JP2017031253A - 樹脂組成物及び電子部品 - Google Patents

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禎明 加藤
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卓也 小峰
美華 木村
Mika Kimura
美華 木村
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Abstract

【課題】硬化後において高い透明性、密着性及び硬度を有する樹脂組成物を提供する。
【解決手段】(メタ)アクリル重合体、(メタ)アクリル単量体及び重合開始剤を含有し、前記(メタ)アクリル重合体が、下記一般式(I)で表される構造単位を有し、前記(メタ)アクリル単量体がエポキシ基を有する、樹脂組成物。
[化1]

[式(I)中、Rは、水素原子又はメチル基を示し、Xは、エポキシ基を含む基を示す。]
【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂組成物及び電子部品に関する。
従来、光学デバイス用材料、光学部品用材料又は封止材料(特に、発光ダイオード(LED)素子用封止材料)としては、一般的にエポキシ樹脂が用いられている。
近年、白色LEDが注目される中で、これまで問題とされなかったエポキシ樹脂系封止材料の紫外線等による黄変、小型化による発熱量の増加に伴うクラック等の問題が発生しており、対応が急務となっている。これらの対応策としては、LED素子のモールド材料等(特許文献1、特許文献2参照)、又は、カラーフィルター材料(特許文献3参照)としてシリコーン樹脂を用いることが試みられているが、実際上の使用例は少ない。また、分子中に多量のフェニル基を有するシリコーン樹脂の硬化物を用いることが検討されている(特許文献4参照)。
特開平10−228249号公報 特開平10−242513号公報 特開2000−123981号公報 特開2010−180323号公報
しかし、シリコーン樹脂系は高温で急激に硬化することによってクラック及び膜減りが生じる。そのため、低温から徐々に温度を上げながら、時間をかけて硬化する必要がある。
ところで、光素子(LED等)は、放出された光を効率よく外部に出射することが重要である。硬化後の透明封止樹脂の硬度が低いと、樹脂の変形又はダレが生じ、光取り出しに最適な形状を長時間保持することが困難な場合がある。また、硬化後の透明封止樹脂の密着性が低いと、樹脂と各種部材(LEDチップ、銀リードフレーム、これらを支持する実装基板、外周部の光反射部材(リフレクターモールドとも言える)等)との界面剥離によって微細な隙間が生じ、当該隙間で起こる光の反射により光度ロスが生じ、光素子としての性能が低下する場合がある。
そこで、短時間で硬化可能であり、かつ、優れた密着性と硬度とを有する透明封止材料の開発がなされてきたが、「透明性」、「密着性」及び「硬度」を全て達成する材料は、相反する複数の特性項目を満足させる必要があり、実用化が困難であった。
本開示は、前記事情に鑑みてなされたものであって、硬化後において高い透明性、密着性及び硬度を有する樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本開示は、前記樹脂組成物を用いた電子部品を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の構造単位を有する(メタ)アクリル重合体と、特定の官能基を有する(メタ)アクリル単量体とを組み合わせることにより、優れた特性を有する樹脂組成物が得られることを見出した。
すなわち、本開示は、(メタ)アクリル重合体、(メタ)アクリル単量体及び重合開始剤を含有し、前記(メタ)アクリル重合体が、下記一般式(I)で表される構造単位を有し、前記(メタ)アクリル単量体がエポキシ基を有する、樹脂組成物を提供する。

[式(I)中、Rは、水素原子又はメチル基を示し、Xは、エポキシ基を含む基を示す。]
本開示に係る樹脂組成物は、硬化後において高い透明性、密着性及び硬度を有する。また、本開示に係る樹脂組成物は、短時間で硬化可能であり、かつ、硬化後において高い透明性、密着性及び硬度を両立させることができる。
本発明者は、(メタ)アクリル単量体として、エポキシ基を有する(メタ)アクリル単量体を用いることにより、流動性を確保しつつ、硬化後における高い透明性を維持することができることを見出した。また、(メタ)アクリル単量体のラジカル重合反応と、エポキシ基のカチオン重合反応とを組み合わせることによって架橋密度が向上するため、短時間の硬化であっても高い密着性及び硬度が得られると考えられる。
前記樹脂組成物は、硬化性及び透明性に優れながら、高温高湿下に放置しても白濁しにくいため、LED素子用封止材料、受光素子の封止部材、光学レンズ用材料、導光板等の光学部材に好適な硬化物として用いることができる。
前記(メタ)アクリル重合体は、前記(メタ)アクリル単量体のうちの少なくとも1種と同一の(メタ)アクリル単量体由来の構造単位を有していてもよい。
前記(メタ)アクリル重合体は、ラジカル重合法に由来する構造単位を有していてもよい。
前記(メタ)アクリル単量体は、炭素数が異なる2種以上の、直鎖又は分岐アルキル基又は脂環基を有する(メタ)アクリル単量体を含んでいてもよい。
本開示に係る樹脂組成物は、インプリント材料、ポッティング材料又は接着剤として用いられてもよい。
さらに、本開示は、発光素子及び受光素子のうちの一方の光素子と、当該光素子を封止する封止部材と、を備え、前記封止部材が前記樹脂組成物又はその硬化物を含む、電子部品に関する。また、本開示は、発光素子及び受光素子のうちの一方の光素子と、当該光素子を被覆する被覆部材と、前記光素子及び前記被覆部材を接着する接着部材と、を備え、前記接着部材が前記樹脂組成物又はその硬化物を含む、電子部品に関する。
本開示によれば、硬化後において高い透明性、密着性及び硬度を有する樹脂組成物を提供することができる。また、本開示によれば、このような樹脂組成物を用いた電子部品を提供することができる。
本開示によれば、樹脂組成物の、インプリント材料、ポッティング材料又は接着剤としての使用(応用)を提供することができる。本開示によれば、樹脂組成物の、インプリント材料、ポッティング材料又は接着剤の製造のための使用(応用)を提供することができる。本開示によれば、樹脂組成物の、電子部品の製造のための使用(応用)を提供することができる。
本開示の一実施形態に係る樹脂組成物を用いたLEDパッケージを示す断面図である。 本開示の一実施形態に係る樹脂組成物を用いたLEDパッケージの作製工程(熱硬化型)を示す工程図である。 本開示の一実施形態に係る樹脂組成物を用いたLEDパッケージの作製工程(光硬化型)を示す工程図である。 碁盤目テープ法を説明するための図面である。 ダイシェア試験を説明するための図面である。
以下、本開示の実施形態について説明するが、本開示はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。なお、本明細書において「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及びそれに対応する「メタクリル」の少なくとも一方を意味する。「(メタ)アクリロイル」等の他の類似表現についても同様である。また、「(メタ)アクリル酸」を「(メタ)アクリレート」と記載する場合もある。
本明細書において「高透明性」とは、樹脂組成物の硬化物における可視光の透過性(少なくとも波長400nmの可視光の透過性)が良好であることを意味する。「高硬度」とは、樹脂組成物の硬化物(例えば、電子部品の組立工程において用いられる樹脂組成物の硬化物)にクラック、欠け、変形又はスクラッチ痕を生じないことを意味する。
本明細書において、「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「層」との語は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構造に加え、一部に形成されている形状の構造も包含される。「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。「置換基」とは、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)、アルキル基、アリル基、エーテル基、エステル基、カルボキシ基、シアノ基等を示す。「A又はB」とは、A及びBのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。本明細書において、組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
<樹脂組成物>
本実施形態に係る樹脂組成物((メタ)アクリル樹脂組成物)は、(A)(メタ)アクリル重合体(以下、場合により「(A)成分」という)、(B)(メタ)アクリル単量体(以下、場合により「(B)成分」という)、及び、(C)重合開始剤(以下、場合により「(C)成分」という)を含有する。以下、各成分について説明する。
((A)成分:(メタ)アクリル重合体)
「(メタ)アクリル重合体」とは、例えば、(メタ)アクリロイル基を分子内に1個有する(メタ)アクリル単量体を1種で重合させて得られる構造を有する重合体(単独重合体)、前記(メタ)アクリル単量体を2種以上組み合わせて共重合させて得られる構造を有する重合体(共重合体)、又は、前記(メタ)アクリル単量体と他の単量体とを共重合させて得られる構造を有する重合体(共重合体)をいう。前記(メタ)アクリル単量体と共重合可能な単量体としては、(メタ)アクリロイル基を分子内に2個以上有する化合物;重合性不飽和結合を分子内に1個有し、かつ、(メタ)アクリロイル基を有していない重合性化合物(例えば、(メタ)アクリロニトリル、スチレン、酢酸ビニル及びアルケン(エチレン、プロピレン等));重合性不飽和結合を分子内に2個以上有し、かつ、(メタ)アクリロイル基を有していない重合性化合物(ジビニルベンゼン等)などが挙げられる。
(A)成分は、相溶性に優れる観点から、(A)成分の総量を基準として、(メタ)アクリロイル基を分子内に1個有する(メタ)アクリル単量体に由来する構造単位を1〜100質量%又は50〜100質量%含んでいてもよい。(A)成分は、相溶性及び保管安定性に更に優れる観点から、(A)成分の総量を基準として、(メタ)アクリロイル基を分子内に1個有する(メタ)アクリル単量体に由来する構造単位を70〜100質量%含んでいてもよい。
(A)成分は、下記一般式(I)で表される構造単位を有している。すなわち、(A)成分は、エポキシ基を有する構造単位を有している。これにより、硬化後において高い透明性、密着性及び硬度を得ることができる。

[式(I)中、Rは、水素原子又はメチル基を示し、Xは、エポキシ基を含む基を示す。]
(A)成分は、透明性を更に向上させる観点から、前記式(I)で表される構造単位の他に、下記一般式(II)で表される構造単位を更に有していてもよい。

[式(II)中、Rは、水素原子又はメチル基を示し、Yは、置換基を有していてもよい炭素数5〜22の脂環基(式(I)のXに該当する基を除く)を示す。]
(A)成分は、硬化に伴う過剰な応力を緩和し、クラックを更に抑制するべく、硬化物の弾性率を調整する観点から、前記式(I)で表される構造単位の他に、下記一般式(III)で表される構造単位を更に有していてもよい。

[式(III)中、Rは、水素原子又はメチル基を示し、Zは、置換基を有していてもよい炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(式(I)のXに該当する基を除く)を示す。]
前記式(I)で表される構造単位におけるXは、硬度及び透明性に更に優れる観点から、ジシクロペンタジエン骨格、ナフタレン骨格、フルオレン骨格及びシクロヘキシル骨格からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む基であってもよい。
前記式(II)で表される構造単位におけるYは、透明性に更に優れる観点から、シクロヘキシル基、ビシクロペンタニル基、イソボルニル基、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基及びアダマンチル基からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む基であってもよい。
前記式(III)で表される構造単位は、応力緩和に更に優れる観点から、下記一般式(IV)で表される構造単位であってもよい。

[式(IV)中、R41は、水素原子又はメチル基を示し、R42及びR43は、それぞれ独立に直鎖アルキル基を示す。]
前記式(I)で表される構造単位を与える単量体としては、例えば、後述する(B1)成分((メタ)アクリル酸グリシジル等)が挙げられる。前記式(II)で表される構造単位を与える単量体としては、例えば、後述する(B2)成分((メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イル等)が挙げられる。前記式(III)で表される構造単位を与える単量体としては、後述する(B3)成分((メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等)が挙げられる。
(A)成分は、(メタ)アクリロイル基を有していない重合性化合物に由来する構造単位を有してもよい。空気中の水分と結合することによる着色を防ぐ観点から、(メタ)アクリロイル基を有していない重合性化合物としては、例えば、(メタ)アクリロニトリル、スチレン、酢酸ビニル又はアルケン(エチレン、プロピレン等)を使用してもよい。
(A)成分は、(B)成分のうちの少なくとも1種と同一の(メタ)アクリル単量体由来の構造単位を有していてもよい。(A)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(A)成分は、例えば、以下の方法により合成することができるが、これに限定されるものではない。
アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イル(製品名:「FA−513A」(日立化成株式会社))300g、アクリル酸ブチル(BA)350g、メタクリル酸ブチル(BMA)300g、メタクリル酸グリシジル(GMA)50g及びメタクリル酸2−エチルヘキシル(2EHMA)50gを混合し、単量体混合物を得る。得られた単量体混合物に、過酸化ラウロイル5g及びn−オクチルメルカプタン(連鎖移動剤)0.45gを溶解させて、混合液を得る。
撹拌機及びコンデンサを備えた5Lのオートクレーブに、ポリビニルアルコール(懸濁剤)0.04g及びイオン交換水2000gを加えた。次いで、撹拌しながら前記混合液を加え、撹拌回転数250min−1、窒素雰囲気下において60℃で5時間重合させ、次いで90℃で2時間重合させ、樹脂粒子を得る。この樹脂粒子を水洗、脱水及び乾燥させることにより、(A)成分を得ることができる。
(A)成分を合成する際には、ラジカル重合開始剤を用いたラジカル重合法を用いることができる。すなわち、(A)成分は、ラジカル重合法により合成された重合体であってもよく、ラジカル重合法に由来する構造単位を有していてもよい。ラジカル重合開始剤としては、有機過酸化物、アゾ化合物、水溶性触媒等が挙げられる。
有機過酸化物としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等が挙げられる。
アゾ化合物としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサノン−1−カルボニトリル、アゾジベンゾイル等が挙げられる。
水溶性触媒としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩などが挙げられる。
また、水溶性触媒及び有機過酸化物の組み合わせ、又は、過硫酸塩及び還元剤(例えば、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム2水和物等のスルフィン酸金属塩)の組み合わせによるレドックス触媒等、通常のラジカル重合に使用できるものはいずれも使用することができる。
ラジカル重合開始剤は、単量体の総量100質量部に対して0.01〜10質量部の範囲で使用されてもよい。
(A)成分を合成する際には、必要に応じて、連鎖移動剤として、メルカプタン系化合物(n−オクチルメルカプタン等)、チオグリコール、四塩化炭素、α−メチルスチレンダイマーなどを用いることができる。
ラジカル重合開始剤及び/又は連鎖移動剤は、更に優れた透明性を得る観点、及び、電子部品用途に更に好適に用いる観点から、ハロゲン及び金属を含有しないものであってもよい。
(A)成分の各構造単位の含有割合としては、(A)成分の総量100質量部に対して、前記式(I)で表される構造単位0.5〜30質量部、前記式(II)で表される構造単位5〜65質量部、前記式(III)で表される構造単位5〜94.5質量部、及び、これらの構造単位を与える単量体と共重合可能な単量体由来の構造単位0〜90質量部であってもよい。すなわち、(A)成分を与える各単量体の混合割合としては、単量体の総量100質量部に対して、前記式(I)で表される構造単位を与える単量体0.5〜30質量部、前記式(II)で表される構造単位を与える単量体5〜65質量部、前記式(III)で表される構造単位を与える単量体5〜94.5質量部、及び、これらと共重合可能な単量体0〜90質量部の混合割合であってもよい。
式(I)で表される構造単位の含有量は、透明性に更に優れる観点から、(A)成分の総量100質量部に対して、0.5〜30質量部又は1〜25質量部であってもよい。すなわち、式(I)で表される構造単位を与える単量体の配合量は、透明性に更に優れる観点から、(A)成分を与える単量体の総量100質量部に対して、0.5〜30質量部又は1〜25質量部であってもよい。
式(II)で表される構造単位の含有量は、硬度に更に優れる観点から、(A)成分の総量100質量部に対して、5〜65質量部又は15〜55質量部であってもよい。すなわち、式(II)で表される構造単位を与える単量体の配合量は、硬度に更に優れる観点から、(A)成分を与える単量体の総量100質量部に対して、5〜65質量部又は15〜55質量部であってもよい。
式(III)で表される構造単位の含有量は、柔軟性に優れる観点から、(A)成分の総量100質量部に対して、5〜94.5質量部又は10〜80質量部であってもよい。すなわち、式(III)で表される構造単位を与える単量体の配合量は、柔軟性に優れる観点から、(A)成分を与える単量体の総量100質量部に対して、5〜94.5質量部又は10〜80質量部であってもよい。
(A)成分の重量平均分子量(Mw)は、透明性を更に向上させる観点から、200000〜1000000であってもよく、(メタ)アクリル単量体への溶解性に優れる観点から、200000〜700000であってもよい。なお、前記重量平均分子量(Mw)は以下のように測定される。すなわち、溶離液としてテトラヒドロフラン(THF)を用いて、GPC法によって測定し、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量を求めることができる。GPC法の詳細は次のとおりである。
・装置名:HLC−8220GPC(製品名、東ソー株式会社)
・カラム:Gelpack R−420、R−430、R−440(製品名、日立化成株式会社)
・検出器:RI検出器
・カラム温度:40℃
・溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
・流速:1mL/分
・標準物質:ポリスチレン
(A)成分の市販品としては、例えば、HTR−860P−3(Mw=700000〜900000、ナガセケムテックス株式会社)が挙げられる。
樹脂組成物における(A)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、成形性に優れる観点から、1〜80質量部であってもよく、液状材料としての作業性を向上させる観点から、5〜40質量部であってもよい。
((B)成分:(メタ)アクリル単量体)
(B)成分としては、例えば、(B1)エポキシ基を有する(メタ)アクリル単量体(以下、場合により「(B1)成分」という)、(B2)脂環基を有する(メタ)アクリル単量体((B1)成分に該当する化合物を除く。以下、場合により「(B2)成分」という)、(B3)直鎖又は分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル単量体((B1)成分又は(B2)成分に該当する化合物を除く。以下、場合により「(B3)成分」という)、及び、(B4)多官能(メタ)アクリル単量体((B1)成分〜(B3)成分に該当する化合物を除く。以下、場合により「(B4)成分」という)が挙げられる。(B)成分は、少なくとも(B1)成分を含む。
((B1)成分:エポキシ基を有する(メタ)アクリル単量体)
(B1)成分は、下記一般式(V)に示すように、分子内にエポキシ基を有する(メタ)アクリル単量体であってもよい。

[式(V)中、Rは、水素原子又はメチル基を示し、Zは、エポキシ基を有する基を示す。]
(B1)成分としては、(メタ)アクリル酸グリシジル、α−エチル(メタ)アクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル酸グリシジル、2−(2,3−エポキシプロポキシ)エチル(メタ)アクリレート、3−(2,3−エポキシプロポキシ)プロピル(メタ)アクリレート、4−(2,3−エポキシプロポキシ)ブチル(メタ)アクリレート、5−(2,3−エポキシプロポキシ)ペンチル(メタ)アクリレート、6−(2,3エポキシプロポキシ)ヘキシル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸−3,4−エポキシブチル、(メタ)アクリル酸−4,5−エポキシペンチル、(メタ)アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、α−エチル(メタ)アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、(メタ)アクリル酸−3−メチル−3,4−エポキシブチル、(メタ)アクリル酸−4−メチル−4,5−エポキシペンチル、(メタ)アクリル酸−5−メチル−5,6−エポキシヘキシル、(メタ)アクリル酸−β−メチルグリシジル、α−エチル(メタ)アクリル酸−β−メチルグリシジル等のエポキシ基含有(メタ)アクリル単量体などが挙げられる。
これらのうち、硬度、透明性及び生産性に更に優れる観点から、(メタ)アクリル酸グリシジルであってもよく、メタクリル酸グリシジルであってもよい。
((B2)成分:脂環基を有する(メタ)アクリル単量体)
脂環基としては、例えば、シクロアルカン、ビシクロアルカン、ノボラック型及びイソボルニル型が挙げられる。中でも、透明性を更に向上させる観点から、ビシクロアルカン又はノボラック型を用いてもよい。(B2)成分は、脂環基を有する単官能(メタ)アクリル単量体であってもよく、脂環基を有する多官能(メタ)アクリル単量体であってもよい。
(B2)成分は、エステル基に結合する部分に脂環基を有する(メタ)アクリル単量体((メタ)アクリル酸エステル等)であってもよい。なお、「エステル基に結合する部分」とは、エステル結合を含む[R−C(=O)−O−R]におけるRの部分を意味し、対象の基が直接的又は間接的にエステル基の酸素原子に結合していればよい。エステル基に結合する脂環基は、エステル基の酸素原子に直接結合していてもよい。
エステル基に結合する部分に脂環基を有する単官能(メタ)アクリル単量体としては、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリメチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸ノルボルニルメチル、(メタ)アクリル酸フェニルノルボルニル、(メタ)アクリル酸シアノノルボルニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ボルニル、(メタ)アクリル酸メンチル、(メタ)アクリル酸フェンチル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアダマンチル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−4−メチル、(メタ)アクリル酸シクロデシル等が挙げられる。
エステル基に結合する部分に脂環基を有する多官能(メタ)アクリル単量体としては、シクロヘキサン1,4−ジメタノールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサン1,3−ジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート(日本化薬株式会社、KAYARAD R−684、トリシクロデカンジメチロールジアクリレート等)、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート(新中村化学株式会社、A−DCP、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート等)などが挙げられる。
エステル基に結合する部分に脂環基を有する(メタ)アクリル単量体は、透明性に更に優れる観点から、(メタ)アクリル酸シクロペンタニル、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸ノルボルニルメチル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−4−メチル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリメチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ボルニル、(メタ)アクリル酸メンチル、(メタ)アクリル酸フェンチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアダマンチル、(メタ)アクリル酸シクロデシル等であってもよく、アクリル酸シクロペンタニル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸ノルボルニル、アクリル酸ノルボルニルメチル、アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イル、アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−4−メチル、アクリル酸アダマンチル等であってもよい。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
((B3)成分:直鎖又は分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル単量体)
(B3)成分は、エステル基に結合する部分に直鎖又は分岐基を有していてもよい。(B3)成分は、1個の(メタ)アクリロイル基を有していてもよく、複数の(メタ)アクリロイル基を有していてもよい。
エステル基に結合する部分の直鎖又は分岐アルキル基としては、例えば、炭素数1〜20の直鎖又は分岐アルキル基が挙げられる。炭素数が20以下であると、低い弾性率が容易に得られる傾向にある。前記炭素数は、(A)成分の溶解性に優れる観点から、2〜18であってもよい。前記炭素数は、TCT耐性に優れる観点から、4〜18であってもよい。アルキル基の構造としては、直鎖であっても分岐鎖であってもよいが、熱分解による質量減少が低い温度で起こりにくく、劣化により着色が生じにくくなる観点から、直鎖、又は、3級炭素を有しない分岐アルキル基であってもよい。以上の観点から、エステル基に結合する部分に、炭素数が1〜20であり、かつ、直鎖、又は、3級炭素を有しない分岐鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル単量体((メタ)アクリル酸エステル等)であってもよい。
エステル基に結合する部分に炭素数1〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリル単量体としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸i−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル(別名:(メタ)アクリル酸ラウリル)、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸イソステアリル、(メタ)アクリル酸オクタドデシル等が挙げられる。
これらの中でも、硬化物のクラック及びLEDパッケージからの剥離を防ぎやすい観点から、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸イソステアリル、及び、(メタ)アクリル酸オクタドデシルからなる群より選ばれる少なくとも一種であってもよく、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸イソステアリル及びアクリル酸オクタドデシルからなる群より選ばれる少なくとも一種であってもよい。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
((B4)成分:多官能(メタ)アクリル単量体)
(B4)成分は、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する単量体であって、(B1)〜(B3)以外の単量体であれば特に制限されない。(B4)成分としては、直鎖又は分岐アルキル骨格を有する多官能(メタ)アクリル単量体、ジオキサングリコール骨格を有する多官能(メタ)アクリル単量体、官能基を有する多官能(メタ)アクリル単量体等が挙げられる。
硬化物のクラック及びLEDパッケージからの剥離を更に抑制する観点から、(B4)成分として、直鎖状骨格を有する多官能(メタ)アクリル単量体を用いてもよい。硬化物の透明性を更に向上させる観点から、(B4)成分として、ジオキサングリコール骨格を有する多官能(メタ)アクリル単量体を用いてもよい。
多官能(メタ)アクリル単量体としては、例えば、(メタ)アクリロイル基を2個有する(メタ)アクリル単量体が挙げられる。(メタ)アクリロイル基を2個有する(メタ)アクリル単量体としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレンオキサイド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、(好ましくはポリエチレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ(メタ)アクリレート、より好ましくはエチレンオキサイド5〜15モル変性ビスフェノールA型(メタ)アクリレート)、(ポリ)エチレンオキサイド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
前記の中でも、(B4)成分は、硬化物の透過率を更に向上させる観点から、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート(日本化薬株式会社、KAYARAD R−604、ジオキサングリコールジアクリレート等)などであってもよい。(B4)成分は、硬化物クラック及びLEDパッケージからの剥離を更に抑制する観点から、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート(日立化成株式会社、FA−124AS、1,4−ブタンジオールジアクリレート等)、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート(日立化成株式会社、FA−129AS、ノナンジオールジアクリレート等)などであってもよい。
(B)成分としては、硬化後の初期透過率を更に向上させる観点から、炭素数が異なる2種以上の、直鎖又は分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル単量体((メタ)アクリル酸エステル等)を用いてもよい。すなわち、第一の直鎖又は分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル単量体(以下、「第一の単量体」という。)を含む場合、第一の単量体とは炭素数が異なる単量体として、第二の直鎖又は分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル単量体(以下、「第二の単量体」という。)を用いることができる。第一の単量体の含有量は、第一の単量体と第二の単量体との総量100質量部に対して、15〜70質量部であってもよく、25〜60質量部であってもよい。なお、第一の単量体が有するアルキル基は、第二の単量体が有するアルキル基と比較して炭素数が小さいものとする。
(B)成分は、密着性又は硬度を更に向上させる観点から、前記(B1)成分〜(B4)成分以外の単量体として、芳香族(メタ)アクリル酸化合物を含んでいてもよい。芳香族(メタ)アクリル酸化合物としては、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸ナフチル等が挙げられる。
(B)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(B)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、1〜99質量部、5〜95質量部又は10〜90質量部であってもよい。当該含有量がこれらの範囲であることで、硬化物の発泡、濁り、着色、クラック等を容易に抑制することができる。
((C)成分:重合開始剤)
(C)重合開始剤としては、(C1)熱重合開始剤(以下、場合により「(C1)成分」という)及び/又は(C2)光重合開始剤(以下、場合により「(C2)成分」という)を用いることができる。(C1)成分及び(C2)成分を併用してもよい。これにより、熱硬化系としてだけでなく、光硬化系としても設計することができる。例えば、露光工程を採用することで、硬化時間の短縮を図ることができる。(C1)成分及び(C2)成分のそれぞれは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(C1)成分としては、ジラウロイルペルオキシド(市販品:「パーロイルL」(日本油脂株式会社))、1,1,3,3−トリメチルブチルペルオキシ−2−エチルヘキサネート(市販品:「パーオクタO」(日本油脂株式会社))、ベンゾイルペルオキシド(市販品:「ナイパーBW」(日本油脂株式会社))、1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン(市販品:「パーヘキサHC」(日本油脂株式会社))、t−ブチルクミルパーオキサイド(市販品:「パーブチルC」(日本油脂株式会社))、n−ブチル4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレレート(市販品:「パーヘキサV」(日本油脂株式会社))、ジクミルパーオキサイド(市販品:「パークミルD」(日本油脂株式会社))等の過酸化物などが挙げられる。
(C1)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、0.1〜30質量部、0.2〜20質量部又は0.5〜10質量部であってもよい。当該含有量が前記範囲であることで、硬化物の発泡及び着色を更に抑制することができる。また、所望の厚みの樹脂層を形成しやすくなるため、スループットを向上させることができる。
(C2)成分としては、アシルフォスフィンオキサイド、オキシムエステル類、芳香族ケトン、キノン類、ベンゾインエーテル化合物、ベンジル誘導体、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、アクリジン誘導体、クマリン系化合物、N−フェニルグリシン、N−フェニルグリシン誘導体等が挙げられる。なお、(C2)成分は、常法によって合成してもよく、市販のものを入手してもよい。
これらの中でも、光硬化性の向上の観点、高感度化の観点、及び、硬化物(硬化膜等)の透明性に更に優れる観点から、アシルフォスフィンオキサイド、オキシムエステル類及び芳香族ケトンからなる群より選ばれる少なくとも一種を用いてもよい。
[アシルフォスフィンオキサイド]
アシルフォスフィンオキサイドとしては、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(市販品:「IRGACURE−819」(BASF社))、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド(市販品:「LUCIRIN TPO」(BASF社))等が挙げられる。
[オキシムエステル類]
オキシムエステル類としては、1,2−オクタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)フェニル−2−(O−ベンゾイルオキシム)(市販品:「IRGACURE−OXE01」(BASF社))、1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン−1−(O−アセチルオキシム)(市販品:「IRGACURE−OXE02」(BASF社))、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−[o−(エトキシカルボニル)オキシム](市販品:「Quantacure−PDO」(日本化薬株式会社))等が挙げられる。
[芳香族ケトン]
芳香族ケトンとしては、ベンゾフェノン、N,N,N’,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N,N’,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−(ジメチルアミノ)−4’−メトキシベンゾフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(市販品:「IRGACURE−651」(BASF社))、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン(市販品:「IRGACURE−369」(BASF社))、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン(市販品:「IRGACURE−907」(BASF社))、2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン(市販品:「IRGACURE−127」(BASF社))等が挙げられる。
[キノン類]
キノン類としては、2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベンズアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、2−メチル−1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルアントラキノン等が挙げられる。
[ベンゾインエーテル化合物]
ベンゾインエーテル化合物としては、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等が挙げられる。
[ベンジル誘導体]
ベンジル誘導体としては、ベンゾイン化合物(ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等)、ベンジルジメチルケタールなどが挙げられる。
[2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体]
2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体としては、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等が挙げられる。2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体の具体例としては、2−(2−クロロフェニル)−1−[2−(2−クロロフェニル)−4,5−ジフェニル−1,3−ジアゾール−2−イル]−4,5−ジフェニルイミダゾール等が挙げられる。
[アクリジン誘導体]
アクリジン誘導体としては、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9’−アクリジニル)ヘプタン等が挙げられる。
[クマリン系化合物]
クマリン系化合物としては、7−アミノ−4−メチルクマリン、7−ジメチルアミノ−4−メチルクマリン、7−ジエチルアミノ−4−メチルクマリン、7−メチルアミノ−4−メチルクマリン、7−エチルアミノ−4−メチルクマリン、7−ジメチルアミノシクロペンタ[c]クマリン、7−アミノシクロペンタ[c]クマリン、7−ジエチルアミノシクロペンタ[c]クマリン、4,6−ジメチル−7−エチルアミノクマリン、4,6−ジエチル−7−エチルアミノクマリン、4,6−ジメチル−7−ジエチルアミノクマリン、4,6−ジメチル−7−ジメチルアミノクマリン、4,6−ジエチル−7−エチルアミノクマリン、4,6−ジエチル−7−ジメチルアミノクマリン、2,3,6,7,10,11−ヘキサンヒドロ−1H,5H−シクロペンタ[3,4][1]ベンゾピラノ−[6,7,8−ij]キノリジン12(9H)−オン、7−ジエチルアミノ−5’,7’−ジメトキシ−3,3’−カルボニルビスクマリン、3,3’−カルボニルビス[7−(ジエチルアミノ)クマリン]、7−ジエチルアミノ−3−ジエトキシルクマリン等が挙げられる。
[N−フェニルグリシン誘導体]
N−フェニルグリシン誘導体としては、N−フェニルグリシンブチルエステル、N−p−メチルフェニルグリシン、N−p−メチルフェニルグリシンメチルエステル、N−(2,4−ジメチルフェニル)グリシン、N−メトキシフェニルグリシン等が挙げられる。
(C2)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、0.1〜20質量部、0.1〜10質量部又は0.1〜5質量部であってもよい。当該含有量がこれらの範囲であることで、硬化物の発泡、濁り、着色及びクラックを容易に抑制することができる。
((D)成分:酸化防止剤)
本実施形態に係る樹脂組成物は、(D)酸化防止剤(以下、場合により「(D)成分」という)を更に含有してもよい。これにより、硬化反応後、硬化物内に残留する(A)成分、(B)成分及び(C)成分の重合末端の酸化を容易に防ぐことができる。その結果、硬化物の着色を更に抑制し、更に優れた可視光透過率が得られる。(D)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(D)酸化防止剤としては、特に制限はないが、ヒンダードフェノール系構造を有する化合物(以下、「ヒンダードフェノール系化合物」ともいう)を用いてもよい。
ヒンダードフェノール系化合物としては、1分子中に、下記一般式(VI)で表される基(ヒンダードフェノール基)を少なくとも1つ有する化合物が挙げられる。

[式(VI)中、R61及びR62は、それぞれ独立に、水素、直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基を示す。直鎖アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。分岐鎖アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。式(VI)で表される基が1分子中に複数あるとき、R61及びR62は、同一であっても異なっていてもよい。また、前記式(VI)中の芳香族環は、フェノール性水酸基、R61及びR62以外に、低級アルキル基等の基を有していてもよい。]
ヒンダードフェノール系化合物としては、前記式(VI)中のR61及び/又はR62が分岐鎖アルキル基である化合物であってよく、R61及びR62の少なくとも一方がt−ブチル基である化合物であってよく、R61及びR62が共にt−ブチル基である化合物であってもよい。
ヒンダードフェノール系化合物は、常法によって合成してもよく、市販のものを入手してもよい。
ヒンダードフェノール系化合物としては、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパノアート](市販品:「IRGANOX1010」(BASF社))、ビス(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルベンゼンプロパン酸)エチレンビス(オキシエチレン)(市販品:「IRGANOX245」(BASF社))、4−[[4,6−ビス(オクチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2−イル]アミノ]−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール(市販品:「IRGANOX565」(BASF社))、3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン酸オクタデシル(市販品:「IRGANOX1076」(BASF社))、N,N’−(1,6−ヘキサンジイル)ビス[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシベンゼンプロパンアミド](市販品:「IRGANOX1098」(BASF社))、トリス(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−ジメチルベンジル)イソシアヌル酸(市販品:「CYANOX1790」(アメリカンシアナミド社))、6−tert−ブチル−4−[3−[(2,4,8,10−テトラ−tert−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン−6−イル)オキシ]プロピル]−2−メチルフェノール(市販品:「スミライザーGP」(住友化学株式会社))、3,9−ビス[1,1−ジ−メチル−2−{β−(3−tert−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(市販品:「アデカスタブAO−80」(株式会社ADEKA))、2,2’−メチレンビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)(市販品:「ヨシノックス425」(株式会社エーピーアイコーポレーション))等が挙げられる。
ヒンダードフェノール系化合物としては、溶解性に優れる観点から、3,9−ビス[1,1−ジ−メチル−2−{β−(3−tert−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(市販品:「アデカスタブAO−80」(株式会社ADEKA))を用いることができる。
また、硬化物の着色を更に抑制し、透明性を更に向上させる観点から、(D)成分として、ホスファイト系酸化防止剤又はチオエーテル系酸化防止剤を用いることができる。
[ホスファイト系酸化防止剤]
ホスファイト系酸化防止剤としては、3,9−ビス(p−ノニルフェノキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジフォスファスピロ[5,5]ウンデカン(市販品:「アデカスタブPEP‐4C」(株式会社ADEKA))、3,9−ビス(オクタデシロキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジフォスファスピロ[5,5]ウンデカン(市販品:「アデカスタブPEP−8」(株式会社ADEKA))、複合物(3,9−ビス(オクタデシロキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジフォスファスピロ[5,5]ウンデカン)(主成分)(市販品:「アデカスタブPEP−8W」(株式会社ADEKA))、3,9−ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジフォスファスピロ[5,5]ウンデカン(市販品:「アデカスタブPEP−36/36A」(株式会社ADEKA))、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)2−エチルフェニルホスファイト(市販品:「アデカスタブHP‐10」(株式会社ADEKA))、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト(市販品:「アデカスタブ2112/2112RG」(株式会社ADEKA))、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト(市販品:「アデカスタブ1178」(株式会社ADEKA))、テトラ−C12−15−アルキル(プロパン−2,2-ジイルビス(4,1−フェニレン))ビス(ホスファイト)(市販品:「アデカスタブ1500」(株式会社ADEKA))、2−エチルヘキシルジフェニルホスファイト(市販品:「アデカスタブC」(株式会社ADEKA))、イソデシルジフェニルホスファイト(市販品:「アデカスタブ135A」(株式会社ADEKA))、トリイソデシルホスファイト(市販品:「アデカスタブ3010」(株式会社ADEKA))、トリフェニルホスファイト(市販品:「アデカスタブTPP」(株式会社ADEKA))、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト(市販品:「Irgafos168/168FF」(BASF社))、ビス[2,4−ビス(1,1−ジメチルエチル)−6−メチルフェニル]エチルエステル亜リン酸(市販品:「Irgafos38」(BASF社))等が挙げられる。
[チオエーテル系酸化防止剤]
チオエーテル系酸化防止剤としては、2,2−ビス{[3−(ドデシルチオ)−1−オキソプロポキシ]メチル}プロパン−1,3−ジイルビス[3−(ドデシルチオ)プロピオネート](市販品:「アデカスタブAO−412S」(株式会社ADEKA))、ジ(トリデシル)3,3−チオジプロピオネート(市販品:「アデカスタブAO−503」(株式会社ADEKA))等が挙げられる。
(D)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、0.1〜20質量部、0.1〜15質量部又は0.1〜10質量部であってもよい。当該含有量がこれらの範囲であることで、高温における樹脂着色を更に抑制することができる。
(その他の成分)
本実施形態に係る樹脂組成物は、蛍光体を更に含有してもよい。蛍光体としては、特に制限はないが、Yttrium aluminium oxide(シグマアルドリッチ)等が挙げられる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、密着性又は硬度を更に向上させる観点から、芳香族ビニル化合物、不飽和ジカルボン酸無水物類、N−置換マレイミド類、多官能エポキシ樹脂等を含有することができる。本実施形態に係る樹脂組成物は、エポキシ硬化剤(メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等)、エポキシ硬化促進剤(メチルトリブチルホスホニウムジメチルホスフェート等)などを含有することができる。
[芳香族ビニル化合物]
芳香族ビニル化合物としては、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、α−フルオロスチレン、α−クロルスチレン、α−ブロモスチレン、フルオロスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、メチルスチレン、メトキシスチレン、(o−、m−、p−)ヒドロキシスチレン、スチレン等が挙げられる。
[不飽和ジカルボン酸無水物類]
不飽和ジカルボン酸無水物類としては、無水マレイン酸等が挙げられる。
[N−置換マレイミド類]
N−置換マレイミド類としては、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−i−プロピルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−i−ブチルマレイミド、N−t−ブチルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−フェニルマレイミド等が挙げられる。
[多官能エポキシ樹脂]
多官能エポキシ樹脂としては、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂(日産化学株式会社製、TEPIC−S(3官能エポキシ)、TEPIC−PAS B22(2.2官能エポキシ))、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物(ダイセル化学工業株式会社製、EHPE−3150)、3’,4’−エポキシシクロヘキシルメチル3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(ダイセル化学工業株式会社製、セロキサイド2021P)、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、YX8000)、含フッ素液状エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、YL7702)等が挙げられる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、25℃で液状(液状材料)であってもよい。本実施形態に係る樹脂組成物は、例えば、インプリント材料、ポッティング材料、接着剤等として用いることができる。インプリント材料は、例えば、インプリント成形によって封止部材を形成するために用いられる。ポッティング材料は、例えば、ポッティング成形によって封止部材を形成するために用いられる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、所望の目的に応じて、シート状又はフィルム状に成形することができる。シート状又はフィルム状の樹脂組成物は、支持体を備えていてもよい。本実施形態に係る樹脂組成物は、シート状又はフィルム状に成形しやすい観点から、有機溶媒(プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等)を含有することができる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、厚膜においても優れた可視光透過率(透明性)を有し、かつ、優れた硬度及び耐熱性を有する。そのため、本実施形態に係る樹脂組成物は、小型化及び高密度実装が求められると共に、高温環境下で長時間使用される発光素子(LED素子等)又は受光素子の封止部材として好適である。また、本実施形態に係る樹脂組成物は、CMOSイメージセンサ等の受光素子の封止部材;光学レンズ用材料;導光板等の光学部材などとして好適である。
<電子部品>
本実施形態に係る電子部品の第1態様は、発光素子及び受光素子のうちの一方の光素子と、当該光素子を封止する封止部材と、を備え、前記封止部材が、本実施形態に係る樹脂組成物又はその硬化物を含む。本実施形態に係る電子部品の第2態様は、発光素子及び受光素子のうちの一方の光素子と、当該光素子を被覆する被覆部材と、前記光素子及び前記被覆部材を接着する接着部材と、を備え、前記接着部材が、本実施形態に係る樹脂組成物又はその硬化物を含む。前記被覆部材は、例えば、前記光素子を被覆することにより前記光素子を保護する保護部材である。発光素子としては、LED素子等が挙げられる。受光素子としては、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor、相補型金属酸化膜半導体)イメージセンサ等が挙げられる。被覆部材としては、ガラス部材等が挙げられる。第1態様に係る電子部品は、ガラス部材等の被覆部材を備えていなくてもよい。
以下、本実施形態に係る電子部品について、場合により図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る樹脂組成物を用いたLEDパッケージの一例を示す断面図である。
図1に示すLEDパッケージ10は、リードフレーム(銀リードフレーム(銀メッキ反射材)等)1と、光反射部材(リフレクタモールド)2と、ボンディング材3と、LED素子4と、ワイヤー(金ワイヤー等)5と、樹脂層(封止部材)6と、を備えている。樹脂層6は、樹脂成分の硬化物7と、硬化物7中に分散した蛍光体8とを含有している。光反射部材2は、LED素子4の周囲を囲むように配置されており、LEDパッケージ10の上部にLED素子4を露出させる開口を有している。蛍光体8を含有する樹脂組成物であるポッティング材料によって、LED素子4の周辺領域を覆うように液状樹脂層を形成した後、熱硬化又は光硬化によって液状樹脂層を硬化させることにより、樹脂層6がLED素子4の周辺領域を覆うように形成されたLEDパッケージ10が得られる。
光反射部材2を構成する材料としては、アルミニウム等の金属材料、PPA(ポリフタルアミド)等の樹脂材料を用いることができる。
光反射部材2の寸法としては、例えば、基板(リードフレーム等)に接する基端側の開口径が1.5〜4.5mm、先端側の開口径が1.0〜11.0mm、軸方向の長さが0.1〜5.0mmであり、光反射面のテーパ角度が60°である。
樹脂層6の厚みtは、0.05〜0.6mmであってもよい。樹脂層6の厚みtが0.05mm以上であれば、ワイヤー5及びLED素子4がむき出しとなりにくく、LED素子4から放出された光を効率よく外部に出射することが容易となる。樹脂層6の厚みtが0.6mm以下であれば、反射する光の量を抑制でき、外部に出射される光の量を増大させることができる。また、樹脂層6の光透過率を高く維持することができ、樹脂層6を透過する光の量が増大させることができるため、光の利用効率を高くすることができる。
図2及び図3は、本実施形態に係る樹脂組成物を用いたLEDパッケージの作製工程(図2は熱硬化型、図3は光硬化型)を示す工程図である。なお、図2及び図3では、ボンディング材3の図示を省略する。
図2の(A)は、リードフレーム1上に光反射部材2を設ける工程を示す。図2の(B)は、リードフレーム1上の光反射部材2によって囲まれた面上にLED素子4及びワイヤー5をボンディングする工程を示す。図2の(C)は、ポッティング材料である樹脂組成物6aを、LED素子4の光反射部材2によって囲まれた周辺領域に滴下することにより、LED素子4を覆うように液状樹脂層を形成する工程を示す。図2の(D)は、樹脂成分7aと蛍光体8とを混合して樹脂組成物6aを得る工程を示す。図2の(E)は、液状樹脂層を加熱装置11で熱硬化することにより樹脂層6を得る工程を示す。
図3の(A)は、リードフレーム1上に光反射部材2を設ける工程を示す。図3の(B)は、リードフレーム1上の光反射部材2によって囲まれた面上にLED素子4及びワイヤー5をボンディングした後、LED素子4の光反射部材2によって囲まれた周辺領域に樹脂組成物6aを滴下することにより、LED素子4を覆うように液状樹脂層を形成する工程を示す。図3の(C)は、光照射装置によって液状樹脂層に対して光(活性光線。例えば、UV(紫外線))Lを照射することによって液状樹脂層を硬化して樹脂層6を得る工程を示す。図3に示すように、樹脂組成物は蛍光体を含有していなくてもよい。
樹脂層6は、液状の樹脂組成物を用いたポッティング(樹脂盛り)加工を施すことによって形成されている。具体的には、LED素子4の光反射部材2によって囲まれた周辺領域に上述したポッティング材料を滴下することにより、LED素子4を覆うように液状樹脂層を形成した後、加熱処理又は露光処理によって液状樹脂層を硬化させることにより、封止部材としての樹脂層6が形成される。熱を用いる処理(加熱処理)は、例えば、所望の温度を選択して段階的に昇温しながら1〜3時間、100〜200℃で行うことができる。光を用いる処理(露光処理)は、例えば、1〜10J/cmの露光量で行うことができる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、滴下したときに糸引きが抑制される程度の粘度を有していてもよい。25℃における樹脂組成物の粘度は、例えば、1〜50000mPa・s、10〜40000mPa・s又は100〜10000mPa・sであってもよい。
なお、図2及び図3では、ポッティング加工を行う態様を示したが、シート状又はフィルム状の樹脂組成物を用いることもできる。シート状又はフィルム状の樹脂組成物を用いることで、光反射部材を用いることなく、透明性及び硬度に優れる封止部材を形成できるため、スループットを向上させることができる。
本実施形態に係る電子部品は、携帯電話等に用いられるカメラ用の照明、及び、LEDディスプレイの部品などとして適用し得る。
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
<樹脂組成物の調製>
(A)成分、(B)成分、(C)成分及びその他の成分を、表1に示した配合割合(質量部、固形分比)で混合し、実施例1〜6及び比較例1〜4の樹脂組成物の溶液を得た。表1中の各成分は、以下に示すものである。
((A)成分:(メタ)アクリル重合体)
(A)成分の(メタ)アクリル重合体(A−1)は以下の方法により合成した。
アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イル(市販品:「FA−513A」(日立化成株式会社))220g、アクリル酸ブチル(BA)165g、メタクリル酸ブチル(BMA)250g、メタクリル酸グリシジル(GMA)200g、及び、メタクリル酸2−エチルヘキシル(2EHMA)165gを混合し、単量体混合物(A−1)を得た。得られた単量体混合物(A−1)に、過酸化ラウロイル50g及びn−オクチルメルカプタン(連鎖移動剤)0.45gを溶解させて、混合液を得た。
撹拌機及びコンデンサを備えた5Lのオートクレーブに、ポリビニルアルコール(懸濁剤)0.04g及びイオン交換水2000gを加えた。次いで、撹拌しながら前記混合液を加え、撹拌回転数250min−1、窒素雰囲気下において60℃で5時間重合させ、次いで90℃で2時間重合させ、樹脂粒子を得た(重合率は、質量法で99%であった。)。この樹脂粒子を水洗、脱水及び乾燥させることにより(メタ)アクリル重合体(A−1)を得た。得られた(メタ)アクリル重合体(A−1)の重量平均分子量は200000〜250000であった。
(A)成分の(メタ)アクリル重合体(A−2)は以下の方法により合成した。
アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イル 250g、BA 200g、BMA 300g、GMA 50g及び2EHMA 200gを混合した以外は(メタ)アクリル重合体(A−1)と同様の方法によって(メタ)アクリル重合体(A−2)を得た。得られた(メタ)アクリル重合体(A−2)の重量平均分子量は200000〜250000であった。樹脂粒子の重合率は、質量法で99%であった。
(A)成分の(メタ)アクリル重合体(A−3)は以下の方法により合成した。
アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イル 280g、BA 200g、BMA 320g及び2EHMA 200gを混合した以外は(メタ)アクリル重合体(A−1)と同様の方法によって(メタ)アクリル重合体(A−3)を得た。得られた(メタ)アクリル重合体(A−3)の重量平均分子量は200000〜250000であった。樹脂粒子の重合率は、質量法で99%であった。
なお、重量平均分子量は、溶離液としてテトラヒドロフランを用いてGPC法によって求めた。GPC法の詳細は次のとおりである。
・装置名:HLC−8220GPC(製品名、東ソー株式会社)
・カラム:Gelpack R−420、R−430、R−440(製品名、日立化成株式会社)
・検出器:RI検出器
・カラム温度:40℃
・溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
・流速:1mL/分
・標準物質:ポリスチレン
((B)成分:(メタ)アクリル単量体)
(B1)成分:メタクリル酸グリシジル(GMA)
(B2)成分:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(エステル基に結合する部分に脂環基を有する2官能(メタ)アクリル酸エステル、市販品:「A−DCP」(新中村化学株式会社))
(B2)成分:アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イル(市販品:「FA−513A」(日立化成株式会社))
(B3)成分:アクリル酸イソステアリル(エステル基に結合する部分に直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル、市販品:「NK エステル S−1800A」(新中村化学株式会社))
(B3)成分:アクリル酸ラウリル(エステル基に結合する部分に直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル、市販品:「LA」(共栄社化学株式会社))
(B4)成分:ノナンジオールジアクリレート(市販品:「FA−129AS」(日立化成株式会社))
((C)成分:重合開始剤)
ジクミルパーオキサイド(市販品:「パークミルD」(日本油脂株式会社))
2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン(市販品:「IRGACURE−127」(BASF社))
((D)成分:酸化防止剤)
3,9−ビス[1,1−ジ−メチル−2−{β−(3−tert−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(市販品:「アデカスタブAO−80」(株式会社ADEKA))
(エポキシ硬化剤)
3or4−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸(市販品:「HN−5500」(日立化成株式会社))
(エポキシ硬化促進剤)
メチルトリブチルホスホニウムジメチルホスフェート(市販品:「ヒシコーリンPX−4MP」(日本化学工業株式会社製))
(溶剤)
プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA(ダウケミカル製))
<初期透過率の測定(透明性の評価)>
スピンコーター(製品名:「MS−A」(株式会社ミカサ))を用いて、均一な膜厚になるように実施例及び比較例の樹脂組成物をガラス基板上に塗布した。次に、熱硬化系(実施例5以外の実施例、及び、比較例)の場合は、150℃で1時間加熱した後、100〜180℃まで10℃/分で昇温し、更に180℃で1時間加熱することにより、樹脂組成物を硬化させた。光硬化系(実施例5)の場合は、8000mJ/cmで光照射することにより、樹脂組成物を硬化させた。これにより、それぞれ膜厚0.5mmの樹脂層(硬化物)を有する試験基板を得た。なお、実施例5のみ、溶剤を含むため、事前に、箱型オーブンにて100℃/20分の乾燥を行った。
紫外可視分光光度計(製品名:「U−3310 Spectrophotometer」(株式会社日立ハイテクノロジーズ))を用いて、ガラス単体の透過率をリファレンスとして参照して、この試験基板の波長400nmの光透過率(単位:%)を測定した。結果を表1に示す。
<ヘイズ(目視濁り)の判定>
前記試験基板の作製時に、熱硬化後又は光硬化後の樹脂硬化膜を目視で観察した。透明で異常がない場合は、ヘイズなしと判定し、目視で確認できる濁りがある場合は、濁りありと判定した。結果を表1に示す。
<ShoreD硬度の測定>
リブ高さが6mmの型枠を、フィルムを貼りつけた金属基板に固定し、実施例及び比較例の樹脂組成物を型枠内に流し込んだ。次いで、上述した初期透過率の測定と同様の条件で硬化させた。そして、型枠とフィルムを剥がし、厚み6mmの樹脂層(硬化物)を有する試験基板を得た。
ゴム・プラスチック硬さ計(「デュロメーター/IRHD硬さ計 GS−720N」(株式会社テックロック))を用いて、得られた硬化物のショアD硬度を測定した。測定結果を表1に示す。
<密着性の測定>
スピンコーターを用いて、硬化後の膜厚が100μmとなるよう実施例及び比較例の樹脂組成物をガラス基板上に塗布した。初期透過率の測定と同様の条件で硬化することにより硬化膜付きガラス板を得た。碁盤目テープ法(JIS−K5400)により得られる評価点数に基づき密着性を評価した。図4に示すように、剥離個数に応じて点数を設定した。8点以上を「A」(剥離個数:2箇所以下)と評価し、6点以上〜8点未満を「B」(剥離個数:3〜5箇所)と評価し、6点未満を「C」(剥離個数:6箇所以上)と評価した。
表1に示された結果から、特定の構造単位を有する(メタ)アクリル重合体と、エポキシ基を有する(メタ)アクリル単量体とを組み合わせることにより、透明性、密着性及び硬度の全てを満足できることが分かる。
実施例5のように、(メタ)アクリル単量体の光ラジカル重合反応と、エポキシ基の熱カチオン重合反応とを組み合わせることもできる。これにより、硬化収縮が強いとされるラジカル重合を常温下において光(UV等)で進行させることにより、熱硬化と比べてパッケージの低応力及び低反りを実現できる。
実施例6のように、溶剤を用いてもよい。これにより、粘度を任意の範囲に調整したり、樹脂組成物をガラス繊維等に含浸及び乾燥させたり、ローラー又はハケで薄く広範囲に塗り拡げたりすることができると考えられる。
また、上述の発光素子を、被覆部材を接着する用途においては、実施例2及び比較例3の樹脂組成物を用いて、それぞれに以下に示すダイシェア試験を実施することで、効果を比較した。その結果、比較例3では、2×2mmガラスチップあたりの接着強度が2kgf程度であり、パッケージ組み立てのストレスでの被覆ガラスが剥離する可能性が懸念された。一方、実施例2では、接着強度は8.0kgfと高い値が得られ、パッケージ組み立てに必要な強度を有しており、被覆用途にも適用できることが分かった。
スピナーを用いて、樹脂組成物をシリコンウエハ上に回転塗布し、膜厚50μmの平坦な樹脂膜を形成した、前記樹脂膜上にガラスチップを配置した後に圧着した。そして、前記樹脂膜を熱硬化することにより試験片を得た。
次に、温度22±5℃の条件下で、ダイシェア試験機(DAGE4000、DAGE社製)を用いて試験片のダイシェア強度を測定した。図5に示すように、ステージ21上に配置された試験片22(シリコンウエハ22a、樹脂膜の硬化物22b及びガラスチップ22cの積層体)のガラスチップ22cの側面をダイシェア試験機23により押圧することにより測定を行った。10個の試験片の測定結果の平均値をダイシェア強度として得た。各種試験条件は下記のとおりである。
チップサイズ:2×2mm
圧着条件:温度70±3℃、圧力4.5±0.5N、5秒
熱硬化条件:200±3℃、2.0±0.1時間
本開示に係る樹脂組成物は、硬化後において高い透明性、密着性及び硬度を有する。そのため、小型化及び高密度実装が求められると共に、高温環境下で長時間使用される発光素子(LED素子等)の封止部材、受光素子(CMOSイメージセンサ等)の封止部材、光学レンズ用材料、導光板などの光学部材として好適である。
1…リードフレーム、2…光反射部材、3…ボンディング材、4…LED素子、5…ワイヤー、6…樹脂層(封止部材)、6a…樹脂組成物、7…樹脂成分の硬化物、7a…樹脂成分、8…蛍光体、10…LEDパッケージ、11…加熱装置、21…ステージ、22…試験片、22a…シリコンウエハ、22b…樹脂膜の硬化物、22c…ガラスチップ、23…ダイシェア試験機、L…光。

Claims (7)

  1. (メタ)アクリル重合体、(メタ)アクリル単量体及び重合開始剤を含有し、
    前記(メタ)アクリル重合体が、下記一般式(I)で表される構造単位を有し、
    前記(メタ)アクリル単量体がエポキシ基を有する、樹脂組成物。

    [式(I)中、Rは、水素原子又はメチル基を示し、Xは、エポキシ基を含む基を示す。]
  2. 前記(メタ)アクリル重合体が、前記(メタ)アクリル単量体のうちの少なくとも1種と同一の(メタ)アクリル単量体由来の構造単位を有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. 前記(メタ)アクリル重合体が、ラジカル重合法に由来する構造単位を有する、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  4. 前記(メタ)アクリル単量体が、炭素数が異なる2種以上の、直鎖又は分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル単量体を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
  5. インプリント材料、ポッティング材料又は接着剤として用いられる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
  6. 発光素子及び受光素子のうちの一方の光素子と、当該光素子を封止する封止部材と、を備え、
    前記封止部材が、請求項1〜5のいずれか一項に記載の樹脂組成物又はその硬化物を含む、電子部品。
  7. 発光素子及び受光素子のうちの一方の光素子と、当該光素子を被覆する被覆部材と、前記光素子及び前記被覆部材を接着する接着部材と、を備え、
    前記接着部材が、請求項1〜5のいずれか一項に記載の樹脂組成物又はその硬化物を含む、電子部品。
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