のバックライト、動画照明補助光源、その他の一般的民生用光源などに利用することができる。
本発明の一実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略断面図である。 同実施の形態に係る表面実装型発光装置を示す概略平面図である。
符号の説明
10 発光素子
20 第1のリード
30 第2のリード
40 成形体
50 封止部材
60 ワイヤ
70 蛍光体
100 発光装置

Claims (15)

  1. 430nm以上に発光ピーク波長を有する窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子と、該発光素子が載置される、トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物及びウィスカーを必須成分とする熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物を用いる成形体と、を有する発光装置。
  2. 前記成形体は、(A)前記トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物、(B)ウィスカー、(C)反射部材、(D)無機充填剤、(E)硬化触媒を含有する熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物である請求項1に記載の発光装置。
  3. 反射部材(C)の充填量が組成物全体の2〜80質量%である請求項1又は2記載の発光装置。
  4. トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物との反応を、酸化防止剤の存在下で行うようにした請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発光装置。
  5. トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物との反応を、硬化触媒又は硬化触媒と酸化防止剤との存在下で行うようにした請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発光装置。
  6. 前記熱硬化性エポキシ樹脂組成物が、更に(F)シリコーンパウダーを含有する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の発光装置。
  7. 前記成形体は、430nm以上の反射率が70%以上である請求項1乃至6のいずれか1項に記載のの発光装置。
  8. 前記成形体は、底面と側面を持つ凹部を有しており、前記凹部の底面は前記発光素子が載置されており、前記発光素子はケイ素含有樹脂を有する封止部材で封止されている請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光装置。
  9. (A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物に、(B)ウィスカー、(C)反射部材、(D)無機充填剤及び(E)硬化触媒を混合する第1の工程と、
    金型内にリードを配置して前記第1の工程で得られる熱硬化性エポキシ樹脂組成物をトランスファ・モールド工程により成形する第2の工程と、
    前記第2の工程で成形される熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物の前記リード上に発光素子を載置する第3の工程と
    を有する発光装置の製造方法。
  10. トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物との反応を、酸化防止剤の存在下で行うようにした請求項9に記載の発光装置の製造方法。
  11. トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物との反応を、硬化触媒又は硬化触媒と酸化防止剤との存在下で行うと共に、硬化触媒の配合を前記反応物として行うようにした請求項9に記載の発光装置の製造方法。
  12. 前記第1工程において、更に(F)シリコーンパウダーを(A)〜(E)成分と共に混合するようにした請求項9乃至11のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法。
  13. (A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物、(B)ウィスカー、(C)反射部材、(D)無機充填剤、(E)硬化触媒を含有する熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物にて形成される発光装置用成形体。
  14. 熱硬化性エポキシ樹脂組成物が、更に(F)シリコーンパウダーを含有する請求項13に記載の発光装置用成形体。
  15. 熱硬化性エポキシ樹脂組成物が、更に(G)酸化防止剤を含有する請求項13又は14に記載の発光装置用成形体。
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009155415A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Shin Etsu Chem Co Ltd 光半導体ケース形成用白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物並びに光半導体ケース及びその成形方法
JP2009221393A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Shin Etsu Chem Co Ltd 光半導体ケース形成用白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物並びに光半導体ケース
JP2010103149A (ja) * 2008-10-21 2010-05-06 Showa Denko Kk 発光部材、発光装置、電子機器、機械装置、発光部材の製造方法、および発光装置の製造方法
WO2011129373A1 (ja) * 2010-04-13 2011-10-20 ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社 光反射性異方性導電接着剤及び発光装置
WO2012121021A1 (ja) * 2011-03-07 2012-09-13 ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社 光反射性異方性導電接着剤及び発光装置
JP2012216785A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体発光装置用パッケージ及び該パッケージを有してなる半導体発光装置並びにそれらの製造方法
CN102823084A (zh) * 2010-04-12 2012-12-12 索尼化学&信息部件株式会社 发光装置的制造方法
KR101238738B1 (ko) * 2010-12-27 2013-03-06 한국세라믹기술원 자기 발광 소자용 봉지재 및 봉지재 제조 방법, 그 봉지재를 이용한 자기 발광 소자 및 그의 제조 방법
JP2013172154A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Lg Innotek Co Ltd 発光素子、発光素子製造方法、及びこれを備えた照明システム
EP2639258A1 (en) 2012-03-13 2013-09-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Curable Silicone Resin Composition and Optoelectronic Device
KR20140081711A (ko) 2012-12-21 2014-07-01 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 경화성 실리콘 수지 조성물, 그 경화물 및 광반도체 디바이스
JP2014146836A (ja) * 2014-04-11 2014-08-14 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置、樹脂パッケージ、樹脂成形体並びにこれらの製造方法
US9287476B2 (en) 2008-09-03 2016-03-15 Nichia Corporation Light emitting device, resin package, resin-molded body, and methods for manufacturing light emitting device, resin package and resin-molded body
JP2017054933A (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 株式会社東芝 発光装置及びその製造方法
JP2017210625A (ja) * 2017-08-09 2017-11-30 日立化成株式会社 光反射用熱硬化性樹脂組成物、光半導体素子搭載用基板及びその製造方法、並びに光半導体装置
US9871170B2 (en) 2013-06-18 2018-01-16 Nichia Corporation Light emitting device and method for manufacturing same
JP2018101758A (ja) * 2016-12-22 2018-06-28 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05132539A (ja) * 1991-11-11 1993-05-28 Fujitsu Ltd エポキシ樹脂組成物
JP2005203748A (ja) * 2003-12-16 2005-07-28 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置及びその製造方法
JP2005353914A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法並びに半導体発光ユニット
JP2006114854A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Sharp Corp 半導体発光装置、液晶表示装置用のバックライト装置
WO2006043462A1 (ja) * 2004-10-21 2006-04-27 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Led用反射体及びその製造方法
JP2006140207A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Hitachi Chem Co Ltd 光反射用熱硬化性樹脂組成物、ならびにこれを用いた光半導体搭載用基板とその製造方法および光半導体装置。
JP2006193570A (ja) * 2005-01-12 2006-07-27 Stanley Electric Co Ltd 熱硬化性樹脂組成物、該組成物を熱硬化してなる透光性硬化物、該硬化物で封止された発光ダイオード
JP2006265274A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Shin Etsu Chem Co Ltd エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物及びその製造方法、並びに発光半導体装置
JP2007002096A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Idemitsu Kosan Co Ltd 反射体用樹脂組成物及びそれからなる反射体

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05132539A (ja) * 1991-11-11 1993-05-28 Fujitsu Ltd エポキシ樹脂組成物
JP2005203748A (ja) * 2003-12-16 2005-07-28 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置及びその製造方法
JP2005353914A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法並びに半導体発光ユニット
JP2006114854A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Sharp Corp 半導体発光装置、液晶表示装置用のバックライト装置
WO2006043462A1 (ja) * 2004-10-21 2006-04-27 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Led用反射体及びその製造方法
JP2006140207A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Hitachi Chem Co Ltd 光反射用熱硬化性樹脂組成物、ならびにこれを用いた光半導体搭載用基板とその製造方法および光半導体装置。
JP2006193570A (ja) * 2005-01-12 2006-07-27 Stanley Electric Co Ltd 熱硬化性樹脂組成物、該組成物を熱硬化してなる透光性硬化物、該硬化物で封止された発光ダイオード
JP2006265274A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Shin Etsu Chem Co Ltd エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物及びその製造方法、並びに発光半導体装置
JP2007002096A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Idemitsu Kosan Co Ltd 反射体用樹脂組成物及びそれからなる反射体

Cited By (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009155415A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Shin Etsu Chem Co Ltd 光半導体ケース形成用白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物並びに光半導体ケース及びその成形方法
JP4623322B2 (ja) * 2007-12-26 2011-02-02 信越化学工業株式会社 光半導体ケース形成用白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物並びに光半導体ケース及びその成形方法
JP4678415B2 (ja) * 2008-03-18 2011-04-27 信越化学工業株式会社 光半導体ケース形成用白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物並びに光半導体ケース
JP2009221393A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Shin Etsu Chem Co Ltd 光半導体ケース形成用白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物並びに光半導体ケース
US10700241B2 (en) 2008-09-03 2020-06-30 Nichia Corporation Light emitting device, resin package, resin-molded body, and methods for manufacturing light emitting device, resin package and resin-molded body
US9490411B2 (en) 2008-09-03 2016-11-08 Nichia Corporation Light emitting device, resin package, resin-molded body, and methods for manufacturing light emitting device, resin package and resin-molded body
US10115870B2 (en) 2008-09-03 2018-10-30 Nichia Corporation Light emitting device, resin package, resin-molded body, and methods for manufacturing light emitting device, resin package and resin-molded body
US10573788B2 (en) 2008-09-03 2020-02-25 Nichia Corporation Light emitting device, resin package, resin-molded body, and methods for manufacturing light emitting device, resin package and resin-molded body
US10573789B2 (en) 2008-09-03 2020-02-25 Nichia Corporation Light emitting device, resin package, resin-molded body, and methods for manufacturing light emitting device, resin package and resin-molded body
US11094854B2 (en) 2008-09-03 2021-08-17 Nichia Corporation Light emitting device, resin package, resin-molded body, and methods for manufacturing light emitting device, resin package and resin-molded body
US9287476B2 (en) 2008-09-03 2016-03-15 Nichia Corporation Light emitting device, resin package, resin-molded body, and methods for manufacturing light emitting device, resin package and resin-molded body
US9537071B2 (en) 2008-09-03 2017-01-03 Nichia Corporation Light emitting device, resin package, resin-molded body, and methods for manufacturing light emitting device, resin package and resin-molded body
JP2010103149A (ja) * 2008-10-21 2010-05-06 Showa Denko Kk 発光部材、発光装置、電子機器、機械装置、発光部材の製造方法、および発光装置の製造方法
CN102823084A (zh) * 2010-04-12 2012-12-12 索尼化学&信息部件株式会社 发光装置的制造方法
CN102823084B (zh) * 2010-04-12 2015-11-25 迪睿合电子材料有限公司 发光装置的制造方法
US9260634B2 (en) 2010-04-13 2016-02-16 Dexerials Corporation Light-reflective anisotropic conductive adhesive agent, and light emitting device
JP2011222875A (ja) * 2010-04-13 2011-11-04 Sony Chemical & Information Device Corp 光反射性異方性導電接着剤及び発光装置
US8916894B2 (en) 2010-04-13 2014-12-23 Dexerials Corporation Light-reflective anisotropic conductive adhesive agent, and light emitting device
WO2011129373A1 (ja) * 2010-04-13 2011-10-20 ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社 光反射性異方性導電接着剤及び発光装置
TWI513783B (zh) * 2010-04-13 2015-12-21 Dexerials Corp A light reflective anisotropic conductive adhesive and a light emitting device
KR101238738B1 (ko) * 2010-12-27 2013-03-06 한국세라믹기술원 자기 발광 소자용 봉지재 및 봉지재 제조 방법, 그 봉지재를 이용한 자기 발광 소자 및 그의 제조 방법
WO2012121021A1 (ja) * 2011-03-07 2012-09-13 ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社 光反射性異方性導電接着剤及び発光装置
CN103403896A (zh) * 2011-03-07 2013-11-20 迪睿合电子材料有限公司 光反射性各向异性导电粘接剂以及发光装置
TWI553088B (zh) * 2011-03-07 2016-10-11 Dexerials Corp A light reflective anisotropic conductive adhesive and a light emitting device
JP2012186322A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Sony Chemical & Information Device Corp 光反射性異方性導電接着剤及び発光装置
JP2012216785A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体発光装置用パッケージ及び該パッケージを有してなる半導体発光装置並びにそれらの製造方法
JP2013172154A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Lg Innotek Co Ltd 発光素子、発光素子製造方法、及びこれを備えた照明システム
EP2639258A1 (en) 2012-03-13 2013-09-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Curable Silicone Resin Composition and Optoelectronic Device
US9105821B2 (en) 2012-12-21 2015-08-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Curable silicone resin composition, cured product thereof and photosemiconductor apparatus
KR20140081711A (ko) 2012-12-21 2014-07-01 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 경화성 실리콘 수지 조성물, 그 경화물 및 광반도체 디바이스
US9871170B2 (en) 2013-06-18 2018-01-16 Nichia Corporation Light emitting device and method for manufacturing same
US10355173B2 (en) 2013-06-18 2019-07-16 Nichia Corporation Method for manufacturing light emitting device
JP2014146836A (ja) * 2014-04-11 2014-08-14 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置、樹脂パッケージ、樹脂成形体並びにこれらの製造方法
JP2017054933A (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 株式会社東芝 発光装置及びその製造方法
JP2018101758A (ja) * 2016-12-22 2018-06-28 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
JP2017210625A (ja) * 2017-08-09 2017-11-30 日立化成株式会社 光反射用熱硬化性樹脂組成物、光半導体素子搭載用基板及びその製造方法、並びに光半導体装置

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