JP5931767B2 - 光反射材料用硬化性樹脂組成物、該組成物の硬化物、該組成物の硬化物からなるリフレクター及びこれを用いた光半導体デバイス - Google Patents
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Description
従来の表面実装型の光半導体装置は、例えば特許文献1のように、光半導体素子を搭載するためのパッドを兼ねた第1のリード、及び第2のリードを有し、各リードを支持し、かつ光半導体素子への通電により得られた光を効果的に反射する役割を担う樹脂成型体(リフレクター)を備えた構造を有している。
(A)下記一般式(1)で表される構造を有する化合物:
(B)下記平均組成式(2)で表される構造を有し、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有する化合物:
R3 aHbSiO(4−a−b)/2 (2)
(式中、R3は、互いに同一又は異種の非置換もしくは置換の、ケイ素原子に結合した一価炭化水素基(但し、脂肪族不飽和基を除く)であり、a及びbは、0.7≦a≦2.1、0.001≦b≦1.0、かつ0.8≦a+b≦3.0を満足する正数である。)
(C)白金族金属を含むヒドロシリル化触媒
を含む硬化性シリコーン樹脂組成物であることが好ましい。
(D)下記平均組成式(3)で表される構造を有する化合物:
Rc(C6H5)dSiO(4−c−d)/2(3)
(式中、Rは、同一又は異なり、置換もしくは非置換の、一価炭化水素基又はアルコキシ基及び水酸基のいずれか(但し、フェニル基を除く)であり、全Rのうち0.1〜80mol%がアルケニル基であり、c,dは1≦c+d≦2、0.20≦d/(c+d)≦0.95を満たす正数である。)
(E):(X)ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に少なくとも2個有する有機ケイ素化合物と、(Y)ヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に2個有する多環式炭化水素化合物との付加反応生成物であって、かつ、ケイ素原子に結合した炭素−炭素二重結合を1分子中に少なくとも2個有する多環式炭化水素基含有有機ケイ素化合物、
(F):ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に3個以上有するシロキサン化合物又は有機変性シロキサン化合物及び両者の組み合わせのいずれか、
(C):白金族金属を含むヒドロシリル化触媒
を含む硬化性変性シリコーン樹脂組成物であることが好ましい。
で表される基、および下記構造式(6):
R”は独立に非置換もしくは置換の炭素原子数1〜12の1価炭化水素基または炭素原子数1〜6アルコキシ基である]
前述のように、光反射材料、特に白色LED用リフレクター材料として有用な樹脂硬化物を与える光反射材料用硬化性樹脂組成物の開発が求められていた。
これは、パッケージ内に反射した光が数度の反射・屈折を繰り返すうちに減衰され、パッケージ外に取り出される光が減少するためである。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の光反射材料用硬化性樹脂組成物は、光反射材として鱗片状又はフレーク状の無機充填材を含有することにより、光の正反射成分の割合を高めていることを特徴とする。
鱗片状又はフレーク状の無機充填材は、金属粒子であれば、ニッケル、銀、アルミニウム、又はそれらの合金、無機粒子であれば、マイカ、アルミナ、ガラス、シリカ、又はそれらの金属被覆体の中から選択される少なくとも1種であるものが挙げられる。これら無機充填材は1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
また、その他目的に応じて、顔料、蛍光物質、反射性物質からなる群から選択される少なくとも1種を混合することもできる。
本発明に用いられる熱硬化性樹脂組成物はリードフレーム形状を保持するため、及び光半導体デバイスを保護するために硬化後に硬質となるものが好ましく、また、耐熱性、耐候性、耐光性に優れた樹脂であることが好ましい。
以下、本発明に有効な硬化性シリコーン樹脂組成物は以下(A)〜(C)成分、更に(D)成分を含むものであることが好ましい。この各成分につき、詳細に説明する。
(A)成分
本発明で用いられる(A)成分は、主鎖がジアリールシロキサン単位の繰り返しを有する直鎖状のジオルガノポリシロキサンである。(A)成分のオルガノポリシロキサンは、一種単独で用いてもよく、分子量、ケイ素原子に結合した有機基の種類等が相違する二種以上を併用してもよい。
(A)下記一般式(1)で表される構造を有する化合物:
(B)成分は、1分子あたり少なくとも2個のケイ素原子に結合した水素原子(即ち、SiH基)を有し、そして脂肪族不飽和基を有さない有機ケイ素化合物(SiH基含有有機ケイ素化合物)であり、(A)成分とヒドロシリル化付加反応し、架橋剤として作用する。(B)成分は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。(B)成分としては、1分子あたり少なくとも2個のSiH基を有するケイ素化合物である限り、公知のいかなる化合物でも使用することができる。
R3 aHbSiO(4−a−b)/2 (2)
(式中、R3は、互いに同一又は異種の非置換もしくは置換の、ケイ素原子に結合した一価炭化水素基(但し、脂肪族不飽和基を除く)であり、a及びbは、0.7≦a≦2.1、0.001≦b≦1.0、かつ0.8≦a+b≦3.0を満足する正数である。)
(C)成分の白金族金属を含むヒドロシリル化触媒としては、(A)成分中のケイ素原子結合脂肪族不飽和基と(B)成分中のSiH基とのヒドロシリル化付加反応を促進するものであればいかなる触媒を使用してもよい。(C)成分は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。(C)成分としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の白金族金属や、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィン類、ビニルシロキサン又はアセチレン化合物との配位化合物、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム等の白金族金属化合物が挙げられるが、特に好ましくは白金化合物である。
本発明に有効に使用される硬化性シリコーン樹脂組成物は、硬化後の硬度を得る目的として、(D)成分を添加しても良い。
使用される(D)成分は、下記平均組成式(3)で示される分岐状または三次元構造のオルガノポリシロキサンである。
Rc(C6H5)dSiO(4−c−d)/2(3)
(式中、Rは、同一又は異なり、置換もしくは非置換の、一価炭化水素基又はアルコキシ基及び水酸基のいずれか(但し、フェニル基を除く)であり、全Rのうち0.1〜80mol%がアルケニル基であり、c,dは1≦c+d≦2、0.20≦d/(c+d)≦0.95を満たす正数である。)
本発明に有効な硬化性変性シリコーン樹脂組成物の各成分につき、詳細に説明する。
(E)成分
(E)成分は、(X)ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に少なくとも2個有する有機ケイ素化合物と、(Y)ヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に2個有する多環式炭化水素化合物との付加反応生成物であって、かつ、ケイ素原子に結合した炭素−炭素二重結合を1分子中に少なくとも2個有する多環式炭化水素基含有有機ケイ素化合物である。
この(E)成分の反応原料であり、(X)はSiH基を少なくとも2個有する化合物であり、好ましくは、
(X)下記一般式(4):
で表される基、および下記構造式(6):
R”は独立に非置換もしくは置換の炭素原子数1〜12の1価炭化水素基または炭素原子数1〜6アルコキシ基である]
HMe2SiOSiMe2H
HMe2SiO(Me2SiO)SiMe2H
HMe2SiO(Me2SiO)4SiMe2H
HMe2SiO(Me2SiO)8SiMe2H
HMe2SiO(Me2SiO)12SiMe2H
なお、この上記一般式(4)で表される化合物は、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
で表される化合物が挙げられる。
この上記一般式(8)で表される化合物としては、例えば、
構造式:HMe2Si−p−C6H4−SiMe2H
で表される1,4−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン、
構造式:HMe2Si−m−C6H4−SiMe2H
で表される1,3−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン等のシルフェニレン化合物が挙げられる。
更に、この(E)成分の反応原料である上記(X)成分は、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
この(E)成分の反応原料である(Y)ヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に2個有する多環式炭化水素において、前記「ヒドロシリル化反応性」とは、ケイ素原子に結合した水素原子の付加(ヒドロシリル化反応として周知)を受け得る性質を意味する。
下記構造式(y):
本発明組成物の(E)成分は、SiHを1分子中に少なくとも2個有する上記(X)成分の1モルに対して、ヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合を1分子中に2個有する上記(Y)成分の1モル以上10モル以下、好ましくは1モル以上5モル以下の過剰量を、ヒドロシリル化反応触媒の存在下で付加反応させることにより、SiHを有しない付加反応生成物として得ることができる。
N−M−(N′−M)p−N (9)
(式中、Mは上記(X)成分の化合物の二価の残基であり、Nは上記(Y)成分の多環式炭化水素の一価の残基であり、N′は上記(Y)成分の二価の残基であり、pは0〜10、好ましくは0〜5の整数である)
で表される化合物が挙げられる。
NB−Me2SiOSiMe2−NB
NB−Me2SiO(Me2SiO)SiMe2−NB
NB−Me2SiO(Me2SiO)4SiMe2−NB
NB−Me2SiO(Me2SiO)8SiMe2−NB
NB−Me2SiO(Me2SiO)12SiMe2−NB
NB−Me2Si−p−C6H4−SiMe2−NB
NB−Me2Si−m−C6H4−SiMe2−NB
DCP−Me2SiO(Me2SiO)SiMe2−DCP
DCP−Me2SiO(Me2SiO)4SiMe2−DCP
DCP−Me2SiO(Me2SiO)8SiMe2−DCP
DCP−Me2SiO(Me2SiO)12SiMe2−DCP
DCP−Me2Si−p−C6H4−SiMe2−DCP
DCP−Me2Si−m−C6H4−SiMe2−DCP
本発明の(F)成分は、SiHを1分子中に3個以上有するシロキサン化合物又は有機変性シロキサン化合物である。該(F)成分中のSiHが、上記(E)成分が1分子中に少なくとも2個有するヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合とヒドロシリル化反応により付加して、3次元網状構造の硬化物を与える。
で表される環状シロキサン系化合物が挙げられる。
で表される化合物が挙げられる。
(HMeSiO)3
(HMeSiO)4
(HMeSiO)3(Me2SiO)
(HMeSiO)4(Me2SiO)
HMe2SiO(Ph2SiO)2(MeHSiO)2SiMe2H
(HMe2SiO)3SiPh
本発明の(C)成分である白金族金属を含むヒドロシリル化触媒は、上記の硬化性シリコーン樹脂組成物で記載したものと同じである。
本発明の組成物には、前記(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)成分及び、鱗片状又はフレーク状の無機充填材以外にも、その他の任意の成分を配合することができる。その具体例としては、以下のものが挙げられる。これらのその他の成分は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
本発明の組成物には、(B)成分あるいは(F)成分と付加反応する脂肪族不飽和基含有化合物を配合してもよい。このような脂肪族不飽和基含有化合物としては、硬化物の形成に関与するものが好ましく、1分子あたり少なくとも2個の脂肪族不飽和基を有するオルガノポリシロキサンが挙げられる。その分子構造は、例えば、直鎖状、環状、分岐鎖状、三次元網状等、いずれでもよい。
本発明の組成物には、ポットライフを確保するために、付加反応制御剤を本発明組成物に配合することができる。付加反応制御剤は、上記(C)成分の白金族金属を含むヒドロシリル化触媒に対して硬化抑制効果を有する化合物であれば特に限定されず、従来から公知のものを用いることもできる。その具体例としては、トリフェニルホスフィンなどのリン含有化合物;トリブチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾールなどの窒素含有化合物;硫黄含有化合物;アセチレンアルコール類(例えば、1−エチニルシクロヘキサノール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール)等のアセチレン系化合物;アルケニル基を2個以上含む化合物;ハイドロパーオキシ化合物;マレイン酸誘導体などが挙げられる。
また、本組成物は、その接着性を向上させるための接着付与剤を含有してもよい。この接着付与剤としては、シランカップリング剤やその加水分解縮合物等が挙げられる。シランカップリング剤としては、エポキシ基含有シランカップリング剤、(メタ)アクリル基含有シランカップリング剤、イソシアネート基含有シランカップリング剤、イソシアヌレート基含有シランカップリング剤、アミノ基含有シランカップリング剤、メルカプト基含有シランカップリング剤等公知のものが用いられ、(A)成分と(B)成分の合計100質量部あるいは(E)成分と(F)成分の合計100質量部に対して、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは0.3〜10質量部用いることができる。
本発明の硬化性樹脂組成物の硬化物中には、上記(E)成分中のヒドロシリル化反応性炭素−炭素二重結合が未反応のまま残存している場合があり、或いは、
下記構造式(i):
下記構造式(ii):
更に、太陽光線、蛍光灯等の光エネルギーによる光劣化に抵抗性を付与するため光安定剤を用いることも可能である。この光安定剤としては、光酸化劣化で生成するラジカルを補足するヒンダードアミン系安定剤が適しており、酸化防止剤と併用することで、酸化防止効果がより向上する。光安定剤の具体例としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、4−ベンゾイル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等が挙げられる。
前述の通り、本発明の光反射材料用硬化性樹脂組成物は、リードフレーム形状を保持するため硬化後に硬質となるものが好ましく、また、耐熱性、耐候性、耐光性に優れた樹脂を用いることが好ましい。このような目的に応じた機能を持たせるため、熱硬化性樹脂組成物に、光反射材以外に無機充填材又は拡散材を添加することが好ましい。無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等を挙げることができ、これらは単独でも、併用して用いてもよい。熱伝導性、光反射特性、成型性、難燃性の点から、好ましくはシリカ、アルミナ、酸化アンチモン、水酸化アルミニウムであることが好ましい。また、無機充填材の粒径は、特に制限はないが、拡散剤との充填効率、及び熱硬化性樹脂の流動性、狭小部への充填性を考慮すると、100μm以下であることが好ましい。
光拡散材としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等を好適に用いることができる。特に好ましくは酸化チタンであり、なお好ましくは結晶形態がルチルである酸化チタン粉末である。
また、その他目的に応じて、顔料、蛍光物質からなる群から選択される少なくとも1種を混合することもできる。
本発明の光反射材料用硬化性樹脂組成物は、公知の硬化条件下、公知の硬化方法により硬化させることができる。具体的には、通常、80〜200℃、好ましくは100〜160℃で加熱することにより、該組成物を硬化させることができる。加熱時間は、0.5分〜5時間程度で、1分〜3時間程度でよい。LED封止用等の精度が要求される場合は、硬化時間を長めにすることが好ましい。得られる硬化物の形態に制限はなく、例えば、ゲル硬化物、エラストマー硬化物及び樹脂硬化物のいずれであってもよい。
本発明に係る光半導体素子搭載用パッケージ基板を用いた光半導体デバイスの製造方法について、以下説明するが、本発明は下記の限りではない。
本発明のリフレクター材料を備えた光半導体素子搭載用パッケージ基板は、例えば、発光素子を搭載するための第1のリードと発光素子と電気的に接続される第2のリードとが、互いに縦横方向に1本あるいは複数本のタイバーによって連結されて多面付け配列される構造を有する所定形状を備えたリードフレームを、射出成型(インジェクション成型)、押し出し成型(トランスファー成型)、又は圧縮成型(コンプレッション成型)を用いて目的のリフレクター形状を有する所定の上下金型内に配置し、金型の樹脂注入口から本発明の光反射材料用硬化性樹脂組成物を注入・充填させて硬化することでなる。射出成型、押し出し成型、又は圧縮成型は公知の通り、液状の樹脂あるいは溶融した樹脂を金型内の製品部となる空間に注入し、金型内で固化させた後金型から製品を取り外してなる成型方法である。より具体的には、例えば、上金型とリードフレーム(金属板)及び下金型を用いて成型するインサート成型法、または、前記金型とリードフレームの間にリリースフィルムを挟むことを特徴とした、インモールド成型法があり、いずれを選択しても良い。好ましくはインモールド成型である。インモールド成型の場合、上金型とリードフレーム(金属板)及び下金型とリードフレーム(金属板)のそれぞれの隙間にリリースフィルムを挟み込むことが可能で、リードフレームと金型の間の微小な空間を残すことなく、すなわち該硬化性樹脂の進入する隙間のない状態で、金型内の空間を保持することが可能であるため、成型中の金型の挟みこみ圧力によるリードフレームへの傷付着防止を図ることができる。また、必要に応じて、成型後の製品を金型からの取り出しを良好とする目的で離型剤を塗布するなどをしても良い。
MH:(CH3)2HSiO1/2
MVi:(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2
MVi3:(CH2=CH)3SiO1/2
DH:(CH3)HSiO2/2
Dφ:(C6H6)2SiO2/2
DVi:(CH2=CH)(CH3)SiO2/2
Tφ:(C6H6)SiO3/2
((A)成分)平均組成式:MVi2Dφ2.8のシリコーンオイル:100質量部、
((B)成分)平均組成式:MHDH2Dφ2MHで表されるメチルハイドロジェンシロキサン:51.3質量部、
((C)成分):塩化白金酸/1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金原子含有量として1質量%含有するトルエン溶液:0.06質量部、
エチニルシクロヘキサノール:0.05質量部、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:3質量部
をよく撹拌してシリコーン組成物1を調製した。
(E)成分の調製
攪拌装置、冷却管、滴下ロートおよび温度計を備えた500mLの4つ口フラスコに、ビニルノルボルネン(商品名:V0062、東京化成社製;5−ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンと6−ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンとの略等モル量の異性体混合物)60g(0.5モル)を加え、オイルバスを用いて85℃に加熱した。これに、5質量%の白金金属を担持したカーボン粉末0.02g添加し、攪拌しながら1,4−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン38.8g(0.2モル)を25分間かけて滴下した。滴下終了後、更に90℃で加熱攪拌を24時間行った後、室温まで冷却した。その後、白金金属担持カーボンをろ過して除去し、過剰のビニルノルボルネンを減圧留去して、無色透明なオイル状の反応生成物(25℃における粘度:1220mm2/s)79gを得た。
(1)p−フェニレン基を1個有する化合物:NBMe2Si−p−C6H4−SiMe2NB:約 72モル%、
(2)p−フェニレン基を2個有する化合物:約24モル%(下記に代表的な構造式の一例を示す)、
(F)成分の調製
攪拌装置、冷却管、滴下ロートおよび温度計を備えた500mLの4つ口フラスコに、トルエン80gおよび1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン 115.2g(0.48モル)を加え、オイルバスを用いて117℃に加熱した。これに、5質量%の白金金属を担持したカーボン粉末0.05g添加し、攪拌しながらビニルノルボルネン(商品名:V0062、東京化成社製;5−ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンと6−ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンとの略等モル量の異性体混合物)48g(0.4モル)を16分間かけて滴下した。滴下終了後、更に125℃で加熱攪拌を16時間行った後、室温まで冷却した。その後、白金金属担持カーボンをろ過して除去し、トルエンを減圧留去して、無色透明なオイル状の反応生成物(25℃における粘度:2,500mm2/s)152gを得た。
(1)テトラメチルシクロテトラシロキサン環を1個有する化合物:約6モル%(下記に代表的な構造式の一例を示す)、
の混合物であることが判明した。なお、前記混合物全体としてのSiHの含有割合は、0.63モル/100gであった。
((E)成分) 合成例1で得られた反応生成物:60質量部、
((F)成分) 合成例2で得られた反応生成物:30質量部
((C)成分)塩化白金酸/1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金原子含有量として1質量%含有するトルエン溶液:0.06質量部、
エチニルシクロヘキサノール:0.05質量部、及び
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:3質量部
をよく撹拌してシリコーン組成物2を調製した。
((A)成分)平均組成式:MVi2Dφ2.8のシリコーンオイル:31質量部、
((B)成分)平均組成式:MHDH2Dφ2MHで表されるメチルハイドロジェンシロキサン:6.4質量部、
((C)成分)塩化白金酸/1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金原子含有量として1質量%含有するトルエン溶液:0.06質量部、
エチニルシクロヘキサノール:0.05質量部、及び
((D)成分)Tφ0.75DVi0.25で表される分岐鎖状オルガノポリシロキサン(25℃で固体状、ケイ素原子結合ビニル基の含有率=20モル%、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合フェニル基の含有率=50モル%、標準スチレン換算の重量平均分子量=1600):59質量部
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:3質量部
をよく撹拌してシリコーン組成物3を調製した。
組成物1を100質量部に、フレーク状の無機充填材として、ガラスフレーク(REF−015、日本板硝子社製 平均粒径:15μm)30質量部と、平均粒径0.5μmであり、塩素法で製造され結晶形態がルチルである酸化チタン粉末200質量部を仕込み、5リットルゲートーミキサー(井上製作所(株)製、商品名:5リットルプラネタリミキサー)を用いて室温にて1時間混合し、均一になるように室温にて減圧下30分混合して光反射材料用硬化性組成物(a)を調製した。
組成物2を100質量部に、フレーク状の無機充填材として、(ナノフレックスNTS30K3TA、日本板硝子社製、微粒子酸化チタンの大きさ:約φ30nm、内包量30重量%、ガラス粉体の平面度30nm、a−b面粒径11μm、c軸の厚さ1.1μm、アスペクト比10)50質量部と、平均粒径0.5μmであり、塩素法で製造され結晶形態がルチルである酸化チタン粉末200質量部を仕込み、5リットルゲートーミキサー(井上製作所(株)製、商品名:5リットルプラネタリミキサー)を用いて室温にて1時間混合し、均一になるように室温にて減圧下30分混合して光反射材料用硬化性樹脂組成物(b)を調製した。
組成物3を100質量部に、表面にコーティングされたフレーク状の無機充填材
として、(GT5090RS、日本板硝子社製、酸化チタンコート、平均粒径:90μm)30質量部を仕込み、5リットルゲートーミキサー(井上製作所(株)製、商品名:5リットルプラネタリミキサー)を用いて室温にて1時間混合し、均一になるように室温にて減圧下30分混合して光反射材料用硬化性組成物(c)を調製した。
フレーク状の無機充填材を添加しなかった以外は組成物1と同一組成で、同様の操作を行い、熱硬化性組成物(d)を調製した。
フレーク状の無機充填材を添加しなかった以外は組成物2と同一組成で、同様の操作を行い、熱硬化性組成物(e)を調製した。
球状シリカ(MSR8040 龍森社製、平均粒径11.4μm、比表面積4.2m2/g)50質量部をフレーク状の無機充填材の換わりに用いた以外は組成物(a)と同一組成で、同様の操作を行い、熱硬化性組成物(f)を調製した。
0.3mm厚のクロム−スズ−亜鉛を含有する銅合金の金属板に、複数個の第1のリードと第2のリードとが設けられ、各々がタイバーで連結された構造が備えられ、銀めっきを施されたリードフレームを、リフレクターを有するパッケージ基板とするため、射出成型機を用いて成型した。具体的には、まず、130℃に加熱した下金型へ固定した。同様に130℃に加熱した上金型でリードフレームを挟み込み、型締めを行った。硬化性樹脂として、実施例及び比較例で調整した光反射材料用硬化性樹脂組成物(a)〜(c)、熱硬化性樹脂組成物(d)〜(f)を用い、射出成型機のノズルより注入した。注入した液状射出成型材料を金型内で130℃、1分間の加熱を行い仮硬化した。次に上金型と下金型とを開き、上記金属板と熱硬化性樹脂が一体化されてなった凹形状を有する光半導体素子搭載用パッケージ基板を金型内から取り出した。取り出した後、さらに150℃、2時間の加熱を行い前記硬化性樹脂組成物の完全硬化を行い、完成された光半導体素子搭載用パッケージ基板を得た。その後、アルカリ薬液を用いて脱脂洗浄を行い、完成された光半導体用パッケージ基板とした。
前記製造例で作製した光半導体用パッケージ基板は、複数個の開口部がマトリックス状に設けられたものであり、開口部の角度は30度であった。それぞれの第一のリード表面に、同一ロットからなる、InGaNからなる発光層を有し、主発光ピークが450nmのLEDチップを、ダイボンド剤(信越化学工業製 KER−3000−M2)を用いてダイボンドし、150℃、4時間加熱硬化を行った。次いで、光半導体素子の第1の電極と光半導体用パッケージ基板の第1リード、及び光半導体素子の第2の電極と光半導体用パッケージ基板の第2のリードを、各々ワイヤーボンダーを用いてワイヤーボンディングし電気的に接続した(金線:田中電子工業株式会社製 FA 25μm)。
ワイヤーを備えた光半導体にシリコーン封止剤(信越化学工業製 KER2500)を適量塗布し、150℃、4時間の加熱硬化を行った。ついで、タイバーを含む熱硬化性樹脂部を切りしろとし、回転ブレードによるダイシング加工でこれを切断し、洗浄・乾燥することで光半導体素子有する光半導体デバイスを得ることができた(パッケージとしての外形寸法4.0x1.2x1.2mm)。得られた光半導体デバイスは薄型で製品寸法精度が高いものであった。
<熱可塑性樹脂を用いた光半導体デバイスの作成>
比較例4として代表的なポリアミド樹脂系リフレクター材料(ソルベイアドバンストポリマーズ社製 アモデルA−4422HRからなる白色樹脂)を用いて成型された、光半導体用パッケージ基板を用意した(パッケージとしての外形寸法4.0x1.2x1.2mmとし、本発明のパッケージ基板寸法と同形状とした)。次いで、第一のリード表面に、同一ロットからなる、InGaNからなる発光層を有し、主発光ピークが450nmのLEDチップを、ダイボンド剤(信越化学工業製 KER−3000−M2)を用いてダイボンドし、150℃、4時間加熱硬化を行った。次いで、光半導体素子の第1の電極と光半導体用パッケージ基板の第1リード、及び光半導体素子の第2の電極と光半導体用パッケージ基板の第2のリードを、各々ワイヤーボンダーを用いてワイヤーボンディングし電気的に接続した(金線:田中電子工業株式会社製 FA 25μm)。
ワイヤーを備えた光半導体にシリコーン封止剤(信越化学工業製 KER2500)を適量塗布し、150℃、4時間の加熱硬化を行った。ついで、各々のパッケージをリードフレームから取り外すことで光半導体素子有する光半導体デバイスを得ることができた。
上記実施例及び比較例で調製した硬化性樹脂組成物における評価を、下記の要領にて行った。
全光束値の測定
上記で作製した発光半導体デバイス10個を全光束測定システム HM−9100(大塚電子株式会社製)を用い、全光束値を測定した(印加電流IF=20mA)。測定点は40点とし、平均値を求め、その値を比較した。
一方、フレーク状の無機充填材を含有していない比較例1及び比較例2では、同様の組成でフレーク状の無機充填材を含有している実施例1及び実施例2と比較して全光束値の低いものであった。すなわち、暗いものであった。また、フレーク状の無機充填材の代わりに球状シリカを用いた比較例3も、実施例1と比較して全光束値の低いものであった。
また、従来のパッケージ基板用材料である、ポリアミド樹脂系材料をリフレクターとして備えているパッケージ基板の例である、比較例4と比較しても、フレーク状の無機充填材を含有している実施例1〜実施例3は全光速値の高いものであり、従来のものと比較して、明るいものであった。
Claims (7)
- 光反射材料用硬化性樹脂組成物であって、光反射材である鱗片状又はフレーク状の無機充填材が、熱硬化性樹脂組成物に分散されているものであり、
前記熱硬化性樹脂組成物が、
(A)下記一般式(1)で表される構造を有する化合物:
(B)下記平均組成式(2)で表される構造を有し、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有する化合物:
R 3 a H b SiO (4−a−b)/2 (2)
(式中、R 3 は、互いに同一又は異種の非置換もしくは置換の、ケイ素原子に結合した一価炭化水素基(但し、脂肪族不飽和基を除く)であり、a及びbは、0.7≦a≦2.1、0.001≦b≦1.0、かつ0.8≦a+b≦3.0を満足する正数である。)
(C)白金族金属を含むヒドロシリル化触媒
を含む硬化性シリコーン樹脂組成物であることを特徴とする光反射材料用硬化性樹脂組成物。 - 前記鱗片状又はフレーク状の無機充填材が、金属粒子であるニッケル、銀、アルミニウム、又はそれらの合金、無機粒子であるマイカ、アルミナ、ガラス、シリカ、又はそれらの金属被覆体の中から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の光反射材料用硬化性樹脂組成物。
- 前記一般式(1)で示される(A)成分において、Arがフェニル基であり1≦n≦100であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光反射材料用硬化性樹脂組成物。
- 前記熱硬化性樹脂組成物に、下記(D)成分を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の光反射材料用硬化性樹脂組成物。
(D)下記平均組成式(3)で表される構造を有する化合物:
Rc(C6H5)dSiO(4−c−d)/2(3)
(式中、Rは、同一又は異なり、置換もしくは非置換の、一価炭化水素基又はアルコキシ基及び水酸基のいずれか(但し、フェニル基を除く)であり、全Rのうち0.1〜80mol%がアルケニル基であり、c,dは1≦c+d≦2、0.20≦d/(c+d)≦0.95を満たす正数である。) - 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の光反射材料用硬化性樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
- 請求項5に記載の硬化物を使用したものであって、波長430〜800nmにおける初期光反射率が95%以上であり、150℃、2,000時間放置後の光反射率が80%以上であることを特徴とするリフレクター。
- 請求項6に記載のリフレクターを使用したものであることを特徴とする光半導体デバイス。
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