JP5789530B2 - Led用保護膜形成用キット、led用保護膜形成用組成物、led用保護膜を有する半導体発光デバイスおよび該半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
Led用保護膜形成用キット、led用保護膜形成用組成物、led用保護膜を有する半導体発光デバイスおよび該半導体デバイスの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5789530B2 JP5789530B2 JP2012009457A JP2012009457A JP5789530B2 JP 5789530 B2 JP5789530 B2 JP 5789530B2 JP 2012009457 A JP2012009457 A JP 2012009457A JP 2012009457 A JP2012009457 A JP 2012009457A JP 5789530 B2 JP5789530 B2 JP 5789530B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- led
- protective film
- silane compound
- general formula
- compound represented
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
- H01L2224/8592—Applying permanent coating, e.g. protective coating
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Description
そこで、このような問題を解決することを目的として、金属電極上にシラン化合物とビニルアルコールを構成単位として含有するポリマーにより保護膜を形成させ、金属電極の黒色化を防止することができる半導体発光デバイスが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、テトラアルコキシシラン化合物とアルキル基が置換したアルコキシシラン化合物を併用することが知られている(例えば、特許文献2、3参照)。
<1>少なくともビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーを含有するA液と、
シラン化合物、または該シラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物を含有するB液とを有し、該A液および該B液を混合して使用するLED用保護膜形成用キットであって、
該シラン化合物が、下記一般式(1)で表されるシラン化合物の少なくとも1種、および下記一般式(2)で表されるシラン化合物の少なくとも1種、からなり、
該ビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーの使用量(質量a)、該一般式(1)で表されるシラン化合物または該一般式(1)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物の使用量(質量b1)、ならびに該一般式(2)で表されるシラン化合物または該一般式(2)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物の使用量(質量b2)が下記式(A)および式(B)の関係をともに満たす、LED用保護膜形成用キット。
一般式(2) (R2)nSi(OR3)4−n
式(B) 0.15 ≦ a/(a+b1+b2) ≦ 0.60
<3>前記式(B)の範囲が、0.175〜0.60である、<1>または<2>に記載のLED用保護膜形成用キット。
<4>前記R2が、メチルである、<1>〜<3>のいずれか1項に記載のLED用保護膜形成用キット。
<5>前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載のLED用保護膜形成用キットによって形成されてなるLED用保護膜を有する、半導体発光デバイス。
<6>前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載のLED用保護膜形成用キットによってLED用保護膜を形成する工程を含む、半導体発光デバイスの製造方法。
該シラン化合物が、少なくとも下記一般式(1)で表されるシラン化合物の少なくとも1種、および下記一般式(2)で表されるシラン化合物の少なくとも1種、からなり、
該ビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーの使用量(質量a)、該一般式(1)で表されるシラン化合物または該一般式(1)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物の使用量(質量b1)、ならびに該一般式(2)で表されるシラン化合物または該一般式(2)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物の使用量(質量b2)が下記式(A)および式(B)の関係をともに満たす、LED用保護膜形成用組成物。
一般式(2) (R2)nSi(OR3)4−n
式(B) 0.15 ≦ a/(a+b1+b2) ≦ 0.60
<9>前記式(B)の範囲が、0.175〜0.60である、<7>または<8>に記載のLED用保護膜形成用組成物。
<10>前記R2が、メチルである、<7>〜<9>のいずれか1項に記載のLED用保護膜形成用組成物。
<11>前記<7>〜<10>のいずれか1項に記載のLED用保護膜形成用組成物によって形成されてなるLED用保護膜を有する、半導体発光デバイス。
<12>前記<7>〜<10>のいずれか1項に記載のLED用保護膜形成用組成物によってLED用保護膜を形成する工程を含む、半導体発光デバイスの製造方法。
最初に、シラン化合物、または該シラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物を説明する。
本発明で使用するシラン化合物、または該シラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物は、LED用保護膜を構成する化合物であり、後述するビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーとのゾル−ゲル反応により硬化させてLED用保護膜を形成させる際に用いられる化合物である。
上記シラン化合物、または該シラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物は、本発明においては、下記一般式(1)で表されるシラン化合物、または下記一般式(1)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物の少なくとも1種と、下記一般式(2)で表されるシラン化合物、または下記一般式(2)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物を組み合わせて使用する。
一般式(2) (R2)nSi(OR3)4−n
すなわち、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表される化合物とは異なった化合物である。
一般式(1)において、R1におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖もしくは分岐のアルキル基で、炭素数は1〜3が好ましく、1または2がより好ましい。R1におけるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、5−ペンチルが挙げられる。R1は、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましく、メチル、エチルがさらに好ましく、エチルが最も好ましい。
ここで、4個のR1は互いに同じでも異なっていてもよいが、4個とも炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、4個とも同じアルキル基がさらに好ましい。
一般式(1)で表されるシラン化合物の縮合物の場合、例えば、下記一般式(1A)で表される。
一般式(2)で表されるシラン化合物において、R2は無置換のアルキル基を表す。
R 2 はメチルが最も好ましい。
R3は、一般式(1)におけるR1における好ましい基が好ましく、なかでもメチル、エチルが好ましく、特にエチルが好ましい。
nは1または2を表すが、このましくは1である。
ここで、nが2の場合、2個のR2は互いに同一でも異なってもよいが、好ましくは同じ基で有る。また複数のR3は互いに同一でも異なってもよいが、好ましくはこれらが同じ基である。
例えば、nが1の場合、下記一般式(2A)、nが2以上の場合、下記一般式(2B)で表される。
本発明においては、前記のシラン化合物、または該シラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物とともに、ビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーを少なくとも1種使用する。
該ビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーは、前記LED用保護膜を構成する樹脂であり、前記シラン化合物、または前記シラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物とのゾル−ゲル反応により硬化させてLED用保護膜を形成させる際に用いられる樹脂である。
本発明においては、ビニルアルコールの単独重合体であるポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールと他の不飽和炭素−炭素二重結合を有する化合物との共重合体であっても構わない。他の不飽和炭素−炭素二重結合を有する化合物としては、例えば、エチレン、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸アミド、スチレン、ブタジエン等が挙げられ、例えば、エチレン・ビニルアルコール共重合体、メチルメタアクリルレート・ビニルアルコール共重合体、アクリルアミド・ビニルアルコール共重合体等の変性ポリビニルアルコールが挙げられる。ここで、ビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーは、少なくともポリビニルアルコールから得られる繰り返し単位を50モル%以上有するポリマーが好ましく、70モル%以上有するポリマーがより好ましい。
上記ポリマーのうち、本発明においては、ポリビニルアルコールやエチレン・ビニルアルコール共重合体が好ましく、中でもポリビニルアルコールが、ガスバリア性に優れる点で好ましい。
本発明においては、前記一般式(1)で表されるシラン化合物、または前記一般式(1)のシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物を使用するものである。前記一般式(1)のシラン化合物として1種または2種以上を使用することができる。また同様に、前記一般式(2)で表されるシラン化合物、または前記一般式(2)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物を使用するものである。前記一般式(2)のシラン化合物として1種または2種以上を使用することができる。また、ビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーは1種または2種以上を使用することができ、他のポリマーと併用しても構わないが、ビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーのみ使用することが好ましい。
式(B) 0.15 ≦ a/(a+b1+b2) ≦ 0.60
前述のLED用保護膜は、A液とB液を混合して使用するLED用保護膜形成用キットで形成することができる。
すなわち、本発明の一形態は、LED用保護膜形成用キットであり、少なくともビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーを含有するA液と、前記一般式(1)で表されるシラン化合物、または前記一般式(1)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物と、前記一般式(2)で表されるシラン化合物、または前記一般式(2)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物を含有するB液とを有し、これらを混合してLED用保護膜を形成するキットである。
この式(B)を満足できるならば、前記A液に含有するビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーの含有量はどのような含有量でも構わない。
本発明においては、前記A液中のビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーの含有量は0.000001質量%〜30質量%が好ましく、0.00001質量%〜3質量%がより好ましく、0.0001質量%〜1質量%が特に好ましい。この含有量が、0.000001質量%未満であると、硬化時においてLEDの保護に十分な膜厚が確保できないことがあり、30質量%を超えると、溶液の粘度が高く溶液としての取り扱いが困難となることがある。一方、この含有量が上記の好ましい範囲であると、溶液としての取り扱いの容易さ、LED用保護膜の適切な厚みとなる点で有利である。
溶媒は、前記LED用保護膜を作製する際のゾル−ゲル反応の溶媒として用いる。
また、溶媒は、ゾル液中の各成分を均一に混合させ、LED用保護膜中に含まれる組成物の固形分調整をすると同時に、種々の塗布方法に適用できるようにし、組成物の分散安定性及び保存安定性を向上させる。
本発明においては、加水分解を促進するために水、例えば純水、を使用することが好ましく、少なくとも上記A液とB液を混合した混合液中に、10〜80質量%含有するのが好ましい。またこれを達成するのに、上記A液および/またはB液中に、10〜80質量%含有するのが好ましく、上記有機溶媒と併用することが好ましい。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機フィラー、無機蛍光体等が好適に挙げられ、また、老化防止剤、ラジカル禁止剤、紫外線吸収剤、接着性改良剤、難燃剤、界面活性剤、保存安定性改良剤、オゾン劣化防止剤、光安定剤、増粘剤、可塑剤、カップリング剤、酸化防止剤、防腐剤、熱安定剤、導電性付与剤、帯電防止剤、放射線遮断剤、核剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、金属不活性化剤、物性調整剤等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明においては、必ずしも必須ではないが、硬化反応を促進するため、この触媒を含有してもよい。硬化触媒としては酸触媒が好ましく、LED用保護膜を作製する際のゾル−ゲル反応時における加水分解及び脱水縮合反応における触媒である。
これらの中でも、塩酸、酢酸が、入手の容易さ、揮発して前記LED用保護膜中に残存しない点で好ましい。
本発明のLED用保護膜形成キットの使用形態としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、LED用保護膜形成キットのA液とB液を、混合機により混合することが好ましく、例えば48時間以内に使用(塗布)することが好ましい。
前述のLED用保護膜は、本発明の別の形態として、少なくともビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーと、前記一般式(1)で表されるシラン化合物、または前記一般式(1)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物と、前記一般式(2)で表されるシラン化合物、または前記一般式(2)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物とを含有する組成物により形成することができる。
具体的には、前記LED用保護膜形成用キットのように、前記A液とB液を混合することで得ることもできるし、A液とB液の混合でなく、最初から個々の成分を加えて、組成物とすることもできる。また、酸触媒のみを組成物を使用する直前に、組成物中に混合して、LED用保護膜を形成することもできる。
個々の含有する成分は、LED用保護膜形成用キットで記載された成分、その成分の含有量が適用される。
本発明において、LED用保護膜は、前記LED用保護膜形成用キットまたは前記LED用保護膜形成用組成物を用いて形成される。
LED用保護膜を製造する際の保護膜の硬化について説明する。
本発明で使用するシラン化合物を反応、例えば酸触媒存在下で反応させると、例えば、シリル原子に結合したアルコキシ基が加水分解により脱アルコールされて水酸基となる。次いで、この生じた水酸基と、前記ビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーの水酸基もしくは水酸基以外の水素結合形成が可能な基を有する場合はこの基(例えば、アミノ基のような塩基性の基、カルボニル基を部分構造に有する場合はこのカルボニル基の酸素原子、部分構造にエーテル結合を有する場合は、この酸素原子等)、との間に水素結合が形成されることにより、または、生じた水酸基と、ビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーの水酸基とが脱水縮合することにより、または、シリル原子に結合したアルコキシ基と、ビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーの水酸基とが直接、アルコキシ交換することで、安定なシロキサン結合が形成される。こうして3次元的に縮合された保護膜(硬化物)が形成される。
LED用保護膜は、前記のLED保護膜で述べたようにして製造することができるが、さらに詳細には、以下の通りである。
LED用保護膜を形成する工程は、前記LED用保護膜形成キットで得られた混合物や前記LED用保護膜形成用組成物により得られた脱水縮合物を用いて目的とする部位に封入乃至塗布するコーティング手段と、このコーティングされた脱水縮合物を硬化する硬化手段とを有することが好ましい。なお、A液とB液の混合等の混合は、例えば、ミキサー(株式会社シンキー製 あわとり練太郎)、スターラーと攪拌子を用いて行うことができる。
コーティング手段は、上記脱水縮合物を用いて目的とする部位に封入乃至塗布する手段である。
このコーティング方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、この脱水縮合物を適応させる発光素子(LED)の形状に応じて塗布および/または注入などを行って溶液を封入して塗布する方法(図2参照)や、脱水縮合物を封止材の表面に塗布する方法等があり、その手法としては、例えば、圧力注入法、インクジェット法等があり、具体的には、スプレーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、スピンコート法等により塗布することができる。
脱水縮合物を封入する方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、注射針、マイクロピペット等により封入する方法等が挙げられる。
脱水縮合物の塗布乃至封入量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、目的とする平均膜厚となるように添加する量が好ましい。
硬化手段は、コーティングされた脱水縮合物を硬化する手段であり、硬化する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、風乾による硬化方法、加熱による硬化方法等が挙げられる。
風乾による硬化方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、室温放置、乾燥機等により風乾する方法等が挙げられる。
加熱による硬化方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、50℃以上100℃未満の領域で加熱する第1加熱と、100℃以上180℃以下の領域で加熱する第2加熱を行うことが好ましい。
第1加熱は、前記LED用保護膜形成キットで得られた混合物や前記LED用保護膜形成用組成物を、50℃以上100℃未満の領域での加熱であり、加水分解により生成されたアルコールを気化し、残留溶媒、溶存水蒸気による発泡を防ぐための加熱である。なお、第1加熱により、前記脱水縮合反応を一部進めてもよい。
第2加熱は、100℃以上180℃以下の領域で加熱する工程であり、脱水縮合物を硬化させるための工程である。第1加熱において低温で硬化させた後、第2加熱において高温で追硬化することによって、膜中の残存水分を蒸発させるとともに、得られるLED用保護膜中に内部応力が発生しにくく、クラックや剥離が低減される。
本発明の半導体発光デバイスは、金属電極と、該金属電極に電気的に接続された半導体チップと、該金属電極および該半導体チップの少なくとも一部を保護する前記LED用保護膜とを有し、更に必要に応じて封止材等の部材を有する。
金属電極としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、銀メッキ電極(銀でメッキされた電極)が、金よりコストが低く、電気伝導性、反射率の優れる点で好ましい。この金属電極としては、図1〜図3で示す金属電極兼リフレクタ5のような形態を有してもよい。
半導体チップとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、紫外から赤外域までどのような波長の光を発するものを用いてもよく、例えば、窒化ガリウム系の半導体チップなどが挙げられる。この半導体チップとしては、市販品を用いることができ、例えば、サファイおよび窒化ガリウム(GaN)系の青色LEDチップ(Genelite製)等が挙げられる。半導体チップの形態としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、図1〜図3で、LEDチップ3として示すように、LEDパッケージ2に、シリコーン系のダイボンディングペースト3で固定され、金製のワイヤーボンド1で接続された半導体チップ4のような形態を有してもよい。
封止材としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられるが、この封止材と前記LED用保護膜との界面における接着性の良好の観点から、末端シラノール基ポリジメチルシロキサン(PDMS)とテトラエトキシシラン(TEOS)とからなる封止材が好ましい。
本発明の半導体発光デバイスは、前記LED用保護膜を形成する工程を含み、更に必要に応じて他の工程を行うことで製造できる。なお、LED用保護膜を形成する工程は、半導体発光デバイスを個片化(ダイシング)する前に行ってもよく、基板に実装した後に個別に行ってもよい。
LED用保護膜を形成する工程以外の工程としては、例えば、前述のような、前記LED用保護膜形成キットで得られた混合物や前記LED用保護膜形成用組成物を封入および/または風乾後に封止材(封止樹脂)を成形する工程に加えて、前記加熱工程の後に得られた半導体発光デバイスに対し必要に応じて各種の後処理をする工程等が挙げられる。この後処理する工程としては、例えば、前記透明封止樹脂(封止材)部との密着性の改善のための表面処理する工程、反射防止膜の作製する工程、光取り出し効率向上のための微細凹凸面の作製する工程等が挙げられる。
ビニルアルコールの繰り返し単位を有するポリマーの使用比率の効果を以下の実験1〜10により調べた。
<LED用保護膜の形成>
以下に示す実験では、下記のようにA液およびB液をそれぞれ調整してLED用保護膜作製用キットを作製した。A液には、ビニルアルコールの繰り返し単位を有するポリマーを加えて調製し、B液には、前述の一般式(1)で表されるシラン化合物、一般式(2)で表されるシラン化合物を加えて調製し、これらのA液とB液を混合して評価用ベースフイルムおよび評価用LEDパッケージサンプルにコートした後、加熱硬化して、LED用保護膜が形成された評価用ベースフイルムサンプルおよび評価用LEDパッケージサンプル(評価用半導体発光デバイスサンプル)を作製した。
ここで、LED用保護膜中に含有する一般式(1)で表されるシラン化合物、一般式(2)で表されるシラン化合物の繰り返し単位を有するポリマーの合計固形分質量が同量となるようにA液とB液を混合してLED用保護膜を形成した。
大気環境下25℃に、固形分濃度が2.5質量%となるように、純水/2−プロパノール(質量比0.6/1)をガラスバイアル瓶に添加し、回転子を用いて攪拌(300rpm)させながら、下記表1に示すビニルアルコールの繰り返し単位を有するポリマー溶液(固形分含有量で7質量%)をスポイトにてガラスバイアル瓶に添加し、回転子を用いて1時間攪拌(300rpm)してA液を調製した。
なお、上記ビニルアルコールの繰り返し単位を有するポリマー溶液(固形分含有量で7質量%)は、以下の手順で調製した。まず、ビニルアルコールの繰り返し単位を有するポリマー(PVA−124C(クラレ株式会社製))7.28gを秤量し、ガラスバイアル瓶に添加した。続いて、2−プロパノールを32.92gおよび純水を63.71g添加し、80℃のウォーターバスで加熱しながら2時間攪拌することにより調製した。
大気環境下25℃にて下記表1に示す一般式(1)で表されるシラン化合物および一般式(2)で表されるシラン化合物を表1に記載の使用量の比率関係になる質量部をガラスバイアル瓶に添加し、さらに純水/2−プロパノール(質量比65/35)により、固形分濃度が28質量%となるように添加し、回転子を用いて1時間攪拌(300rpm)することでB液を調製した。
前記B液に対して前記A液を添加し、回転子を用いて2時間攪拌(300rpm)して評価用ガラス及び評価用ベースフイルムのコーティング材料を作製した。
また、評価用LEDパッケージのコーティング材料は、一般式(1)で表されるシラン化合物、一般式(2)で表されるシラン化合物およびビニルアルコールの繰り返し単位を有するポリマーとのゾルゲル反応および脱水縮合反応が理論的に完全に起こった際に、乾燥時コーティング膜厚が4μm程度となるようにA液とB液の混合液に、純水/2−プロパノール(質量比65/35)を添加した後、回転子を用いて2時間攪拌(300rpm)することにより得た。
表面に酸素プラズマ処理(O2:70sccm、80W、60sec、100Pa)を施したシクロオレフィンポリマーのベースフイルム(商品名「ゼオノアフィルム」、日本ゼオン社製)に、下記表1に記載の一般式(1)で表されるシラン化合物、一般式(2)で表されるシラン化合物およびビニルアルコールの繰り返し単位を有するポリマーの使用量が表1に記載の関係になるような、A液とB液の混合液を、ワイヤレスバー(D−bar、OSG社製)を用いて膜厚が乾燥状態で0.7μmとなるように塗布した。塗布後のベースフイルムをオーブンに入れ、120℃で30分間加熱することにより、LED用保護膜が形成された評価用ベースフイルムサンプルを作製した。
発光素子を実装するためのLEDパッケージとして市販の銀メッキ電極LEDパッケージ(KD−LA9R48、京セラ社製)を用い、発光素子として市販の610μm角青色LEDチップ(B2424CCD0、ジェネライツ社製)を用いた。発光素子とパッケージとをシリコーン系ダイボンド材で固定した後、金製のボンディングワイヤで接続した(図1参照)。
発光素子が実装されたLEDパッケージの凹み部に、評価用LEDパッケージのA液とB液を混合して得られた表1に記載の使用化合物および使用量のコーティング材料を、1,000μL用マイクロピペットチップの先端部を用いて、LEDパッケージを水平方向から見た時に液面がパッケージ上面と同じ高さとなるように適量滴下(ポッティング)した(図2参照)。その後室温にて30分間放置し、評価用LEDパッケージのコーティング材料によりコーティングされたLEDパッケージをオーブンに入れ85℃で2時間加熱した後、150℃で4時間加熱することにより、LED用保護膜が形成された評価用LEDパッケージサンプル(評価用半導体発光デバイスサンプル)を作製した(図3参照)。
実験1〜10で作製した評価用ベースフイルムサンプル、および評価用LEDパッケージサンプル(評価用半導体発光デバイスサンプル)について、ガスバリア性、高温時透明性、クラック性および耐候性を評価すべく、下記の方法で、酸素透過率(ガスバリア性)、硫黄試験相対発光量(ガスバリア性とクラック)、加熱試験後相対発光量(高温時透明性)、クラック発生素子数(クラック発生率)、紫外線暴露後透過率(耐候性)を評価した。
上記各評価用ベースフイルムサンプルを用いて、各塗布膜を酸素透過率測定装置(登録商標「OX−TRAN」 MOCON社製)にて、25℃、相対湿度約0%における酸素透過率を測定し、以下のランクで評価した。ここで評価A、Bが合格レベルである。
[評価]
A:10cc/m2・day・atm未満
B:10cc/m2・day・atm以上100cc/m2・day・atm未満
C:100cc/m2・day・atm以上もしくは測定不可(装置オーバーフロー)
なお、上記Cランクはクラックによる測定不可も含む。
実装時の硫黄バリア性を評価するため、各評価用LEDパッケージサンプルを、初期発光量測定の後、硫黄粉末6gを封入したオーブン(DK340S(容積20L)、ヤマト科学社製)を用いて、80℃にて15時間加熱し、硫黄バリア性の評価を行った。発光量評価には、浜松ホトニクス社製外部量子効率測定装置C9920−12を用い、加熱後の各サンプルの全光束を測定した。なお、各サンプルにおける初期全光束を100%として規格化し、硫黄暴露後の各サンプルにおける発光量を算出した。ここで、評価A、Bが合格レベルである。
[評価]
A:80%以上
B:60%以上80%未満
C:60%未満
高温時での透明性を評価するため、各評価用LEDパッケージサンプルを、初期発光量測定の後、150℃オーブンにて500時間加熱し、耐熱性の評価を行った。評価には上記外部量子効率測定装置を用い、加熱後の各サンプルの全光束を測定した。なお各サンプルにおける初期全光束を100%として規格化し、加熱後の各サンプルにおける発光量を算出した。ここで、評価A、Bが合格レベルである。
[評価]
A:80%以上
B:40%以上80%未満
C:40%未満
封止前の各評価用LEDパッケージにA液とB液を混合したコーティング液を封入し、加熱乾燥後の外観を光学顕微鏡で目視検査を行った。ここで、評価AおよびBが合格レベルである。
[評価]
A:50個中クラック数0個
B:50個中クラック数10個未満
C:50個中クラック数10個以上
評価用LEDパッケージサンプルを、初期発光量測定の後、メタルハライド照射装置(MV−3000 スガ試験機製)にて500時間紫外可視光を照射(0.40kW/m2)し、耐候性の評価を行った。評価には上記外部量子効率測定装置を用い、加熱後の各サンプルの全光束を測定した。なお各サンプルにおける初期全光束を100%として規格化し、照射後の各サンプルにおける発光量を算出した。ここで、評価AおよびBが合格レベルである。
[評価]
A:80%以上
B:60%以上80%未満
C:60%未満
メチルトリエトキシシランの使用比率の効果を以下の実験11〜16により調べた。
実施例1と同様にして、下記表3の組合せで、A液、B液を調製し、各化合物が下記表3の比率で含有するLED用保護膜を形成し、実施例1と同様な方法で評価を行った。
なお、下記表3において、TEOSはテトラエトキシシラン、MeTEOSはメチルトリエトキシシランであり、PVAはポリビニルアルコールのPVA−124C(クラレ株式会社製)である。
得られた結果を下記表4にまとめて示す。
一般式(2)で表されるシラン化合物がメチルトリエトキシシラン以外のシラン化合物の場合、一般式(2)で表されるシラン化合物を使用しない場合の効果を以下の実験17〜23により調べた。
なお、実験20〜23では、形成されたLED用保護膜に含有する、一般式(1)で表されるシラン化合物とビニルアルコールの繰り返し単位を有するポリマーの合計の固形分量を実験1〜19を1質量部とした場合、表5に記載のように、0.833質量、0.9833質量、0.7328質量とした。
なお、下記表5において、TEOSはテトラエトキシシラン、TMOSはテトラメトキシシラン、DMDESはジメチルジエトキシシラン、GPTMSはγ−グリシドプロピルトリメトキシシランであり、PVAはポリビニルアルコールのPVA−124C(クラレ株式会社製)であり、EVOHは、ポリエチレンビニルアルコールのソアノールD2908(日本合成化学社製)である。
得られた結果を下記表6にまとめて示す。
これに対し、式(A)の関係を満たすが式(B)の関係を満たさない実験20は、硫黄試験相対発光量およびUV暴露後透過率がともに、本発明におけるレベルを達成することができなかった。
また、実験21〜23から明らかなように、特開2010−7013号公報で開示されているように、テトラアルコキシシラン化合物を単独で使用した場合、実験21、23のように、式(B)の関係を満たしたとしても本発明における評価項目のいずれかが目標レベルに達しないことがわかる。
すなわち、高温保管時の透明性と、酸素、水蒸気、空気中の硫黄化合物等のガスバリア性を両立し、コーティング膜のクラックの発生を抑制し、かつ耐光性に優れたLED用保護膜を有する半導体発光デバイスを得ることができることがわかる。
2 LEDパッケージ
3 ダイボンディングペースト
4 LEDチップ
5 電極兼リフレクタ(銀メッキ)
Claims (12)
- 少なくともビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーを含有するA液と、
シラン化合物、または該シラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物を含有するB液とを有し、該A液および該B液を混合して使用するLED用保護膜形成用キットであって、
該シラン化合物が、下記一般式(1)で表されるシラン化合物の少なくとも1種、および下記一般式(2)で表されるシラン化合物の少なくとも1種、からなり、
該ビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーの使用量(質量a)、該一般式(1)で表されるシラン化合物または該一般式(1)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物の使用量(質量b1)、ならびに該一般式(2)で表されるシラン化合物または該一般式(2)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物の使用量(質量b2)が下記式(A)および式(B)の関係をともに満たす、LED用保護膜形成用キット。
一般式(1) Si(OR1)4
一般式(2) (R2)nSi(OR3)4−n
(一般式(1)中、R1は水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表す。一般式(2)中、R2は無置換のアルキル基を表し、R3は水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表す。nは1または2を表す。ここで、4個のR1は互いに同一でも異なってもよく、nが2の場合、2個のR2は互いに同一でも異なってもよい。また複数のR3は互いに同一でも異なってもよい。)
式(A) 0.45 ≦ b1/(b1+b2) ≦ 0.95
式(B) 0.15 ≦ a/(a+b1+b2) ≦ 0.60 - 前記式(A)の範囲が、0.45〜0.85である、請求項1に記載のLED用保護膜形成用キット。
- 前記式(B)の範囲が、0.175〜0.60である、請求項1または2に記載のLED用保護膜形成用キット。
- 前記R2が、メチルである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のLED用保護膜形成用キット。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のLED用保護膜形成用キットによって形成されてなるLED用保護膜を有する、半導体発光デバイス。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のLED用保護膜形成用キットによってLED用保護膜を形成する工程を含む、半導体発光デバイスの製造方法。
- 少なくともビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーと、シラン化合物または該シラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物とを含有するLED用保護膜形成用組成物であって、
該シラン化合物が、少なくとも下記一般式(1)で表されるシラン化合物の少なくとも1種、および下記一般式(2)で表されるシラン化合物の少なくとも1種、からなり、
該ビニルアルコールから得られる繰り返し単位を有するポリマーの使用量(質量a)、該一般式(1)で表されるシラン化合物または該一般式(1)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物の使用量(質量b1)、ならびに該一般式(2)で表されるシラン化合物または該一般式(2)で表されるシラン化合物とその加水分解物および縮合物との混合物の使用量(質量b2)が下記式(A)および式(B)の関係をともに満たす、LED用保護膜形成用組成物。
一般式(1) Si(OR1)4
一般式(2) (R2)nSi(OR3)4−n
(一般式(1)中、R1は水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表す。一般式(2)中、R2は無置換のアルキル基を表し、R3は水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表す。nは1または2を表す。ここで、4個のR1は互いに同一でも異なってもよく、nが2の場合、2個のR2は互いに同一でも異なってもよい。また複数のR3は互いに同一でも異なってもよい。)
式(A) 0.45 ≦ b1/(b1+b2) ≦ 0.95
式(B) 0.15 ≦ a/(a+b1+b2) ≦ 0.60 - 前記式(A)の範囲が、0.45〜0.85である、請求項7に記載のLED用保護膜形成用組成物。
- 前記式(B)の範囲が、0.175〜0.60である、請求項7または8に記載のLED用保護膜形成用組成物。
- 前記R2が、メチルである、請求項7〜9のいずれか1項に記載のLED用保護膜形成用組成物。
- 請求項7〜10のいずれか1項に記載のLED用保護膜形成用組成物によって形成されてなるLED用保護膜を有する、半導体発光デバイス。
- 請求項7〜10のいずれか1項に記載のLED用保護膜形成用組成物によってLED用保護膜を形成する工程を含む、半導体発光デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012009457A JP5789530B2 (ja) | 2012-01-19 | 2012-01-19 | Led用保護膜形成用キット、led用保護膜形成用組成物、led用保護膜を有する半導体発光デバイスおよび該半導体デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012009457A JP5789530B2 (ja) | 2012-01-19 | 2012-01-19 | Led用保護膜形成用キット、led用保護膜形成用組成物、led用保護膜を有する半導体発光デバイスおよび該半導体デバイスの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013147577A JP2013147577A (ja) | 2013-08-01 |
JP5789530B2 true JP5789530B2 (ja) | 2015-10-07 |
Family
ID=49045412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012009457A Expired - Fee Related JP5789530B2 (ja) | 2012-01-19 | 2012-01-19 | Led用保護膜形成用キット、led用保護膜形成用組成物、led用保護膜を有する半導体発光デバイスおよび該半導体デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5789530B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000063753A (ja) * | 1998-08-20 | 2000-02-29 | Jsr Corp | コーティング用組成物およびコーティングフィルム |
JP2005029680A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Tokuyama Corp | ガスバリア性フィルム |
JP2009173718A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Jsr Corp | 金属コート材、および発光装置 |
JP5195084B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2013-05-08 | Jsr株式会社 | 金属表面用コート材および発光装置、並びに金属表面保護方法 |
-
2012
- 2012-01-19 JP JP2012009457A patent/JP5789530B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013147577A (ja) | 2013-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI665293B (zh) | 聚矽氧系密封材料組成物及半導體發光裝置 | |
TWI535792B (zh) | Led封裝材料 | |
US20110248314A1 (en) | Silanol condensation catalyst, heat-curable silicone resin composition for sealing photosemiconductors and sealed photosemiconductor using same | |
CN105038233B (zh) | 树脂组合物及其制造方法 | |
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 | |
JP2012255125A (ja) | 熱硬化性樹脂組成物、半導体デバイス用部材、及びそれを用いた半導体デバイス | |
JP2011068791A (ja) | 被覆蛍光体及びled発光装置 | |
JP6694568B2 (ja) | 硬化性樹脂組成物、および光半導体装置 | |
JP2016008246A (ja) | 透明封止材用組成物、硬化物、透明封止材及び発光ダイオード | |
JP2012241059A (ja) | 熱硬化性樹脂組成物、半導体デバイス用部材、及びそれを用いた半導体デバイス | |
WO2012090961A1 (ja) | 発光装置、発光装置の製造方法、及び、塗布液 | |
JP2012256648A (ja) | 金属電極保護膜作製用キット、金属電極保護膜及びその製造方法、並びに半導体発光デバイス及びその製造方法 | |
US10344131B2 (en) | Method of manufacturing condensation-curable silicone resin composition sheet, and method of manufacturing light-emitting apparatus | |
JP5789530B2 (ja) | Led用保護膜形成用キット、led用保護膜形成用組成物、led用保護膜を有する半導体発光デバイスおよび該半導体デバイスの製造方法 | |
JP2013057000A (ja) | 熱硬化性樹脂組成物、半導体デバイス用部材、及びそれを用いた半導体発光デバイス | |
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 | |
KR100997286B1 (ko) | 반도체 발광 장치의 제조 방법 | |
WO2016024604A1 (ja) | 無機微粒子含有ポリシルセスキオキサン組成物およびその製造方法、ならびに発光装置およびその製造方法 | |
JP6244851B2 (ja) | 熱硬化性シリコーン組成物および熱硬化性シリコーン組成物を与える液 | |
WO2012073899A1 (ja) | 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 | |
JP5560982B2 (ja) | シラノール縮合触媒、光半導体封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物およびこれを用いる封止体 | |
JP2012124417A (ja) | 硬化物、並びに半導体発光デバイス及びその製造方法 | |
JP2013209560A (ja) | 加熱硬化性樹脂組成物および半導体封止材 | |
US9954152B2 (en) | Method for producing semiconductor light-emitting device | |
JP2012255050A (ja) | 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 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140422 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150210 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150331 |
|
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: 20150714 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150803 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5789530 Country of ref document: JP 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 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |