JPH0258530A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はエポキシ樹脂組成物に関し、特に光半導体素子
の封止用として好適なエポキシ樹脂組成物に関する。

（従来の技術） 光半導体素子（以下、ＬＥＤと略記）の透明性封止材料
としては、従来よ杓エポキシ樹脂、酸無水物硬化剤、及
び硬化促進剤を含有するエポキシ樹脂組成物が優れてい
ることが知られている。

前記硬化促進剤としては、第３級アミン、イミダゾール
、ジアザビシクロアルケン塩、又はアンモニウム塩もし
くはホスホニウム塩などのオニウム塩が用いられて、こ
れらによって硬化速度の向上を図っている。。

しかし、これらの硬化促進剤を用い、更に速硬化性とす
るために硬化温度を上げたり硬化促進剤の量を多くした
りすると、エポキシ樹脂組成物が素子部分を中心として
急激な反応を引き起こし、発泡したり、黄色に変色し、
同時にヒケや歪みを生じやすくなる。このため、ＬＥＤ
用透明性封正材料としての機能を充分に果たせないとい
う問題があった。

ところで、特公昭６２−２４００５号公報には、エポキ
シ樹脂、メチルへキサヒドロ無水フタル酸（硬化剤）、
水、イミダゾール誘導体（硬化促進剤）を含有する、電
気絶縁性に優れたエポキシ樹脂組成物が開示されている
。この公報では、エポキシ樹脂組成物の硬化時に酸無水
物硬化剤の分解により炭酸ガスが発生してボイドとなる
ため、これを防止するためにエポキシ樹脂組成物中に水
を添加することが５己載されている。。

これに対して、本発明者らはこのようなエポキシ樹脂組
成物をＬＥＤ用透明性封止材料として用いることを鋭意
研究した結果、発泡は酸無水物硬化剤の熱分解による炭
酸ガスの発生よりも、むしろ以下のような原因で起るこ
とを見出した。すなわち、ＬＥＤを封止した際にエポキ
シ樹脂組成物の硬化物中に生じる発泡は、エポキシ樹脂
組成物が素子周辺部で素子に用いられているＧａＡｓ。

ＧａＡ９　Ｐ、ＧａＰなどの金属化合物の触媒作用によ
ると考えられる急激な反応を起し、それに伴う反応熱に
よってエポキシ樹脂組成物中の微小気泡（一部炭酸ガス
気泡を含む）が拡大することによるものである。そして
、発泡が起る条件を種々検討した結果、特に硬化促進剤
の種類及び量、並びに水分の量に依存することがわかっ
た。

（発明が解決しようとする課８） 本発明は前記問題点を解決するためになされたものであ
り、硬化物の発泡、変色、硬化歪みがなく、ＬＥＤ用透
明性封止材料として優れたエポキシ樹脂組成物を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂１００重
量部、酸無水物硬化剤７０〜１５０重量部、ジアザビシ
クロアルケン塩又はオニウム塩のうち少なくとも１種か
らなる硬化促進剤０．１〜５重２部、水０．０５〜２重
量部を含有することを特徴とするものである。

このように本発明のエポキシ樹脂組成物では、エポキシ
樹脂、酸無水物硬化剤のほか、硬化促進剤としてジアザ
ビシクロアルケン塩又はオニウム塩のうち少なくとも１
種と、添加剤として水分が含まれている。このように硬
化促進剤としてジアザビンクロアルケン塩又はオニウム
塩のうち少なくとも１種を用いた場合にも、エポキシ樹
脂組成物は素子に用いられている金属化合物の触媒作用
によると考えられる急激な硬化反応を起しやすいが、添
加水分はこれら硬化促進剤を溶解させやすいので、均一
分散により、室温での反応を促進し、逆に硬化時の反応
を穏やかにする作用を有する。

したがって、本発明の含水エポキシ樹脂組成物でＬＥＤ
を封止すれば、急激な硬化反応が抑制されるため、発泡
を低減することができ、しかも硬化歪みが少なく、その
ため素子にかかる応力が小さくなり輝度劣化特性にも優
れ、かつ変色もほとんどない。

なお、前述したように水によって硬化促進剤を溶解させ
、室温での反応を促進し、逆に硬化反応をｔ２やかにし
ても、実用上大きな影響が生じるほどポットライフが短
くなったり、速硬化性が得られなくなることはない。

以下、本発明のエポキシ樹脂組成物の構成成分について
説明する。

本発明において、エポキシ樹脂としては、例えばビスフ
ェノールタイプエボキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ノ
ボラックタイプエポキシ樹脂などが挙げられ、これらエ
ポキシ樹脂は単独で、あるいは混合して使用しても差し
支えない。

本発明において、酸無水物硬化剤としては、例えばヘキ
サヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メ
チルへキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無
水フタル酸などを挙げることができる。このような酸無
水物硬化剤は、エポキシ樹脂１００重量部に対し、７０
〜１５０重量部の範囲で使用される。これは、酸無水物
硬化剤が７０重量部未満では充分な硬化生成物が得られ
ず、未硬化成分が多いため、本来のエポキシ樹脂の持つ
物理特性が得られない。一方、１５０　ｆｆｌｆｆｉ部
を超えると硬化は促進するものの、硬化に関与しない未
反応酸無水物により皮膚刺激などを起すためである。

本発明において、硬化促進剤としてはジアザビシクロア
ルケン塩及びオニウム塩のうち少なくとも１種が用いら
れる。

硬化促進剤のうちジアザビシクロアルケン塩類としては
、例えば１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデ
セン−７のヘキサン酸塩、スルホン酸塩、酢酸塩、リン
酸塩などが挙げられる。

硬化促進剤のうちオニウム塩は、次式 Ｒ２−Ａ−Ｒ４Ｘ Ｒ３ （ただし、式中ＡはＮ又はＰＡＲ，、Ｒ２、Ｒ３及びＲ
４はベンジル基、アルキル基、フェニル基など；Ｘはハ
ロゲンを表わす） で示される。オニウム塩としては、例えばヨウ化ベンジ
ルトリメチルアンモニウム、塩化ベンジルトリエチルア
ンモニウム、塩化テトラブチルホスホニウム、臭化テト
ラメチルホスホニウム、ヨウ化トリフェニルメチルアン
モニウム、酢酸テトラブチルホスホニウム、ジメチルリ
ン酸メチルトリオクチルホスホニウム、塩化テトラエチ
ルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウムなどが
挙げられる。

このような硬化促進剤は、エポキシ樹脂１００重量部に
対し、０．１〜５重量部の範囲で使用される。

これは、硬化促進剤が０，１重量部未満では硬化時間を
短縮することができず、一方５重量部を超えると硬化物
の発泡や変色を防止できなくなるためである。

本発明において、エポキシ樹脂組成物中の水は外部から
添加したものだけでなく、吸湿された水分も含む。水の
含有量を０．０５〜２重量部としたのは、０．０５重量
部未満では素子周辺における急激な硬化反応を抑制して
素子周辺での気泡発生を防止することができず、一方２
重量部を超えると硬化物の硬化不良により耐熱特性が劣
化するためである。

本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて、着色
剤、柔軟剤、変性剤、酸化防止剤などの添加剤を含有さ
せてもよい。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、ＬＥＤの封正にあたっ
て、１８０℃以下の硬化温度、６０〜１２０分程度の硬
化時間で硬化して、はとんど発泡や変色のない硬化物と
なり、型からの離型が可能になる。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

実施例１〜７及び比較例１〜５ エポキン樹ｌ旨として、 Ｅ　ｐ　−８２８（？ｍ化シェルエポキシ社製、ビスフ
ェノールＡタイプエポキシ樹脂）、 ＥＲＬ−４２２１（ＵＣＣ社製、脂環式エポキシ樹脂）
、 硬化剤として、 〜ＩＨＨＰＡ　（新日本理化製、４−メチルへキサヒド
ロ無水フタル酸）、 硬化促進剤として、 Ｓ　Ａ　−１０２（サンアプロ社製、■、８−ジアザビ
シクロ（５，４，０）ウンデセン−７の２−エチルへキ
サン酸塩）、ＴＢＡ（１（広栄化学社製、テトラブチル
アンモニウムクロライド）、 ＰＴＭＰＢｒ（北興化学社製、フェニルトリメチルホス
ホニウムブロマイド）、 比較例の硬化促進剤として、 ２Ｍ４ＥＺ（四国化成社製、２−メチル−４−エチルイ
ミダゾール）、 １Ｂ２ＭＺ（四国化成社製、■−ベンジルー２−メチル
イミダゾール）、 添加剤として純水、及びその他の添加剤（酸化防止剤、
着色剤など）を用い、これらを第１表に示す割合（単位
は重量部）で配合し、ＬＥＤ封止用エポキシ樹脂組成物
を調製した。第１表に示すように、比較例１〜３のエポ
キシ樹脂組成物には水が含まれていない。

なお、実施例１のエポキシ樹脂組成物について、カール
フィッシャー滴定により水分量を７ＩＩｌｊ定したとこ
ろ、４２００ｐｐｍの含水量であった。

得られた各エポキシ樹脂組成物をそれぞれ１２５℃Ｘ２
時間＋１６０℃×２時間、及び１２５℃ＸＩ４時間とい
う２つの条件で加熱硬化してＬＥＤを封ｌトし、試験用
サンプルを調製した。これらの各サンプルについて、目
視により気泡発生、変色を調べた。また、輝度劣化特性
を調べ、素子にかかる応力ひずみの目安とするために、
通電初期及び１０００時間通電後の輝度を測定して相対
輝度（１０００時間後の輝度／初期の輝度×１００）を
算出した。これらの結果を第１表に併記する。

第１表から明らかなように、ＬＥＤを封止した場合、実
施例１〜７のエポキシ樹脂組成物の硬化物は気泡発生、
変色がほとんどない。また、ト目＆＝ｊ輝度が高い値を
示すことから、硬化歪みも少ないことがわかる。これは
、実施例１〜７のエポキシ樹脂組成物には水が含まれて
おり、急激な硬化反応を抑制できるためであると考えら
れる。なお、比較例４．５のように含水エポキシ樹脂組
成物であっても、硬化促進剤としてイミダゾール類化合
物を用いると、変色を防ぐことができず、実用性に乏し
い結果が得られた。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明のエポキシ樹脂組成物は、Ｌ
ＥＤを封止した場合に硬化物の発泡、変色、硬化歪みが
なく、ＬＥＤ用透明性封止材料として非常に擾れたもの
である。

出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エポキシ樹脂１００重量部、酸無水物硬化剤７０〜１５
   ０重量部、ジアザビシクロアルケン塩又はオニウム塩の
   うち少なくとも１種からなる硬化促進剤０．１〜５重量
   部、水０．０５〜２重量部を含有することを特徴とする
   エポキシ樹脂組成物。