JP5444631B2 - 光半導体素子封止用組成物、その硬化物および光半導体素子封止体 - Google Patents

光半導体素子封止用組成物、その硬化物および光半導体素子封止体 Download PDF

Info

Publication number
JP5444631B2
JP5444631B2 JP2008099811A JP2008099811A JP5444631B2 JP 5444631 B2 JP5444631 B2 JP 5444631B2 JP 2008099811 A JP2008099811 A JP 2008099811A JP 2008099811 A JP2008099811 A JP 2008099811A JP 5444631 B2 JP5444631 B2 JP 5444631B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor element
composition
optical semiconductor
compound
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008099811A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008274272A (ja
Inventor
吉仁 武井
和憲 石川
隆信 帯刀
浩之 細田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokohama Rubber Co Ltd filed Critical Yokohama Rubber Co Ltd
Priority to JP2008099811A priority Critical patent/JP5444631B2/ja
Publication of JP2008274272A publication Critical patent/JP2008274272A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5444631B2 publication Critical patent/JP5444631B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48257Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a die pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3025Electromagnetic shielding

Description

本発明は、光半導体素子封止用組成物、その硬化物および光半導体素子封止体に関する。
従来、LED素子を封止するための組成物としてエポキシ樹脂を含有するもの(例えば、特許文献1)や、オルガノポリシロキサンと縮合触媒とを含有する組成物(例えば、特許文献2)が提案されている。
特開平10−228249号公報 特開2006−077234号公報
しかしながら、本発明者は、白色LED素子を封止するために特許文献1のようにエポキシ樹脂を含有する場合、硬化物が白色LED素子からの発熱に長期的にさらされることによって、硬化物の色が黄色に変色しその透明性が低下してしまうことを見出した。
また、本発明者は、特許文献2のようなポリオルガノシロキサンを含有する組成物は硬化時間が長く、このような組成物を使用する場合硬化温度を高くしなければならない等の問題があり、硬化性に劣ることを見出した。
また、本発明者は、ポリオルガノシロキサンを含有する組成物は耐熱クラック性に劣ることを見出した。
そこで、本発明は、硬化性に優れ、耐熱着色安定性に優れる硬化物となりうる光半導体素子封止用組成物の提供を目的とする。
また本発明は耐熱クラック性に優れる光半導体素子封止用組成物の提供を目的とする。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、1分子中に2個のシラノール基を有する直鎖状オルガノポリシロキサン化合物と、1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有するシロキサン化合物と、縮合触媒とを含有する組成物が、硬化性、耐熱クラック性に優れ、耐熱着色安定性に優れる硬化物となりうることを見出し、本発明を完成させたのである。
すなわち、本発明は、下記(1)〜(9)を提供する。
(1) 1分子中に2個のシラノール基を有する直鎖状オルガノポリシロキサン化合物と、1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有するシロキサン化合物と、縮合触媒とを含有する光半導体素子封止用組成物。
(2) 前記直鎖状オルガノポリシロキサン化合物が、下記式(1)で表されるポリジメチルシロキサン−α,ω−ジオールである上記(1)に記載の光半導体素子封止用組成物。

(式中、mは10〜15,000の整数である。)
(3) 前記直鎖状オルガノポリシロキサン化合物の分子量が、1,000〜1,000,000である上記(1)または(2)に記載の光半導体素子封止用組成物。
(4) 前記シロキサン化合物が、1分子中に1個以上の有機基を有し、分子量が100〜1,000,000である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の光半導体素子封止用組成物。
(5) 前記シロキサン化合物の量が、前記直鎖状オルガノポリシロキサン化合物100質量部に対して、1〜30質量部である上記(1)〜(4)のいずれかに記載の光半導体素子封止用組成物。
(6) 前記縮合触媒が、アルミニウム原子を含むものである上記(1)〜(5)のいずれかに記載の光半導体素子封止用組成物。
(7) 上記(1)〜(6)のいずれかに記載の光半導体素子封止用組成物を硬化させることによって得られる硬化物。
(8) LEDチップが上記(7)に記載の硬化物で封止されている光半導体素子封止体。
(9) 前記硬化物の厚さが0.1mm以上である上記(8)に記載の光半導体素子封止体。
また、本発明は以下の(10)〜(14)を提供する。
(10) 本発明の光半導体素子封止用組成物において、前記シロキサン化合物が、下記式(2)または式(6)で表され、分子量が100〜1,000,000であるのが好ましい。
Si(OR1n2 4-n (2)
[式(2)中、nは3または4であり、R1は水素原子または有機基であり、R2は有機基である。]
mSi(OR′)n(4-m-n)/2 (6)
[式(6)中、Rは炭素数1〜6のアルキル基、アルケニル基またはアリール基であり、R′は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基であり、mは0<m<2、nは0<n<2、m+nは0<m+n<2である。]
(11) 本発明の光半導体素子封止用組成物において、前記縮合触媒が、有機アルミニウム化合物および/または有機亜鉛化合物であるが好ましい。
(12) 本発明の光半導体素子封止用組成物において、前記縮合触媒が、アルミニウムキレート、アルミニウム塩、アルミニウムアルコラートおよび亜鉛キレートからなる群から選ばれる少なくとも1種であるのが好ましい。
(13) 本発明の光半導体素子封止用組成物において、前記直鎖状オルガノポリシロキサン化合物の分子量が、6,000〜100,000であるのが好ましい。
(14) 本発明の光半導体素子封止用組成物において、前記縮合触媒の量が、直鎖状オルガノポリシロキサン化合物100質量部に対して、0.01〜10質量部であるのが好ましい。
本発明の光半導体素子封止用組成物は、硬化性、耐熱クラック性に優れ、耐熱着色安定性に優れる硬化物となることができる。
本発明の硬化物および本発明の光半導体素子封止体は、耐熱着色安定性、耐熱クラック性に優れる。
本発明について以下詳細に説明する。
本発明の光半導体素子封止用組成物は、1分子中に2個のシラノール基を有する直鎖状オルガノポリシロキサン化合物と、1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有するシロキサン化合物と、縮合触媒とを含有する組成物である。
なお、本発明の光半導体素子封止用組成物を以下「本発明の組成物」ということがある。
直鎖状オルガノポリシロキサン化合物について以下に説明する。
本発明の組成物に含有される直鎖状オルガノポリシロキサン化合物は、主骨格として直鎖状のポリシロキサン骨格を有し、2個のシラノール基を有し、シラノール基以外の基として有機基を有するものである。なお、シラノール基は、酸素原子を介して主骨格のケイ素原子または有機基に結合することができる。
直鎖状オルガノポリシロキサン化合物中のシラノール基の位置は特に制限されない。例えば、末端にまたは側鎖としてポリシロキサン骨格に結合することができる。
なかでも、熱硬化性に優れるという観点から、シラノール基が直鎖状オルガノポリシロキサン化合物の両末端に結合するのが好ましい。
有機基としては、例えば、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んでもよい炭化水素基が挙げられる。具体的には、例えば、アルキル基が挙げられる。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基等が挙げられる。なかでも、耐熱性に優れ、耐熱着色安定性により優れるという観点から、メチル基が好ましい。
直鎖状オルガノポリシロキサン化合物としては、例えば、下記式(1)で表されるポリジメチルシロキサン−α,ω−ジオールが挙げられる。
直鎖状オルガノポリシロキサン化合物は、硬化性、耐熱着色安定性により優れるという観点から、下記式(1)で表されるポリジメチルシロキサン−α,ω−ジオールが好ましい。
式(1)中、mは、作業性、耐クラック性に優れるという観点から、10〜15,000の整数であるのが好ましく、10〜1,000の整数であるのがより好ましい。
また、式(1)中、mは、耐熱クラック性により優れるという観点から、70〜1,000の整数であるのが好ましく、200〜1,000の整数であるのがより好ましい。
例えば、m=11であるポリジメチルシロキサン−α,ω−ジオール、m=38であるポリジメチルシロキサン−α,ω−ジオール、m=336であるポリジメチルシロキサン−α,ω−ジオールが挙げられる。
なかでも、硬化性、耐熱着色安定性により優れるという観点から、m=11であるポリジメチルシロキサン−α,ω−ジオール、m=336であるポリジメチルシロキサン−α,ω−ジオールが好ましい。
m=11であるポリジメチルシロキサン−α,ω−ジオールの市販品としては、例えば、商品名x−21−5841(信越化学工業社製)が挙げられる。
m=38であるポリジメチルシロキサン−α,ω−ジオールの市販品としては、例えば、商品名KF−9701(信越化学工業社製)が挙げられる。
m=336であるポリジメチルシロキサン−α,ω−ジオールの市販品としては、例えば、商品名ss−10(信越化学工業社製)が挙げられる。
直鎖状オルガノポリシロキサン化合物の製造の際に使用されるシラン化合物は、2個のアルコキシ基またはシラノール基を有するものであれば特に制限されない。例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシランのようなジアルコキシシラン;ジヒドロキシジメチルシラン、ジヒドロキシジエチルシラン、ジヒドロキシジフェニルシラン、ジヒドロキシメチルフェニルシランのようなジヒドロキシシランが挙げられる。
なかでも、耐熱着色安定性により優れるという観点から、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジヒドロキシジメチルシランが好ましい。
直鎖状オルガノポリシロキサン化合物は、その製造について特に制限されない。例えば、上記シラン化合物を加水分解縮合させることによって得ることができる。
シラン化合物を加水分解縮合させる場合、シラン化合物を通常、例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類、セロソルブ類、芳香族化合物類等の有機溶媒に溶解させて使用することができる。具体的には例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、n−ブタノール、2−ブタノール等のアルコール類が挙げられる。
加水分解縮合は、例えば、酢酸、塩酸、硫酸等の酸触媒;有機酸亜鉛、有機すず触媒、有機アルミニウム化合物、有機チタニウム化合物のような有機金属系触媒を用いて行うことができる。
加水分解縮合させる際に添加される水の量は、シラン化合物中のアルコキシ基またはシラノール基の合計量1モルに対して、0.9〜1.5モルであるのが好ましく、より好ましくは1.0〜1.2モルである。このような範囲である場合、組成物の硬化性により優れ、その硬化物が強靭性に優れたものとなる。
直鎖状オルガノポリシロキサン化合物の分子量は、硬化時間、可使時間が適切な長さとなり硬化性により優れ、硬化物物性に優れるという観点から、1,000〜1,000,000であるのが好ましく、1,000〜100,000であるのがより好ましい。
直鎖状オルガノポリシロキサン化合物の分子量は、耐熱クラック性により優れるという観点から、6,000〜100,000であるのが好ましく、10,000〜100,000であるのがより好ましい。
なお、本発明において、直鎖状オルガノポリシロキサン化合物の分子量は、ポリスチレン換算の重量平均分子量である。
直鎖状オルガノポリシロキサン化合物は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
シロキサン化合物について以下に説明する。
本発明の組成物に含有されるシロキサン化合物は、1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有する化合物であれば特に制限されない。
なお、シロキサン化合物は、1分子中にアルコキシ基およびシラノール基を合わせて3個以上の有するものである。
例えば、1個のケイ素原子に3個以上のアルコキシ基またはヒドロキシ基が結合している化合物、主骨格がポリシロキサン骨格であり、1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有するオルガノポリシロキサン化合物が挙げられる。
シロキサン化合物は、硬化性により優れるという観点から、1分子中に1個以上の有機基を有するのが好ましい。
有機基としては、例えば、酸素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んでもよい炭化水素基が挙げられる。具体的には、例えば、アルキル基(炭素数1〜6のものが好ましい。)、(メタ)アクリレート基、アルケニル基、アリール基、これらの組合せが挙げられる。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基等が挙げられる。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、2−メチルアリル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基が挙げられる。なかでも、耐熱着色安定性により優れるという観点から、メチル基が好ましい。
1個のケイ素原子に3個以上のアルコキシ基またはヒドロキシ基が結合している化合物としては、例えば、下記式(2)で表されるものが挙げられる。
Si(OR1n2 4-n (2)
式(2)中、nは3または4であり、R1は水素原子または有機基(アルキル基)であり、R2は有機基(例えば、アルキル基、(メタ)アクリレート基、アルケニル基、アリール基、これらの組合せ)である。
有機基は、シロキサン化合物の有機基に関して記載したものと同義である。
1個のケイ素原子に3個以上のアルコキシ基またはヒドロキシ基が結合している化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランのようなトリアルコキシシラン;テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロピルオキシシランのようなテトラアルコキシシラン;トリアルコキシシラン、テトラアルコキシシランの加水分解物;メチルトリヒドロキシシラン、エチルトリヒドロキシシラン、フェニルトリヒドロキシシランのようなトリヒドロキシシラン;テトラヒドロキシシラン;γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシランのようなトリアルコキシ(メタ)アクリルシランが挙げられる。
なお、本発明において、トリアルコキシ(メタ)アクリルシランは、トリアルコキシアクリルシランまたはトリアルコキシメタクリルシランであることを意味する。
主骨格がポリシロキサン骨格であり、1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有するオルガノポリシロキサン化合物は特に制限されず、例えば、1個のケイ素原子に3個以上のアルコキシ基またはヒドロキシ基が結合している化合物を縮重合させることによって得ることができる。
また、1個のケイ素原子に3個以上のアルコキシ基またはヒドロキシ基が結合している化合物を縮重合させる際に、1個のケイ素原子に2個のアルコキシ基またはヒドロキシ基が結合している化合物と共重合させることができる。1個のケイ素原子に2個のアルコキシ基またはヒドロキシ基が結合している化合物は特に制限されない。例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランのような2個の炭化水素基を有するジアルコキシシランが挙げられる。
1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有するオルガノポリシロキサン化合物としては、例えば、式(6)で表される化合物が挙げられる。
mSi(OR′)n(4-m-n)/2 (6)
式(6)中、Rは炭素数1〜6のアルキル基、アルケニル基またはアリール基であり、R′は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基であり、mは0<m<2、nは0<n<2、m+nは0<m+n<2である。
炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基等が挙げられる。なかでも、耐熱性に優れ、耐熱着色安定性により優れるという観点から、メチル基が好ましい。
アルケニル基は、炭素数1〜6のものが挙げられ、具体的には例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、2−メチルアリル基が挙げられる。
アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基が挙げられる。
式(6)で表される化合物において、R′は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基以外に、アシル基を含むことができる。
アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基が挙げられる。
1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有するシロキサン化合物は、硬化性、耐熱クラック性により優れるという観点から、式(2)、式(6)で表されるものが好ましい。
式(6)で表される化合物としては、例えば、下記式(3)、式(4)、式(5)が挙げられる。
1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有するオルガノポリシロキサン化合物としては、例えば、下記式(3)で表される化合物が挙げられる。
式中、Rは水素原子または有機基(アルキル基)であり、aは1〜100,000の整数であり、bは1〜100,000の整数である。bは0であってもよい。
有機基は上記と同義である。
aは1〜10,000であるのが好ましい。bは0〜10,000であるのが好ましい。
1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有するオルガノポリシロキサン化合物としては、例えば、下記式(4)で表される化合物が挙げられる。
式(4)中、R″は水素原子またはアルキル基であり、aは1〜10,000の整数であり、bは0〜10,000の整数である。
アルキル基は上記と同義である。
1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有するオルガノポリシロキサン化合物としては、例えば、下記式(5)で表される化合物が挙げられる。

式(5)中、R″は水素原子またはアルキル基であり、aは1〜10,000の整数であり、bは0〜10,000の整数である。
アルキル基は上記と同義である。
1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有するオルガノポリシロキサン化合物としては、具体的には例えば、メチルメトキシオリゴマーのようなシリコーンアルコキシオリゴマーが挙げられる。
シリコーンアルコキシオリゴマーは、主鎖がポリオルガノシロキサンであり、分子末端がアルコキシシリル基で封鎖されたシリコーンレジンである。
メチルメトキシオリゴマーは、式(6)で表される化合物に該当し、具体的には例えば、式(4)において全てのR″がメチル基でありaが1〜100の整数でありbが0〜100の整数であるものが挙げられる。
シロキサン化合物は、硬化性、耐熱着色安定性により優れるという観点から、テトラエトキシシラン、メチルメトキシオリゴマーが好ましい。
メチルメトキシオリゴマーは、市販品を使用することができる。メチルメトキシオリゴマーの市販品としては、例えば、x−40−9246(重量平均分子量6,000、信越化学工業社製)が挙げられる。
シロキサン化合物の分子量は、硬化時間、可使時間が適切な長さとなり硬化性により優れ、相溶性に優れるという観点から、100〜1,000,000であるのが好ましく、100〜10,000であるのがより好ましい。
なお、本発明において、シロキサン化合物の分子量は、ポリスチレン換算の重量平均分子量である。
シロキサン化合物は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
シロキサン化合物の量は、耐クラック性、相溶性に優れるという観点から、直鎖状オルガノポリシロキサン化合物100質量部に対して、1〜30質量部であるのが好ましく、1〜20質量部であるのがより好ましい。
直鎖状オルガノポリシロキサン化合物とシロキサン化合物との組合せとしては、特に制限されない。
縮合触媒について以下に説明する。
本発明の組成物に含有される縮合触媒は、シラノール基およびアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも1種を縮合反応させることが可能な化合物であれば特に制限されない。
例えば、有機スズ化合物、有機チタネート化合物、有機ジルコニウム化合物、有機アルミニウム化合物、有機亜鉛化合物、有機コバルト化合物、ジエタノ−ルアミン、トリエタノ−ルアミン等の有機ケイ素化合物を含まないアミン系触媒が挙げられる。
縮合触媒としては、例えば、スズ、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、亜鉛およびコバルトからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属原子を含む有機化合物が挙げられる。
なかでも、硬化性により優れ、透明性、平滑性に優れ、可使時間、硬化時間が適切な長さとなるという観点から、アルミニウム原子を含むものが好ましい。
また、縮合触媒は、硬化性、耐熱クラック性により優れ、透明性、平滑性、貯蔵安定性に優れ、可使時間、硬化時間が適切な長さとなるという観点から、有機アルミニウム化合物および/または有機亜鉛化合物であるのが好ましい。
縮合触媒としては、例えば、キレート、塩、アルコラートのような有機基を有するものが挙げられる。
縮合触媒がキレートである場合、キレートを形成する配位子は特に制限されない。例えば、アセチルアセトナート類が挙げられる。なお本願発明において、キレートは配位子以外にアルコラートを有する縮合触媒を含む。
縮合触媒が塩である場合、金属原子と塩を形成しうる酸は特に制限されない。例えば、カルボン酸(例えば、脂肪族カルボン酸、脂環式カルボン酸、芳香族カルボン酸)が挙げられる。なお本願発明において、塩は塩以外にアルコラートを有する縮合触媒を含む。
縮合触媒がアルコラートである場合、金属原子とアルコラートを形成しうるアルコールは特に制限されない。アルコールが有する炭化水素基が例えば、直鎖状、分岐状、環状であるものが挙げられる。
縮合触媒としての有機アルミニウム化合物は、硬化性により優れ、透明性、平滑性、貯蔵安定性に優れ、可使時間、硬化時間が適切な長さとなるという観点から、アルミニウムキレート、アルミニウム塩、アルミニウムアルコラートが好ましい。
縮合触媒としての有機亜鉛化合物は、硬化性、耐熱クラック性により優れ、透明性、平滑性、貯蔵安定性に優れ、可使時間、硬化時間が適切な長さとなるという観点から、亜鉛キレートが好ましい。
縮合触媒は、硬化性により優れ、透明性、平滑性、貯蔵安定性に優れ、可使時間、硬化時間が適切な長さとなるという観点から、アルミニウムキレート、アルミニウム塩、アルミニウムアルコラート、亜鉛キレートが好ましい。
アルミニウム原子を含む縮合触媒(有機アルミニウム化合物)としては、例えば、トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートのようなアルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブトキシビスエチルアセトアセテート等のアルミニウムキレート;
オクチル酸アルミニウム、環状のアルミニウムオキサイドを含有する化合物(例えば、下記式(7)で表される化合物が挙げられる。)、アルミニウムトリアセテート、アルミニウムトリステアレートのようなアルミニウム塩;
アルミニウムsec−ブチラート、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルコキシアリールアルミネートのようなアルミニウムアルコラートが挙げられる。
有機亜鉛化合物としては、例えば、オクチル酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛のような脂肪族カルボン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛のような脂環式カルボン酸亜鉛、安息香酸亜鉛、p−tert−ブチル安息香酸亜鉛のような芳香族カルボン酸亜鉛等のカルボン酸塩;
Zn(II)アセチルアセトナート[Zn(acac)2]、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネートZnのような亜鉛キレートが挙げられる。
なかでも、可使時間の長さが適切となり、硬化性、耐熱着色安定性、耐熱クラック性により優れ、貯蔵安定性に優れるという観点から、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムsec−ブチラート、トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、オクチル酸アルミニウム、アセチルアセトナート亜鉛、オクチル酸亜鉛が好ましく、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アセチルアセトナート亜鉛がより好ましい。
縮合触媒は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
縮合触媒の量は、硬化性により優れ、透明性に優れるという観点から、直鎖状オルガノポリシロキサン化合物100質量部に対して、0.01〜10質量部であるのが好ましく、0.1〜1質量部であるのがより好ましい。
本発明の組成物は、耐熱着色安定性を低下させない範囲で、エポキシ基を有する化合物(例えば、シランカップリング剤)を直鎖状オルガノポリシロキサン化合物100質量部に対して3質量部以下で含有することができる。また、本発明の組成物は耐熱着色安定性を低下させないためにエポキシ基を有する化合物を含有しないものとすることができる。
本発明の組成物は、直鎖状オルガノポリシロキサン化合物、シロキサン化合物および縮合触媒以外に本発明の目的や効果を損なわない範囲で、必要に応じて添加剤を含有することができる。
添加剤としては、例えば、無機フィラー、酸化防止剤、滑剤、紫外線吸収剤、熱光安定剤、分散剤、帯電防止剤、重合禁止剤、消泡剤、硬化促進剤、溶剤、無機蛍光体、老化防止剤、ラジカル禁止剤、接着性改良剤、難燃剤、界面活性剤、保存安定性改良剤、オゾン老化防止剤、増粘剤、可塑剤、放射線遮断剤、核剤、カップリング剤、導電性付与剤、リン系過酸化物分解剤、顔料、金属不活性化剤、物性調整剤が挙げられる。各種添加剤は特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
無機フィラーとしては、特に限定されず、光学特性を低下させない微粒子状のものが挙げられる。具体的には例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム、溶融シリカ、結晶性シリカ、超微粉無定型シリカ、疎水性超微粉シリカ、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウムが挙げられる。
無機蛍光体としては、例えば、LEDに広く利用されている、イットリウム、アルミニウム、ガーネット系のYAG系蛍光体、ZnS系蛍光体、Y22S系蛍光体、赤色発光蛍光体、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体が挙げられる。
本発明の組成物は、その製造について特に制限されない。例えば、直鎖状オルガノポリシロキサン化合物と、シロキサン化合物と、縮合触媒と、必要に応じて使用することができる添加剤とを混合することによって製造することができる。
本発明の組成物は、1液型とすることが可能である。
本発明の組成物は、可使時間の長さが適切なものとなるという観点から、縮合触媒以外の成分を含む液と縮合触媒とを混合してから25℃の条件下での24時間後の粘度が、5〜10,000mPa・sであるのが好ましく、5〜5,000mPa・sであるのがより好ましい。
なお、本発明において、粘度の測定はE型粘度計を用い、25℃、湿度35%の条件下で行われるものとする。
本発明の組成物は、加熱によって硬化することができる。
本発明の組成物は、光半導体素子封止用組成物として使用することができる。
本発明の組成物の使用方法としては、例えば、光半導体素子に本発明の組成物を塗布し硬化させることが挙げられる。
本発明の組成物を塗布し硬化させる方法は特に制限されない。例えば、ディスペンサーを使用する方法、ポッティング法、スクリーン印刷、トランスファー成形、インジェクション成形が挙げられる。
また、本発明の組成物は、その他にも、その優れた耐熱性、透明性、硬化性等の特性から、例えば、ディスプレイ材料、光記録媒体材料、光学機器材料、光部品材料、光ファイバー材料、光・電子機能有機材料、半導体集積回路周辺材料等の用途に用いることができる。
次に、本発明の硬化物について以下に説明する。
本発明の硬化物は、本発明の光半導体素子封止用組成物を硬化させることによって得られるものである。
本発明の硬化物に使用される組成物は、本発明の光半導体素子封止用組成物であれば特に制限されない。
本発明の組成物を使用することによって、比較的低温で短時間に硬化物を得ることができ、可使時間の長さが適切であるので作業性に優れる。
組成物の硬化について以下に説明する。
本発明において、組成物は、例えば、加熱によって硬化させることができる。
組成物を加熱によって硬化させる場合、硬化性により優れ、硬化時間、可使時間を適切な長さとすることができ、縮合反応による副生成物であるアルコールが発泡するのを抑制でき、硬化物のクラックを抑制でき、硬化物の平滑性、成形性、物性に優れるという観点から、組成物を例えば、80℃〜150℃(好ましくは150℃)で30分〜5時間(好ましくは2時間)硬化させる方法が好ましい態様として挙げられる。
組成物を穏やかな条件下で硬化させることによって、縮合反応の副生成物であるアルコールによって発泡するのを抑制することができる。
本発明の硬化物は、長期のLED(なかでも白色LED)による使用に対して、透明性を保持することができ、耐熱着色安定性、耐熱クラック性に優れる。
本発明の硬化物(硬化物の厚さが2mmである場合)は、JIS K0115:2004に準じ紫外・可視吸収スペクトル測定装置(島津製作所社製、以下同様。)を用いて波長400nmにおいて測定された透過率が、80%以上であるのが好ましく、85%以上であるのがより好ましい。
また、本発明の硬化物は、初期硬化の後耐熱試験(硬化物を150℃下に、10日間置く。)を行いその後の硬化物(厚さ:2mm)について、JIS K0115:2004に準じ紫外・可視スペクトル測定装置を用いて波長400nmにおいて測定された透過率が、80%以上であるのが好ましく、85%以上であるのがより好ましい。
本発明の硬化物は、その透過性保持率(耐熱試験後の透過率/初期硬化の際の透過率×100)が、70〜100%であるのが好ましく、80〜100%であるのがより好ましい。
本発明の硬化物は、LEDチップの封止材として使用することができる。
LEDチップは、その発光色について特に制限されない。例えば、青色、赤色、黄色、緑色、白色が挙げられる。
LEDチップは、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
また、本発明の硬化物は、ディスプレイ材料、光記録媒体材料、光学機器材料、光部品材料、光ファイバー材料、光・電子機能有機材料、半導体集積回路周辺材料等の用途に用いることができる。
次に、本発明の光半導体素子封止体について以下に説明する。
本発明の光半導体素子封止体は、LEDチップが本発明の硬化物で封止されているものである。
本発明の光半導体素子封止体に使用される硬化物は本発明の硬化物であれば特に制限されない。
また、本発明の光半導体素子封止体に使用されるLEDチップはその発光色について特に制限されない。
白色LEDの場合、例えば、青色LEDチップをイットリウム・アルミニウム・ガーネットのような蛍光物質を含有する色変換部材でコーティングしたもの、赤色、緑色および青色のLEDチップを用いるものが挙げられる。
また、本発明の組成物にイットリウム・アルミニウム・ガーネットのような蛍光物質を含有させて、これで青色LEDチップを封止することができる。
また、赤色、緑色および青色のLEDチップを用いる場合、それぞれのLEDチップを封止してこれら3色のLEDチップの封止体を使用すること、または3色のLEDチップをまとめて封止し1個の光源とすることができる。
LEDチップの大きさ、形状は特に制限されない。
LEDチップの種類は、特に制限されず、例えば、ハイパワーLED、高輝度LED、汎用輝度LED、白色LED、青色LEDが挙げられる。
本発明の光半導体素子封止体に使用される光半導体素子としては、LEDのほかに、例えば、有機電界発光素子(有機EL)、レーザーダイオード、LEDアレイが挙げられる。
本発明の光半導体素子封止体に使用される光半導体素子としては、例えば、光半導体素子がダイボンディングによってリードフレーム等に接着され、ワイヤボンディングによってリードフレーム等と接続された状態のものを使用することができる。
本発明の光半導体素子封止体に使用される硬化物は、光半導体素子を封止していればよい。本発明の光半導体素子封止体としては、例えば、硬化物が直接光半導体素子を封止している場合、砲弾型とする場合、表面実装型とする場合、複数の光半導体素子封止体の間を充填している場合が挙げられる。
本発明の光半導体素子封止体はその製造について特に制限されない。例えば、ポッティング法、トランスファー成形、インジェクション成形、スクリーン印刷法が挙げられる。
本発明の光半導体素子封止体について添付の図面を用いて以下に説明する。
図6は本発明の光半導体素子封止体の一例を模式的に示す上面図であり、図7は図6に示す光半導体素子封止体のA−A断面を模式的に示す断面図である。
図6において、600は本発明の光半導体素子封止体であり、光半導体素子封止体600は、LEDチップ601と、LEDチップ601を封止する硬化物603とを備える。
本発明の組成物は硬化物603に使用することができる。
図7において、Tは、硬化物603の厚さを示す。すなわち、Tは、LEDチップ601の表面上の任意の点605から、点605が属する面607に対して鉛直の方向に硬化物603の厚さを測定したときの値である。
本発明の光半導体素子封止体は、透明性を確保し、密閉性に優れるという観点から、その厚さ(図7におけるT)が0.1mm以上であるのが好ましく、0.5〜1mmであるのがより好ましい。
なお、図6、図7においてはリード、ワイヤは省略されている。
また、図7において、LEDチップ601がダイボンディングによってリードフレーム等に接着されている場合(図示せず。)、硬化物603は、LEDチップ601の底面以上の部分(図示せず。)となる。
本発明の光半導体素子封止体の一例として白色LEDを使用する場合について添付の図面を用いて以下に説明する。
図2は、本発明の光半導体素子封止体の一例を模式的に示す断面図である。
図3は、本発明の光半導体素子封止体の一例を模式的に示す断面図である。
なお、本発明の光半導体素子封止体は添付の図面に限定されない。
図2において、白色LED200は、基板210の上にセラミックのパッケージ204を有する。
パッケージ204には、内部に一段下がったキャビティー(図示せず。)が設けられている。キャビティー内には、青色LEDチップ203と色変換部材202とが配置されている。
青色LEDチップ203は、基板210上にマウント部材201で固定されている。
色変換部材202は、蛍光物質としてセリウムを付活したイットリウム・アルミニウム・ガーネットと透光性ポリイミド樹脂とを含有することができる。
青色LEDチップ203の各電極(図示せず。)とパッケージ204に設けられた外部電極209とは導電性ワイヤー207によってワイヤーボンディングさせている。
パッケージ204のキャビティー(図示せず。)は、硬化物206によって封止されている。
本発明の組成物は色変換部材202および/または硬化物206に使用することができる。
図3において、白色LED300は、ランプ機能を有する硬化物306の内部に基板310、青色LEDチップ303およびインナーリード305を有する。
基板310には、頭部に一段下がったキャビティー(図示せず。)が設けられている。キャビティー内には、青色LEDチップ303と色変換部材302とが配置されている。
青色LEDチップ303は、基板310上にマウント部材301で固定されている。
色変換部材302は、蛍光物質としてセリウムを付活したイットリウム・アルミニウム・ガーネットと透光性ポリイミド樹脂とを含有することができる。
青色LEDチップ303の各電極(図示せず。)と基板310およびインナーリード305とそれぞれ導電性ワイヤー307によってワイヤーボンディングさせている。
本発明の組成物は色変換部材302および/または硬化物306に使用することができる。
なお、図2、図3においてLEDチップを青色LEDチップとして説明したが、キャビティー内に赤色、緑色および青色の3色のLEDチップを配置することができる。この場合、色変換部材202、302は配置しなくともよい。色変換部材202、302の部分を本発明の組成物を用いて例えばポッティング法によって封止することができる。
本発明の光半導体素子封止体は、その製造について特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
本発明の光半導体素子封止体をLED表示器に利用する場合について添付の図面を用いて説明する。
図4は、本発明の光半導体素子封止体を用いたLED表示器の一例を模式的に示す図である。
図5は、図4に示すLED表示器を用いたLED表示装置のブロック図である。
なお、本発明の光半導体素子封止体が使用されるLED表示器、LED表示装置は添付の図面に限定されない。
図4において、LED表示器400は、白色LED401を筐体404の内部にマトリックス状に配置し、白色LED401を充填剤406で固定し、筐体404の一部に遮光部材405を配置して構成されている。
本発明の組成物は充填剤406として使用することができる。
図5において、LED表示装置500は、白色LED封止体を用いるLED表示器501を具備する。LED表示器501は、駆動回路である点灯回路などと電気的に接続される。駆動回路からの出力パルスによって種々の画像が表示可能なディスプレイ等とすることができる。駆動回路としては、入力される表示データを一時的に記憶させるRAM(Random、Access、Memory)504と、RAM504に記憶されるデータから個々の白色LEDを所定の明るさに点灯させるための階調信号を演算する階調制御回路(CPU)503と、階調制御回路(CPU)503の出力信号でスイッチングされて、白色LEDを点灯させるドライバー502とを備える。階調制御回路(CPU)503は、RAM504に記憶されるデータから白色LEDの点灯時間を演算してパルス信号を出力する。なお、本発明の光半導体素子封止体はカラー表示できる、LED表示器やLED表示装置に使用することができる。
本発明の光半導体素子封止体の用途としては、例えば、自動車用ランプ(ヘッドランプ、テールランプ、方向ランプ等)、家庭用照明器具、工業用照明器具、舞台用照明器具、ディスプレイ、信号、プロジェクターが挙げられる。
本発明の光半導体素子封止体は、その製造時またはLED(特に白色LED)としての使用時の発熱や光によって硬化物の透過率が低下しにくく透明性に優れ、硬化物が変色しにくく耐熱着色安定性に優れ、高屈性率、高硬度を有し、従来のシリコーン樹脂系封止材と比較して、光半導体素子との密着性に優れる。
また、本発明の組成物は、硬化時間、可使時間の長さが適切で硬化温度が低く硬化性に優れ、熱硬化性に優れ、1液型とすることができ、透明性、耐熱着色安定性、成形性に優れ、クラック、気泡が発生しにくく、機械的強度に優れる硬化物となる。
従来、LED封止用樹脂組成物に含有されるオルガノポリシロキサン化合物は、予め、2個のアルコキシ基を有するシラン化合物と3個以上のアルコキシ基を有するシラン化合物とを加水分解縮合させることによって得られるものであった。
本願発明者は、このようなオルガノポリシロキサン化合物を含有する組成物は、硬化時間が長く、硬化温度が高く、硬化しにくいことを見出した。
上述の従来のLED封止用樹脂組成物に含有されるオルガノポリシロキサン化合物の硬化反応においては、湿気硬化がその反応性に大きく寄与するものであった。このため、このようなオルガノポリシロキサン化合物を含有する組成物を硬化させる際あらゆる湿度の条件を考慮しかつ深部硬化させるには、結果的に硬化条件について、硬化時間を長くし硬化温度を高くすることが必要であると考えられる。
これに対して、本発明においては、直鎖状オルガノポリシロキサン化合物と架橋剤としてのシロキサン化合物との反応は、直鎖状オルガノポリシロキサン化合物のシラノール基とシロキサン化合物中のシラノール基またはアルコキシ基とが反応するものであり、このような反応の反応性は、湿度に大きく左右されることはなく、熱に大きく依存する。そして、本発明の組成物が硬化しうる硬化温度は上述のとおり80℃〜150℃と比較的低温であり、硬化性、特に低温での熱硬化性に優れるといえる。
さらに、反応系をオープンとし、一般的なLED用途での厚さ(例えば、0.1〜2mm程度)を有するように本発明の組成物を硬化させる場合には、直鎖状オルガノポリシロキサン化合物とシロキサン化合物とは、本願明細書に記載の硬化条件下において良好な深部硬化性を持って反応することができる。
また、本願発明者は、縮合触媒としてアルミニウム原子を含むものを使用する場合、可使時間を適切な長さとすることができることを見出した。
また、本願発明者は、縮合触媒として有機亜鉛化合物を使用する場合、耐熱着色安定性、貯蔵安定性(混合から24時間後の間に粘度がほとんど変わらず安定している。)に優れる組成物となることを見出した。
なかでも、縮合触媒がアルミニウムキレート化合物である場合、可使時間をより適切な適切な長さとすることができることを見出した。
なお、上記のメカニズムは本願発明者の推測であり、上記と異なるメカニズムであっての本願発明に含まれるものである。
以下に、実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。
1.評価
以下に示すように硬化性、透過率、耐熱着色安定性、クラック、粘度およびポットライフ、耐熱クラック性について評価した。結果を第1表、第2表に示す。
(1)初期硬化状態
下記に示す、硬化直後(初期)の硬化物(厚さが2mm。)についてそれぞれ目視で初期硬化状態を確認する。
(2)透過率評価試験
透過率評価試験は、下記に示す、硬化直後(初期)の硬化物および耐熱試験後の硬化物(いずれも厚さが2mm。)についてそれぞれ、JIS K0115:2004に準じ紫外・可視吸収スペクトル測定装置(島津製作所社製)を用いて波長400nmにおける透過率を測定する。
また、耐熱試験後の透過率の初期の透過率に対する保持率を下記計算式によって求める。
保持率(%)=(耐熱試験後の透過率)/(初期の透過率)×100
(3)耐熱着色安定性評価試験
耐熱試験後の硬化物について黄変したかどうかを目視で観察する。
(4)クラックの有無
硬化直後(初期)の硬化物についてそれぞれ目視でクラックの発生の有無を確認する。
(5)粘度およびポットライフ
組成物を25℃の条件下で混合した直後の粘度と、25℃の条件下で混合から24時間経過した後の粘度とを、E型粘度計を用いてRH35%、25℃の条件下で粘度を測定した。
また、初期粘度(25℃の条件下で混合した直後の粘度)に対する24時間後の粘度の相対値を求めポットライフを評価した。
ポットライフの評価基準としては、初期粘度に対する24時間後の粘度の相対値が1.2以下である場合を良好とする。
(6)硬化性
組成物を150℃の条件下で硬化させ、硬化性を評価した。
硬化性の評価基準は、組成物が混合後150℃で2時間以内の間に硬化した場合を「◎」、2時間を超え24時間未満の間に硬化した場合を「○」、24時間以上経過しても硬化しなかった場合を「×」とした。
(7)耐熱クラック性
組成物を150℃の条件下におきクラックの発生について観察した。
耐熱クラック性の評価基準は、組成物が150℃で硬化している間にクラックが起こった場合を「×」、組成物を150℃の条件下に置いてから200時間以内にクラックが起こった場合を「○」、組成物を150℃の条件下に置いてから200時間経過後1,000時間以内にクラックが起こらなかった場合を「◎」とした。
2.サンプルの作製
(1)サンプルの作製
サンプルの作製について添付の図面を用いて以下に説明する。
図1は、実施例において本発明の組成物を硬化させるために使用する型を模式的に表す断面図である。
まず、シリコンモールドのスーペーサー1(縦5cm、横5cm、高さ2mm)をガラス2、ガラス3(ガラス2、ガラス3の大きさはそれぞれ、縦10cm、横10cm、厚さ4mm)と、PETフィルム4、PETフィルム5とで挟む。ガラス2とスーペーサー1の間にPETフィルム4を、ガラス3とスーペーサー1の間にPETフィルム5をそれぞれを配置する。
次に、スーペーサー1の内部に組成物6を流し込み、ガラス2、ガラス3をジグ(図示せず。)で固定する。得られた型を型8とする。型8を用いて次のとおりサンプルの硬化を行い、組成物6を硬化させ、硬化物を型から外し、硬化物6(厚さ2mm)が得られる。
(2)サンプルの硬化
組成物が充填された型8を電気オーブンに入れて、第1表、第2表に示す硬化条件で組成物を加熱して硬化させ、厚さ2mmの硬化物を得た。
(3)サンプルの耐熱試験
製造から1日経過後の硬化物を150℃に設定されたオーブンに10日間置いた後取り出し、これを耐熱試験後の硬化物とする。
3.光半導体素子封止用組成物の調製
下記第1表、第2表に示す成分を同表に示す量(単位:質量部)で真空かくはん機を用いて均一に混合し組成物を調製した。
第1表に示されている各成分は、以下のとおりである。
・直鎖状オルガノポリシロキサン化合物1:商品名x−21−5841(重量平均分子量1,000)、信越化学工業社製
・直鎖状オルガノポリシロキサン化合物2:商品名KF−9701(重量平均分子量3,000)、信越化学工業社製
・直鎖状オルガノポリシロキサン化合物3:商品名ss−10(数平均分子量42,000)、信越化学工業社製
・エポキシシリコーン:エポキシ変性ポリシロキサン(商品名:KF101、信越化学工業社製)
・シロキサン化合物1:KBM503(分子量248、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製
・シロキサン化合物2:x−40−9246(重量平均分子量6,000、シリコーンアルコキシオリゴマー)、信越化学工業社製
・シロキサン化合物3:テトラエトキシシラン(分子量208)、多摩化学工業社製
・縮合触媒1:AL−CH(エチルアセトアセトナートアルミニウムジイソプロピルロピレート)、川研ファインケミカル社製
・縮合触媒2:テトラブトキシチタネート、松本交商社製
・カチオン重合触媒:BF3・Et2O(BF3エチルエテラート錯体、東京化成工業社製)
第1表に示す結果から明らかなように、比較例1は硬化性に劣った。また、比較例2は、耐熱試験後の透過率、保持率、耐熱着色安定性に劣った。
これに対して、参考例1〜6は、得られる硬化物は硬化性、透明性、耐熱試験後の透過率、耐熱着色安定性に優れ、硬化時間、可使時間が適切な長さとなる。
また、参考例1〜6は耐熱クラック性に優れ、硬化性に特に優れた。
第2表に示す成分の詳細について、縮合触媒3〜7以外は第1表に示す成分と同様である。縮合触媒3〜7の詳細は以下のとおりである。
・縮合触媒3:アルミニウムsec−ブチラート、川研ファインケミカル社製
・縮合触媒4:アルミニウムトリスアセチルアセトナート、川研ファインケミカル社製
・縮合触媒5:AF800(式(7)で表される環状アルミニウムオキサイドオクチレート)、川研ファインケミカル社製
・縮合触媒6:オクチル酸亜鉛、ホープ製薬社製
・縮合触媒7:亜鉛アセチルアセトナート、関東化学社製
第2表に示す結果から明らかなように、実施例1、参考例7〜10は、得られる硬化物は硬化性、透明性、耐熱試験後の透過率、耐熱着色安定性に優れ、硬化時間、可使時間が適切な長さとなった。
また、実施例1、参考例7〜10は耐熱クラック性に優れた。
第1表、第2表に示す結果から明らかなように、直鎖状オルガノポリジメチルシロキサン化合物3を使用した実施例1、参考例4、9、10は耐熱クラック性により優れた。
また、縮合触媒としてアルミニウムキレート、アルミニウム塩、亜鉛キレートを使用した実施例1、参考例4、10は硬化性により優れた。
図1は、実施例において本発明の組成物を硬化させるために使用する型を模式的に表す断面図である。 図2は、本発明の光半導体素子封止体の一例を模式的に示す断面図である。 図3は、本発明の光半導体素子封止体の一例を模式的に示す断面図である。 図4は、本発明の光半導体素子封止体を用いたLED表示器の一例を模式的に示す図である。 図5は、図4に示すLED表示器を用いたLED表示装置のブロック図である。 図6は、本発明の光半導体素子封止体の一例を模式的に示す上面図である。 図7は、図6に示す光半導体素子封止体のA−A断面を模式的に示す断面図である。
符号の説明
1 スーペーサー
2、3 ガラス
4、5 PETフィルム
6 組成物(硬化後硬化物6となる)
8 内部に組成物6が充填された型
200、300 白色LED
201、301 マウント部材
202、302 色変換部材
203、303 青色LEDチップ
204 パッケージ
206、306 硬化物
207、307 導電性ワイヤー
209 外部電極
210、310 基板
305 インナーリード
400、501 LED表示器
401 白色LED
404 筐体
405 遮光部材
406 充填剤
500 LED表示装置
502 ドライバー
501 LED表示器
503 階調制御手段(CPU)
504 画像データ記憶手段(RAM)
600 本発明の光半導体素子封止体
601 LEDチップ
603 硬化物
605 点
607 点605が属する面
T 硬化物603の厚さ

Claims (9)

  1. 1分子中に2個のシラノール基を有する直鎖状オルガノポリシロキサン化合物と、1分子中に3個以上のアルコキシ基またはシラノール基を有するシロキサン化合物と、縮合触媒とを含有し、
    前記縮合触媒が、アルミニウム塩であり、
    前記シロキサン化合物が、下記式(2)で表される化合物である、光半導体素子封止用組成物。
    Si(OR 1 n 2 4-n (2)
    [式(2)中、nは3または4であり、R 1 は水素原子または有機基であり、R 2 は有機基である。]
  2. 前記直鎖状オルガノポリシロキサン化合物が、下記式(1)で表されるポリジメチルシロキサン−α,ω−ジオールである請求項1に記載の光半導体素子封止用組成物。

    (式中、mは10〜15,000の整数である。)
  3. 前記直鎖状オルガノポリシロキサン化合物の分子量が、1,000〜1,000,000である請求項1又は2に記載の光半導体素子封止用組成物。
  4. 前記直鎖状オルガノポリシロキサン化合物の分子量が、6,000〜100,000である請求項1〜のいずれかに記載の光半導体素子封止用組成物。
  5. 前記シロキサン化合物の量が、前記直鎖状オルガノポリシロキサン化合物100質量部に対して、1〜30質量部である請求項1〜のいずれかに記載の光半導体素子封止用組成物。
  6. 前記縮合触媒の量が、前記直鎖状オルガノポリシロキサン化合物100質量部に対して、0.01〜10質量部である請求項1〜のいずれかに記載の光半導体素子封止用組成物。
  7. 請求項1〜のいずれかに記載の光半導体素子封止用組成物を硬化させることによって得られる硬化物。
  8. LEDチップが請求項に記載の硬化物で封止されている光半導体素子封止体。
  9. 前記硬化物の厚さが0.1mm以上である請求項に記載の光半導体素子封止体。
JP2008099811A 2007-04-06 2008-04-07 光半導体素子封止用組成物、その硬化物および光半導体素子封止体 Active JP5444631B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008099811A JP5444631B2 (ja) 2007-04-06 2008-04-07 光半導体素子封止用組成物、その硬化物および光半導体素子封止体

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007100394 2007-04-06
JP2007100394 2007-04-06
JP2008099811A JP5444631B2 (ja) 2007-04-06 2008-04-07 光半導体素子封止用組成物、その硬化物および光半導体素子封止体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008274272A JP2008274272A (ja) 2008-11-13
JP5444631B2 true JP5444631B2 (ja) 2014-03-19

Family

ID=40052644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008099811A Active JP5444631B2 (ja) 2007-04-06 2008-04-07 光半導体素子封止用組成物、その硬化物および光半導体素子封止体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5444631B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104583325A (zh) * 2013-08-02 2015-04-29 株式会社大赛璐 固化性树脂组合物及使用其的半导体装置

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5354511B2 (ja) * 2007-07-12 2013-11-27 日東化成株式会社 有機重合体用硬化触媒およびそれを含有する湿気硬化型有機重合体組成物
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
US8754181B2 (en) 2008-02-07 2014-06-17 Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. Silicone resin, process for producing the same, and curable resin composition comprising the same
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
JP5099911B2 (ja) * 2008-09-11 2012-12-19 日東電工株式会社 熱硬化性組成物及び光半導体装置
JP5188374B2 (ja) * 2008-12-02 2013-04-24 日東電工株式会社 マイクロレンズアレイ
EP2196503B1 (en) 2008-12-12 2015-02-18 Nitto Denko Corporation Thermosetting silicone resin composition, silicone resin, silicone resin sheet and use thereof
JP4877381B2 (ja) * 2008-12-16 2012-02-15 横浜ゴム株式会社 シラノール縮合触媒、加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体
US9051435B2 (en) 2008-12-16 2015-06-09 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Silanol condensation catalyst, heat-curable silicone resin composition for sealing photosemiconductors and sealed photosemiconductor using same
TWI487747B (zh) * 2009-02-09 2015-06-11 Arakawa Chem Ind 透明密封材組合物及光半導體元件
JP5560049B2 (ja) * 2009-06-17 2014-07-23 東京応化工業株式会社 ナノインプリント用組成物およびパターン形成方法
JP2011042760A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Nitto Denko Corp 熱硬化性シリコーン樹脂用組成物
JP5678592B2 (ja) * 2009-12-02 2015-03-04 横浜ゴム株式会社 加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体
JP5600937B2 (ja) * 2009-12-31 2014-10-08 横浜ゴム株式会社 加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体
JP4788837B2 (ja) * 2010-01-26 2011-10-05 横浜ゴム株式会社 シリコーン樹脂組成物およびその使用方法、シリコーン樹脂、シリコーン樹脂含有構造体、ならびに光半導体素子封止体
CN104060274A (zh) 2010-04-22 2014-09-24 日本化药株式会社 防银变色剂、防银变色树脂组合物、防银变色方法、及使用该防银变色剂的发光二极管
JP5728858B2 (ja) * 2010-09-10 2015-06-03 横浜ゴム株式会社 金属層の腐食防止方法、耐硫化性を有する、積層体、半導体発光装置およびシリコーン樹脂組成物
JP2012092240A (ja) * 2010-10-27 2012-05-17 Fujifilm Corp 硬化物の製造方法、半導体発光デバイスの製造方法、硬化物製造用キット、及び半導体発光デバイス封止物の製造用キット
JP5045861B2 (ja) * 2010-11-10 2012-10-10 横浜ゴム株式会社 熱硬化型シリコーン樹脂組成物、ならびに、これを用いて得られるシリコーン樹脂含有構造体および光半導体素子封止体
WO2012066998A1 (ja) * 2010-11-18 2012-05-24 横浜ゴム株式会社 熱硬化型シリコーン樹脂組成物、シリコーン樹脂含有構造体、光半導体素子封止体、および、シラノール縮合触媒
JP2012131985A (ja) * 2010-12-02 2012-07-12 Fujifilm Corp 硬化物製造用キット及び硬化物製造用組成物、並びにその使用
WO2012117822A1 (ja) * 2011-02-28 2012-09-07 横浜ゴム株式会社 加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体パッケージ
JP6057582B2 (ja) * 2011-08-02 2017-01-11 石塚硝子株式会社 Led用封止材料
JP6041511B2 (ja) * 2012-04-02 2016-12-07 石塚硝子株式会社 Led素子用接着剤
JP6347597B2 (ja) * 2013-12-05 2018-06-27 東京応化工業株式会社 シリカ系被膜形成用組成物及びこれを用いたシリカ系被膜の製造方法
KR102180945B1 (ko) * 2014-10-21 2020-11-19 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 Led용 봉지재 조성물
JP6084739B2 (ja) * 2016-05-26 2017-02-22 石塚硝子株式会社 Led素子用封止材料
WO2021196213A1 (en) * 2020-04-03 2021-10-07 Belgravia Wood Limited (Incorporated In Bvi) An led lamp with improved lead

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3277749B2 (ja) * 1995-04-03 2002-04-22 信越化学工業株式会社 シリコーンゲル組成物及びポッティング材
WO2005116159A1 (ja) * 2004-05-31 2005-12-08 Asahi Glass Company, Limited 封着材組成物、気密容器およびその製造方法
JP2006077234A (ja) * 2004-08-10 2006-03-23 Shin Etsu Chem Co Ltd Led素子封止用樹脂組成物および該組成物を硬化してなる硬化物
JP2006206700A (ja) * 2005-01-27 2006-08-10 Jsr Corp ポリシロキサン組成物およびその製造方法、それから得られるフィルムおよびその製造方法、ならびに封止材
WO2006080459A1 (ja) * 2005-01-31 2006-08-03 Asahi Glass Company, Limited 硬化性シリコーン樹脂組成物、それを用いた気密容器および電子部品
JP2006291018A (ja) * 2005-04-08 2006-10-26 Shin Etsu Chem Co Ltd Led素子封止用硬化性樹脂組成物
JP5034301B2 (ja) * 2005-04-15 2012-09-26 Jsr株式会社 高屈折材料形成用組成物およびその硬化体、ならびに高屈折材料形成用組成物の製造方法
JP2006336010A (ja) * 2005-05-02 2006-12-14 Jsr Corp シロキサン系縮合物およびその製造方法、ポリシロキサン組成物
JP2006348284A (ja) * 2005-05-20 2006-12-28 Jsr Corp シロキサン系縮合物およびその製造方法
JP4791083B2 (ja) * 2005-05-30 2011-10-12 信越化学工業株式会社 光関連デバイス封止用樹脂組成物およびその硬化物
JP2007270004A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Asahi Glass Co Ltd 硬化性シリコーン樹脂組成物、それを用いた透光性封止材および発光素子
JP2007270055A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Jsr Corp 多官能ポリシロキサンおよび金属酸化物微粒子含有ポリシロキサン組成物、ならびにそれらの製造方法
JP2008231400A (ja) * 2007-02-20 2008-10-02 Suzuka Fuji Xerox Co Ltd 光学素子用樹脂組成物及び硬化性樹脂組成物
JP5114971B2 (ja) * 2007-02-23 2013-01-09 横浜ゴム株式会社 発光素子用封止材組成物、その硬化物および発光素子封止体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104583325A (zh) * 2013-08-02 2015-04-29 株式会社大赛璐 固化性树脂组合物及使用其的半导体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008274272A (ja) 2008-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5444631B2 (ja) 光半導体素子封止用組成物、その硬化物および光半導体素子封止体
JP4877381B2 (ja) シラノール縮合触媒、加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体
US8669583B2 (en) Heat-curable silicone resin composition for sealing optical semiconductors, and a sealed optical semiconductor using the same
JP4788837B2 (ja) シリコーン樹脂組成物およびその使用方法、シリコーン樹脂、シリコーン樹脂含有構造体、ならびに光半導体素子封止体
JP5600869B2 (ja) 加熱硬化性光半導体封止用樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体
JP5555989B2 (ja) シリコーン樹脂組成物、これを用いるシリコーン樹脂および光半導体素子封止体
JP5600937B2 (ja) 加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体
US9051435B2 (en) Silanol condensation catalyst, heat-curable silicone resin composition for sealing photosemiconductors and sealed photosemiconductor using same
JP5114971B2 (ja) 発光素子用封止材組成物、その硬化物および発光素子封止体
JP2011127011A (ja) 光半導体装置用封止剤及びそれを用いた光半導体装置
JPWO2008153125A1 (ja) 光半導体素子用封止剤及び光半導体素子
JP2011219729A (ja) 加熱硬化性シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体
KR101332171B1 (ko) 열경화형 실리콘 수지 조성물, 및, 이것을 이용하여 얻어지는 실리콘 수지 함유 구조체 및 광반도체 소자 봉지체
JP5367336B2 (ja) 光拡散性シリコーン樹脂組成物
JP2012111850A (ja) シリコーン樹脂組成物、ならびに、これを用いて得られるシリコーン樹脂含有構造体および光半導体素子封止体
JP5678592B2 (ja) 加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体
WO2010098285A1 (ja) 光半導体装置用封止剤及びそれを用いた光半導体装置
JP4385078B1 (ja) 加熱硬化性光半導体封止用樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体
JP5407258B2 (ja) 接着性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体封止体
JP2011159912A (ja) 光半導体素子用封止剤及び光半導体装置
TWI634160B (zh) 有機矽金屬複合物、包括其之可固化有機聚矽氧烷組合物及包括此組合物的光學材料
JP2011178892A (ja) 光半導体素子用封止剤及びそれを用いた光半導体装置
JP2012184353A (ja) 加熱硬化性光半導体封止用シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる光半導体パッケージ
JP5435728B2 (ja) 光半導体封止体
JP2011178912A (ja) 光半導体装置用封止剤及びそれを用いた光半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110323

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120808

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120814

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131209

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5444631

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250