JP2011256251A - 光半導体素子封止用樹脂組成物及び発光装置 - Google Patents

光半導体素子封止用樹脂組成物及び発光装置 Download PDF

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Abstract

【解決手段】（Ａ）脂肪族不飽和結合含有一価炭化水素基を有するオルガノポリシロキサン、（Ｂ）一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、（Ｃ）白金系触媒、及び（Ｄ）アスペクト比が１．１〜５０である異方性形状を有するガラスフィラーを含有し、硬化物の屈折率が１．４５以上であることを特徴とする光半導体素子封止用樹脂組成物。
【効果】耐硫化性に優れ、かつ吸湿リフローや熱衝撃試験等の熱応力試験に耐えうる長期信頼性が確保できる光半導体素子封止用樹脂組成物及び該樹脂組成物の硬化物によって封止された発光装置を得ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、シリコーン系の光半導体素子封止用樹脂組成物、及び該樹脂組成物の硬化物によって封止された発光装置に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光半導体素子の被覆保護用樹脂組成物には、その硬化物が透明性を有することが要求されており、該組成物として一般的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂又は脂環式エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と酸無水物系硬化剤を含有するエポキシ樹脂組成物が用いられている（特許文献１：特許第３２４１３３８号公報、特許文献２：特開平７−２５９８７号公報参照）。
しかし、上記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、短波長の光に対する光線透過性が低いために、耐光耐久性が低い、あるいは光劣化により着色するという欠点を有していた。そのため、ＳｉＨ基と反応性を有する炭素−炭素二重結合を一分子中に少なくとも２個含有する有機化合物、及び一分子中に少なくとも２個のＳｉＨ基を含有するケイ素化合物、ヒドロシリル化触媒を含有する光半導体素子の被覆保護用樹脂組成物が提案されている（特許文献３：特開２００２−３２７１２６号公報、特許文献４：特開２００２−３３８８３３号公報参照）。
しかし、このようなシリコーン樹脂組成物の硬化物、特に屈折率が１．４５に満たないシリコーン樹脂組成物の硬化物は、従来のエポキシ樹脂組成物の硬化物に比べ、ガス透過性が大きく、保管環境及び使用環境に存在する含硫黄ガスが透過してしまうという欠点を有している。そのため、シリコーン樹脂組成物の硬化物を透過してきた含硫黄ガスによって、ＬＥＤパッケージの基板であるリードフレームの銀メッキ表面が硫化され硫化銀に変化し、その結果、銀メッキ表面が黒化してしまうという問題が生じていた。
一般的に、シリコーン樹脂組成物の硬化物のガス透過性は、２０ｇ／ｍ2・２４ｈｒ以上であり、特に屈折率が１．４５に満たないシリコーン樹脂組成物の硬化物のガス透過性は、５０ｇ／ｍ2・２４ｈｒ以上で、外部環境に存在する含硫黄ガスを容易に透過することができる。外部環境に存在する含硫黄ガスとしては、大気中の硫黄酸化物（ＳＯx）、段ボール箱等の梱包資材中に含有される硫黄成分が挙げられる。また、ＬＥＤパッケージのリードフレーム表面は、光の反射効率の観点から、一般的に銀メッキ処理が施されている。このような銀メッキリードフレーム上に、屈折率が１．４５に満たないシリコーン樹脂組成物の硬化物で封止した発光ダイオードを含硫黄ガスの存在する雰囲気で放置した場合、含硫黄ガスがシリコーン樹脂組成物の硬化物を透過し、銀の硫化反応が進行する。その結果、リードフレーム表面に硫化銀が発生する。この硫化銀の生成により、ＬＥＤパッケージ基板表面は黒化し、光の反射効率が著しく低下し、長期信頼性が保てない要因の一つとなっている。
そこで、硫化対策として、近年ではガス透過性の比較的小さい、硬化後の屈折率が１．４５以上のシリコーン樹脂組成物を使用することにより、上述の銀メッキ表面の硫化問題を解決することが提案されている。しかし、屈折率１．４５以上のシリコーン樹脂組成物の硬化物は、屈折率が１．４５に満たないシリコーン樹脂組成物の硬化物に比べて脆く、強度が低いので、吸湿リフロー及び熱衝撃試験等の熱応力試験を行った場合に、樹脂クラックが発生し、信頼性試験を合格することができない状況にあった。
一般的に、シリコーン樹脂組成物の硬化物の強度補強のために、シリカフィラーを充填材として使用することが知られている。しかし、シリカフィラーの形状は等方的であり、このようなシリカフィラー含有シリコーン樹脂組成物を、図１に示すようなプレモールドパッケージの封止剤に使用した場合、従来に比べ信頼性試験の不良率は改善されるが、吸湿リフロー及び熱衝撃試験等の熱応力は、封止樹脂に対し複雑に作用し、シリカフィラーの補強効果のみでは、熱応力に耐えられず、樹脂自体が割れるという不良が発生してしまい、不良率をゼロにするのは困難であった。なお、図１は従来型の発光装置の一実施形態を示す断面図であり、１は光半導体素子、２は導電性ワイヤー、３は銀メッキリードフレーム、４は光半導体素子封止用樹脂、５はモールドパッケージ基板、６はシリカフィラーを示す。
特許第３２４１３３８号公報 特開平７−２５９８７号公報 特開２００２−３２７１２６号公報 特開２００２−３３８８３３号公報
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、硬化後の屈折率が１．４５以上であって、耐硫化性に優れ、吸湿リフローや熱衝撃試験等の熱応力試験に耐えうる長期信頼性が確保できる光半導体素子封止用樹脂組成物、及び該光半導体素子封止用樹脂組成物の硬化物によって封止された発光装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、（Ａ）脂肪族不飽和結合含有一価炭化水素基を有するオルガノポリシロキサン、（Ｂ）一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、（Ｃ）白金系触媒、及び（Ｄ）アスペクト比が１．１〜５０である異方性形状を有するガラスフィラーを含有する光半導体素子封止用樹脂組成物の硬化物を用いて封止された発光装置が、耐硫化性に優れ、吸湿リフローや熱衝撃試験等の熱応力試験に耐えうる長期信頼性が確保できることを見出し、本発明を完成するに至った。
従って、本発明は、下記光半導体素子封止用樹脂組成物及び発光装置を提供する。
請求項１：
（Ａ）脂肪族不飽和結合含有一価炭化水素基を有するオルガノポリシロキサン、
（Ｂ）一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
（Ｃ）白金系触媒、及び
（Ｄ）アスペクト比が１．１〜５０である異方性形状を有するガラスフィラー
を含有し、硬化物の屈折率が１．４５以上であることを特徴とする光半導体素子封止用樹脂組成物。
請求項２：
上記（Ａ）成分が、下記式
Figure 2011256251
 （式中、ｋ，ｍは、０≦ｋ＋ｍ≦５００を満足する整数であり、０≦ｍ／（ｋ＋ｍ）≦０．５である。）
から選ばれるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項１記載の光半導体素子封止用樹脂組成物。
請求項３：
上記（Ｄ）異方性形状を有するガラスフィラーが、アスペクト比が１．１〜５０である鱗片状ガラス又はガラスカットファイバーであることを特徴とする請求項１又は２記載の光半導体素子封止用樹脂組成物。
請求項４：
上記（Ｄ）異方性形状を有するガラスフィラーを樹脂組成物全体の５〜６０質量％含有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の光半導体素子封止用樹脂組成物。
請求項５：
上記（Ｄ）異方性形状を有するガラスフィラーの屈折率が１．４５〜１．５５であり、かつ上記硬化性シリコーン樹脂組成物の硬化物の屈折率が１．４５〜１．５５であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の光半導体素子封止用樹脂組成物。
請求項６：
請求項１乃至５のいずれか１項記載の光半導体素子封止用樹脂組成物の硬化物で封止された発光装置。
請求項７：
発光素子が搭載されるリードフレームを有するプレモールドパッケージを用い、発光素子をリードフレームに搭載し、封止樹脂組成物の硬化物で封止してなる発光ダイオード装置であって、上記封止樹脂組成物が請求項１乃至５のいずれか１項記載の樹脂組成物である発光ダイオード装置。
本発明によれば、耐硫化性に優れ、かつ吸湿リフローや熱衝撃試験等の熱応力試験に耐えうる長期信頼性が確保できる光半導体素子封止用樹脂組成物及び該光半導体素子封止用樹脂組成物の硬化物によって封止された発光装置を得ることができる。
従来型の発光装置の一実施形態を示す断面図である。 本発明の発光装置の一実施形態を示す断面図である。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の光半導体素子封止用樹脂組成物は、
（Ａ）脂肪族不飽和結合含有一価炭化水素基を有するオルガノポリシロキサン、
（Ｂ）一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
（Ｃ）白金系触媒、及び
（Ｄ）異方性形状を有するガラスフィラー
を含有するものである。
（Ａ）成分
本発明の（Ａ）成分は、脂肪族不飽和結合含有炭化水素基を有するオルガノポリシロキサンであり、下記一般式（１）で示されるものが好適に使用できる。
Figure 2011256251
 （式中、Ｒ1は脂肪族不飽和結合含有一価炭化水素基であり、Ｒ2〜Ｒ7はそれぞれ同一又は異種の一価炭化水素基であり、このうちＲ4〜Ｒ7は、好ましくは脂肪族不飽和結合を有しない一価炭化水素基であり、また、Ｒ6及び／又はＲ7は芳香族一価炭化水素基である。ａは０≦ａ≦５００、好ましくは１０≦ａ≦５００の整数であり、ｂは０≦ｂ≦２５０、好ましくは０≦ｂ≦１５０の整数であり、０≦ａ＋ｂ≦５００、好ましくは１０≦ａ＋ｂ≦５００である。）。
この場合、Ｒ1は脂肪族不飽和結合、特に脂肪族不飽和二重結合を有する、好ましくは炭素数２〜８、より好ましくは２〜６の一価炭化水素基である。Ｒ1の脂肪族不飽和結合含有一価炭化水素基として具体的には、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基が好ましく、ビニル基、アリル基が特に好ましい。
Ｒ2〜Ｒ7は一価炭化水素基であり、炭素数が１〜２０、特に１〜１０の範囲にあるものが好適である。Ｒ2〜Ｒ7の一価炭化水素基として具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基；ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基等のアラルキル基等が挙げられるが、このうちＲ4〜Ｒ7は、アルケニル基等の脂肪族不飽和結合を有しない基であることが好ましく、具体的には、アルキル基、アリール基、アラルキル基等であることが好ましい。また、Ｒ6及び／又はＲ7はフェニル基、トリル基等の炭素数が６〜１２のアリール基等の芳香族一価炭化水素基であることが好ましい。
上記一般式（１）で示されるオルガノポリシロキサンは、例えば、環状ジフェニルポリシロキサン、環状メチルフェニルポリシロキサン等の環状ジオルガノポリシロキサンと、末端基を構成するジフェニルテトラビニルジシロキサン、ジビニルテトラフェニルジシロキサン等のジシロキサンとのアルカリ平衡化反応によって得ることができるが、この場合、通常シラノール基及びクロル分は含有されない。
上記一般式（１）で示されるオルガノポリシロキサンとしては、具体的には下記構造式で示されるものが例示される。
Figure 2011256251
 （上記式において、ｋ，ｍは、０≦ｋ＋ｍ≦５００を満足する整数であり、好ましくは５≦ｋ＋ｍ≦２５０であり、０≦ｍ／（ｋ＋ｍ）≦０．５である。）
（Ａ）成分には、上記一般式（１）で示される直鎖構造を有するオルガノポリシロキサンのほか、必要に応じて、３官能性シロキサン単位、４官能性シロキサン単位等を含む三次元網目構造を有するオルガノポリシロキサンを併用することもできる。
（Ａ）成分中の脂肪族不飽和結合含有一価炭化水素基の含有量は、全一価炭化水素基の１〜５０モル％であることが好ましく、より好ましくは２〜４０モル％、更に好ましくは５〜３０モル％である。脂肪族不飽和結合含有一価炭化水素基の含有量が１モル％よりも少ないと硬化物が得られないことがあり、５０モル％よりも多いと機械的特性が悪くなることがある。
また、（Ａ）成分中の芳香族基の含有量は、全一価炭化水素基の０〜９５モル％であることが好ましく、より好ましくは１０〜９０モル％、更に好ましくは２０〜８０モル％である。芳香族基は樹脂中に適量含まれた方が、機械的特性が良く製造もしやすいという利点がある。また、芳香族基の導入により屈折率を制御できることも利点として挙げられる。
（Ｂ）成分
（Ｂ）成分は、一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。上記オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、架橋剤として作用するもので、該オルガノハイドロジェンポリシロキサン中のＳｉＨ基と（Ａ）成分の脂肪族不飽和結合含有一価炭化水素基（典型的にはアルケニル基）とが付加反応することにより、硬化物を形成するものである。
また、上記オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、芳香族炭化水素基を有することで、上記（Ａ）成分の脂肪族不飽和結合含有一価炭化水素基を有する有機ケイ素化合物が高屈折率の場合に相溶性を高め、透明な硬化物を与えることができる。従って、（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンにおいて、フェニル基等の芳香族一価炭化水素基を持ったオルガノハイドロジェンポリシロキサンを、（Ｂ）成分の一部又は全部として含ませることができる。
また、（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンにおいて、グリシジル構造を持ったオルガノハイドロジェンポリシロキサンを、（Ｂ）成分の一部又は全部として含ませることができ、オルガノハイドロジェンポリシロキサンはグリシジル構造含有基を有することで、基板との接着性の高い光半導体素子封止用樹脂組成物の硬化物を与えることができる。
上記オルガノハイドロジェンポリシロキサンとして具体的には、これらに限られるものではないが、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、トリス（ジメチルハイドロジェンシロキシ）メチルシラン、トリス（ジメチルハイドロジェンシロキシ）フェニルシラン、１−グリシドキシプロピル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１，５−グリシドキシプロピル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１−グリシドキシプロピル−５−トリメトキシシリルエチル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、トリメトキシシラン重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位と（Ｃ6Ｈ5）ＳｉＯ3/2単位とからなる共重合体等が挙げられる。
また、下記構造式で示される単位を使用して得られるオルガノハイドロジェンポリシロキサンも用いることができる。
Figure 2011256251
上記構造式で示される単位を使用して得られるオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては下記のものが挙げられる。
Figure 2011256251
このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子構造は、直鎖状、環状、分岐状、三次元網状構造のいずれであってもよく、一分子中のケイ素原子の数（又は重合度）が２個以上、好ましくは２〜１，０００、より好ましくは２〜３００程度のものを使用することができる。
このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、（Ａ）成分の脂肪族不飽和結合含有一価炭化水素基（典型的にはアルケニル基）１個当たり（Ｂ）成分中のケイ素原子結合水素原子（ＳｉＨ基）を０．７５〜２．０個与えるに十分な量であることが好ましい。０．７５個となるような量より少ないと硬度が低くなる場合があり、２．０個となるような量より多いとＳｉＨ基が残って経時で硬度変化する場合がある。
（Ｃ）成分
（Ｃ）成分は、白金系触媒である。白金系触媒としては、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、キレート構造を有する白金錯体等が挙げられる。これらは単独でも、２種以上の組み合わせでも使用することができる。
これらの触媒成分の配合量は、いわゆる触媒量でよく、通常、上記（Ａ）及び（Ｂ）成分の合計量１００質量部当り、白金族金属の質量換算で０．１〜５００ｐｐｍであることが好ましく、特に０．５〜１００ｐｐｍの範囲で使用されることが好ましい。
（Ｄ）成分
（Ｄ）成分は、アスペクト比が１．１〜５０である異方性形状を有するガラスフィラーである。該異方性形状を有するガラスフィラーのアスペクト比は１．５〜３０であることが好ましく、２〜２０であることが更に好ましい。アスペクト比が５０を超えると、樹脂を封止する際の吐出精度が安定しない場合がある。かかるガラスフィラーとしては、鱗片状ガラス、ガラスカットファイバー等が好適に用いられる。また、上記異方性形状を有するガラスフィラーの長さ又は平均粒径は、好ましくは１ｍｍ以下であり、より好ましくは０．００５〜０．５ｍｍのものが好適に使用される。１ｍｍを超えると、樹脂を封止する際の吐出精度が安定しない場合がある。また、平均粒径としては、１〜５０μｍ、特に１０〜２０μｍが好ましい。なお、長さ又は平均粒径は、顕微鏡観察によって求めることができ、５０個の試片の平均値である。
上記異方性形状を有するガラスフィラーの屈折率は、１．４５〜１．５５であることが好ましい。上記範囲を外れると、シリコーン樹脂との屈折率差が大きくなり、混合物の透明性が損なわれる場合がある。
上記異方性形状を有するガラスフィラーとしては市販品を使用することができ、例えば、鱗片状ガラスとして日本板硝子（株）製のガラスフレーク（登録商標）（製品番号：ＲＥＦ−６００、ＲＥＦ−１６０、ＲＥＦ−０１５等）等が好適に使用できる。また、ガラスカットファイバーとして日東紡績（株）製のミルドファイバー（製品番号：ＰＦＥ−００１、ＰＦＥ−３０１等）等も好適に使用できる。
等方性形状を有するフィラーの場合、樹脂の線膨張係数は面内方向及び垂直方向で差は生じない。しかし、異方性形状を有するフィラーを充填した場合、樹脂の面内方向と垂直方向で線膨張係数が異なり、面内方向の線膨張係数は垂直方向より小さくなり、面内方向の応力を緩和することができる。また、プレモールドパッケージの場合、面内方向には金属フレームの線膨張とモールド材の線膨張とが複雑に作用し合うので、封止剤への応力が垂直方向に比べて大きくなる。そのため、上述のような異方性形状を有するフィラーを分散させた硬化性シリコーンを封止樹脂として使用した場合、面内方向の応力を緩和できるため、吸湿リフローや熱衝撃試験等の熱応力試験に対して大きな効果が得られると考えられる。
（Ｅ）その他の成分
本発明に使用する光半導体素子封止用樹脂組成物は、上述した（Ａ）〜（Ｄ）成分を必須成分とするが、更に、接着性向上のために必要に応じて各種のシランカップリング剤を添加してもよい。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、２−（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、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等や、トリメトキシシラン、テトラメトキシシラン及びそのオリゴマー等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は、単独でも２種以上混合して使用することも可能である。
シランカップリング剤の配合量は、組成物全体の１０質量％以下（０〜１０質量％）、特に５質量％以下（０〜５質量％）であることが好ましい。
また、本発明に使用する付加硬化型シリコーン樹脂組成物には、光半導体装置の性能を悪化させない範囲で、必要に応じて、例えば、ＢＨＴ、ビタミンＢ等の酸化防止剤、有機リン系変色防止剤等の変色防止剤、ヒンダードアミン等の光劣化防止剤、ビニルエーテル類、ビニルアミド類、エポキシ樹脂、オキセタン類、アリルフタレート類、アジピン酸ビニル等の反応性希釈剤、ヒュームドシリカや沈降性シリカ等の補強性充填材、難燃性向上剤、蛍光体、有機溶剤等を添加してもよい。また、着色成分により着色しても構わない。
本発明の光半導体素子封止用樹脂組成物の硬化物は、光半導体素子の封止に用いられるもので、光半導体としては、これらに限定されないが、例えば、発光ダイオード、フォトトランジスタ、フォトダイオード、ＣＣＤ、太陽電池モジュール、ＥＰＲＯＭ、フォトカプラ等が挙げられ、特に発光ダイオードの封止に有効である。この場合、封止方法としては、光半導体素子の種類に応じた常法が採用される。
なお、本発明の光半導体素子封止用樹脂組成物の硬化条件は、室温から２００℃程度までの温度範囲で、数十秒から数日間程度の時間範囲を考えることができるが、８０〜１８０℃の温度範囲で１分程度から１０時間程度の時間範囲であることが好ましい。
また、本発明の光半導体素子封止用樹脂組成物の硬化物の屈折率は、１．４５以上であり、１．４５〜１．５５であることが好ましい。１．４５未満だと、ガス透過性が低くなり、耐硫化性が低下する場合があり、１．５５を超えると、耐熱性が低下し、長期信頼性が低下する場合がある。なお、硬化物の屈折率は、（Ａ）成分や場合によっては（Ｂ）成分中のフェニル基等の芳香族一価炭化水素基の含有量を調整することによって所望の値に合わせることができる。一般には、芳香族一価炭化水素基量が増大すると屈折率も上がる。また、硬化物の屈折率と（Ｄ）成分の屈折率の差は、０〜０．１、特に０〜０．０５であることが好ましい。
図２は、本発明の発光装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。モールドパッケージ基板５の凹部に光半導体素子１が設置され、導電性ワイヤー２を通じて銀メッキリードフレーム３と光半導体素子１が接続されている。光半導体素子１が設置されたモールドパッケージ基板５の凹部に、異方性形状を有するガラスフィラー７が配合された光半導体素子封止用樹脂組成物４を流し込み、これを硬化させることで本発明の発光装置が製造される。
本発明の光半導体素子封止用樹脂組成物の硬化物で被覆保護された光半導体装置は、装置の耐熱性、耐湿性、耐光性に優れ、外部環境の影響により基板表面を変色することなく、その結果、信頼性に優れる光半導体装置を提供することが可能となり、産業上のメリットは多大である。
以下に実施例及び比較例を示して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。なお、下記の例で部は質量部、Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基を示し、粘度は回転粘度計による測定値である。
［ベースコンパウンドの調製］
（Ａ）成分として、下記式（Ｉ）
Figure 2011256251
 で示される両末端ジメチルビニルシリル基封鎖ジメチルジフェニルポリシロキサン（粘度３Ｐａ・ｓ）１００部、（Ｂ）成分として、下記式（ＩＩ）
Figure 2011256251
 で示される両末端ジメチルハイドロジェンシリル基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン（粘度１５ｍＰａ・ｓ）２．５部、（Ｃ）成分として、塩化白金酸２−エチルヘキシルアルコール変性溶液（Ｐｔ濃度２質量％）０．０３部、更にエチニルシクロヘキシルアルコール０．０５部、及び３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン７部をよく撹拌して屈折率１．５１のベースコンパウンドを調製した。
［実施例１］
上記ベースコンパウンドに、（Ｄ）成分として、屈折率１．５１の日本板硝子（株）製ガラスフレーク（登録商標）（製品番号：ＲＥＰ−０１５、平均粒径：１５μｍ、アスペクト比：３〜１０）を１０質量％の濃度になるように分散させたものを、未封止発光ダイオード（ＬＥＤ）に充填し、１５０℃、４時間の条件で本硬化させて評価用発光ダイオードを作製した。
［実施例２］
上記ベースコンパウンドに、（Ｄ）成分として、屈折率１．５１の日本板硝子（株）製ガラスフレーク（登録商標）（製品番号：ＲＥＰ−０１５、平均粒径：１５μｍ、アスペクト比：３〜１０）を５０質量％の濃度になるように分散させたものを、未封止発光ダイオード（ＬＥＤ）に充填し、１５０℃、４時間の条件で本硬化させて評価用発光ダイオードを作製した。
［実施例３］
上記ベースコンパウンドに、（Ｄ）成分として屈折率１．５１の日東紡績（株）製ミルドファイバー（製品番号：ＰＦＥ−３０１、微粉末状グラスファイバー、平均粒径１０μｍ、アスペクト比：１．１〜１０）を１０質量％の濃度になるように分散させたものを、未封止発光ダイオード（ＬＥＤ）に充填し、１５０℃、４時間の条件で本硬化させて評価用発光ダイオードを作製した。
［実施例４］
上記ベースコンパウンドに、（Ｄ）成分として屈折率１．５１の日東紡績（株）製ミルドファイバー（製品番号：ＰＦＥ−３０１、微粉末状グラスファイバー、平均粒径１０μｍ、アスペクト比：１．１〜１０）を５０質量％の濃度になるように分散させたものを、未封止発光ダイオード（ＬＥＤ）に充填し、１５０℃、４時間の条件で本硬化させて評価用発光ダイオードを作製した。
［比較例１］
上記ベースコンパウンドのみを未封止発光ダイオード（ＬＥＤ）に充填し、１５０℃、４時間の条件で本硬化させて評価用発光ダイオードを作製した。
［比較例２］
上記シリコーン樹脂組成物に、（株）龍森製球状シリカフィラー（商品名：高純度ＦＦ−Ｌ、平均粒径：３μｍ）を１０質量％の濃度になるように分散させたものを、未封止発光ダイオード（ＬＥＤ）に充填し、１５０℃、４時間の条件で本硬化させて評価用発光ダイオードを作製した。
［比較例３］
上記ベースコンパウンドに、（株）龍森製球状シリカフィラー（商品名：高純度ＦＦ−Ｌ、平均粒径：３μｍ）を５０質量％の濃度になるように分散させたものを、未封止発光ダイオード（ＬＥＤ）に充填し、１５０℃、４時間の条件で本硬化させて評価用発光ダイオードを作製した。
上記実施例及び比較例において作製した評価用発光ダイオードを８５℃／６０％ＲＨの高温高湿下に１６８時間放置した後、２６０℃でＩＲリフローに３回通して、樹脂の剥離、割れの不良発生を実体顕微鏡により観察した。続いて−４０℃／３０分〜１２０℃／３０分の熱衝撃試験を実施し、同様に樹脂の剥離、割れの不良発生を実体顕微鏡により観察した。また、通電試験による点灯試験を実施した。結果を表１に示す。
Figure 2011256251
実施例１〜４では、吸湿リフロー試験及び熱衝撃試験において樹脂の剥離、割れ等の不良は全く無く、ＬＥＤの不点灯不良も発生しなかった。しかし、比較例１では吸湿リフロー試験において、樹脂の割れが発生してしまった。比較例２では、樹脂の割れ、樹脂の剥離が共に発生し、比較例３では、樹脂の割れは発生しなかったが、樹脂の剥離が発生してしまった。その結果、一部のＬＥＤで不点灯不良が発生した。
１ 光半導体素子
２ 導電性ワイヤー
３ 銀メッキリードフレーム
４ 光半導体素子封止用樹脂
５ モールドパッケージ基板
６ シリカフィラー
７ 異方性形状を有するガラスフィラー

Claims (7)

  1. （Ａ）脂肪族不飽和結合含有一価炭化水素基を有するオルガノポリシロキサン、
    （Ｂ）一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
    （Ｃ）白金系触媒、及び
    （Ｄ）アスペクト比が１．１〜５０である異方性形状を有するガラスフィラー
    を含有し、硬化物の屈折率が１．４５以上であることを特徴とする光半導体素子封止用樹脂組成物。
  2. 上記（Ａ）成分が、下記式
    Figure 2011256251
     （式中、ｋ，ｍは、０≦ｋ＋ｍ≦５００を満足する整数であり、０≦ｍ／（ｋ＋ｍ）≦０．５である。）
    から選ばれるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項１記載の光半導体素子封止用樹脂組成物。
  3. 上記（Ｄ）異方性形状を有するガラスフィラーが、アスペクト比が１．１〜５０である鱗片状ガラス又はガラスカットファイバーであることを特徴とする請求項１又は２記載の光半導体素子封止用樹脂組成物。
  4. 上記（Ｄ）異方性形状を有するガラスフィラーを樹脂組成物全体の５〜６０質量％含有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の光半導体素子封止用樹脂組成物。
  5. 上記（Ｄ）異方性形状を有するガラスフィラーの屈折率が１．４５〜１．５５であり、かつ上記硬化性シリコーン樹脂組成物の硬化物の屈折率が１．４５〜１．５５であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の光半導体素子封止用樹脂組成物。
  6. 請求項１乃至５のいずれか１項記載の光半導体素子封止用樹脂組成物の硬化物で封止された発光装置。
  7. 発光素子が搭載されるリードフレームを有するプレモールドパッケージを用い、発光素子をリードフレームに搭載し、封止樹脂組成物の硬化物で封止してなる発光ダイオード装置であって、上記封止樹脂組成物が請求項１乃至５のいずれか１項記載の樹脂組成物である発光ダイオード装置。
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