JPH06296044A - Ｌｅｄ用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
Ｌｅｄ用エポキシ樹脂組成物Info
- Publication number
- JPH06296044A JPH06296044A JP8201893A JP8201893A JPH06296044A JP H06296044 A JPH06296044 A JP H06296044A JP 8201893 A JP8201893 A JP 8201893A JP 8201893 A JP8201893 A JP 8201893A JP H06296044 A JPH06296044 A JP H06296044A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- led
- bisphenol
- resin composition
- gaalas
- 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.)
- Pending
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- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＧａＡｌＡｓ素子ＬＥＤの高温高湿環境下で
のエポキシ樹脂からの加水分解性塩素によるＡｌ酸化に
基づく輝度劣化を低減し、ＧａＡｌＡｓ素子ＬＥＤの性
能（寿命）が著しく向上する。 【構成】 ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ
型のエポキシ樹脂と、脂環式エポキシ樹脂と、酸無水物
硬化剤と、硬化促進剤とからなり、硬化後の加水分解性
塩素量が２０ｐｐｍ以下、好ましくは５ｐｐｍ以下であ
ることを特徴とするものである。
のエポキシ樹脂からの加水分解性塩素によるＡｌ酸化に
基づく輝度劣化を低減し、ＧａＡｌＡｓ素子ＬＥＤの性
能（寿命）が著しく向上する。 【構成】 ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ
型のエポキシ樹脂と、脂環式エポキシ樹脂と、酸無水物
硬化剤と、硬化促進剤とからなり、硬化後の加水分解性
塩素量が２０ｐｐｍ以下、好ましくは５ｐｐｍ以下であ
ることを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、発光ダイオード（以
下ＬＥＤと記す）、特にＧａＡｌＡｓ素子からなるＬＥ
Ｄの封止樹脂を形成するＬＥＤ用エポキシ樹脂組成物に
関するものである。
下ＬＥＤと記す）、特にＧａＡｌＡｓ素子からなるＬＥ
Ｄの封止樹脂を形成するＬＥＤ用エポキシ樹脂組成物に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＥＤは高輝度化にともない用途
が拡大している。１９８０年代前半まではＬＥＤの輝度
は１００ｍｃｄに過ぎず、用途はオーディオ機器やＯＡ
機器のパイロットランプ等の屋内使用のインジケータに
限られていたが、１９８３年頃からＧａＡｌＡｓ素子Ｌ
ＥＤの開発により赤色の輝度が一気に高まり、屋外用の
光源としての実用化が始まった。ここ数年来高輝度Ｇａ
ＡｌＡｓ素子ＬＥＤの輝度は、２０００〜３０００ｍｃ
ｄまでに達し、車載用のハイマウントストップランプに
用いられている。また、赤色と平行して緑色ＧａＰ素子
ＬＥＤも高輝度化が進み、８００ｍｃｄまで達してい
る。このように赤色および緑色ＬＥＤの高輝度化によ
り、屋内に限られていた用途が道路情報板や大面積表示
板といった屋外にまで広がった。
が拡大している。１９８０年代前半まではＬＥＤの輝度
は１００ｍｃｄに過ぎず、用途はオーディオ機器やＯＡ
機器のパイロットランプ等の屋内使用のインジケータに
限られていたが、１９８３年頃からＧａＡｌＡｓ素子Ｌ
ＥＤの開発により赤色の輝度が一気に高まり、屋外用の
光源としての実用化が始まった。ここ数年来高輝度Ｇａ
ＡｌＡｓ素子ＬＥＤの輝度は、２０００〜３０００ｍｃ
ｄまでに達し、車載用のハイマウントストップランプに
用いられている。また、赤色と平行して緑色ＧａＰ素子
ＬＥＤも高輝度化が進み、８００ｍｃｄまで達してい
る。このように赤色および緑色ＬＥＤの高輝度化によ
り、屋内に限られていた用途が道路情報板や大面積表示
板といった屋外にまで広がった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようにＬＥＤの用
途の拡大により、ＬＥＤに対する信頼性の要求レベルも
高まっている。屋外でＬＥＤは温度や湿度が変化する環
境にさらされ、温度変化に起因して発生する封止樹脂ス
トレスによる発光素子の劣化、およびリードフレームと
封止樹脂との界面から浸入する水分に起因する発光素子
の劣化が大きな課題となっている。特に、ＧａＡｌＡｓ
素子ＬＥＤの場合、素子のＡｌ混晶比が高くなると、高
温高湿環境下でＡｌの酸化に基づく輝度劣化が発生し、
さらに劣化が進行すると、素子に亀裂が発生し断線する
といった致命的な現象が起こる。
途の拡大により、ＬＥＤに対する信頼性の要求レベルも
高まっている。屋外でＬＥＤは温度や湿度が変化する環
境にさらされ、温度変化に起因して発生する封止樹脂ス
トレスによる発光素子の劣化、およびリードフレームと
封止樹脂との界面から浸入する水分に起因する発光素子
の劣化が大きな課題となっている。特に、ＧａＡｌＡｓ
素子ＬＥＤの場合、素子のＡｌ混晶比が高くなると、高
温高湿環境下でＡｌの酸化に基づく輝度劣化が発生し、
さらに劣化が進行すると、素子に亀裂が発生し断線する
といった致命的な現象が起こる。
【０００４】これまでＩＣパッケージの分野で高温高湿
環境下でのＡｌ配線の腐食といった問題があり、この要
因として樹脂のバルクおよび樹脂とリードフレームの界
面からの水の浸入、さらにイオン性不純物の存在があげ
られ、それぞれにおいて取り組みがなされてきておりほ
ぼ解決された状況にある。一方ＬＥＤの場合、屋内向け
の需要が主であったことから屋外環境下での信頼性向上
の取り組みが立ち遅れている。特に屋外への用途の拡大
は、高輝度 ＧａＡｌＡｓ素子ＬＥＤの開発によるもの
であるが、ＧａＡｌＡｓ素子の高温高湿環境下での信頼
性が大きな課題である。このような課題に対し改善を試
みようとした場合、ＬＥＤ用エポキシ樹脂のような透明
性を要求される樹脂では、素子への低ストレス化も容易
ではなく、低ストレス化を進めていくと樹脂とリードフ
レームとの界面の接着性が低下することが多く、樹脂と
リードフレームの界面の接着性を高めるのは限界があ
り、ある程度水の浸入は避けられない。
環境下でのＡｌ配線の腐食といった問題があり、この要
因として樹脂のバルクおよび樹脂とリードフレームの界
面からの水の浸入、さらにイオン性不純物の存在があげ
られ、それぞれにおいて取り組みがなされてきておりほ
ぼ解決された状況にある。一方ＬＥＤの場合、屋内向け
の需要が主であったことから屋外環境下での信頼性向上
の取り組みが立ち遅れている。特に屋外への用途の拡大
は、高輝度 ＧａＡｌＡｓ素子ＬＥＤの開発によるもの
であるが、ＧａＡｌＡｓ素子の高温高湿環境下での信頼
性が大きな課題である。このような課題に対し改善を試
みようとした場合、ＬＥＤ用エポキシ樹脂のような透明
性を要求される樹脂では、素子への低ストレス化も容易
ではなく、低ストレス化を進めていくと樹脂とリードフ
レームとの界面の接着性が低下することが多く、樹脂と
リードフレームの界面の接着性を高めるのは限界があ
り、ある程度水の浸入は避けられない。
【０００５】この発明は、Ａｌの酸化を低減でき、ＬＥ
Ｄの高温高湿環境下での信頼性が向上するＬＥＤ用エポ
キシ樹脂組成物を提供することを目的とする。
Ｄの高温高湿環境下での信頼性が向上するＬＥＤ用エポ
キシ樹脂組成物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明のＬＥＤ用エポ
キシ樹脂組成物は、ビスフェノールＡ型またはビスフェ
ノールＦ型のエポキシ樹脂と、脂環式エポキシ樹脂と、
酸無水物硬化剤と、硬化促進剤とからなり、硬化後の加
水分解性塩素量が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とす
るものである。
キシ樹脂組成物は、ビスフェノールＡ型またはビスフェ
ノールＦ型のエポキシ樹脂と、脂環式エポキシ樹脂と、
酸無水物硬化剤と、硬化促進剤とからなり、硬化後の加
水分解性塩素量が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とす
るものである。
【０００７】
【作用】この発明の構成によれば、エポキシ樹脂中の加
水分解性塩素量を低減でき、ＬＥＤの高温高湿環境下で
の加水分解性塩素によるＡｌの酸化に基づく輝度劣化を
低減することができる。
水分解性塩素量を低減でき、ＬＥＤの高温高湿環境下で
の加水分解性塩素によるＡｌの酸化に基づく輝度劣化を
低減することができる。
【０００８】
【実施例】この発明の一実施例を、比較例と比較しなが
ら詳細に説明する。まず、図１に一般的なＬＥＤの構造
を示す。図において、１は発光素子、２はリード、３は
封止樹脂であり、例えばこの封止樹脂３が下記に示すエ
ポキシ樹脂組成物にて形成されている。
ら詳細に説明する。まず、図１に一般的なＬＥＤの構造
を示す。図において、１は発光素子、２はリード、３は
封止樹脂であり、例えばこの封止樹脂３が下記に示すエ
ポキシ樹脂組成物にて形成されている。
【０００９】〔実施例〕高純度ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂と、脂環式エポキシ樹脂と、酸無水物硬化剤
と、硬化促進剤と、その他添加剤とからなるエポキシ樹
脂組成物で、ＧａＡｌＡｓ素子を封止してＬＥＤを作製
し、各種試験を行い性能を評価した。 〔比較例〕ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、脂環式
エポキシ樹脂と、酸無水物硬化剤と、硬化促進剤と、そ
の他添加剤とからなるエポキシ樹脂組成物で、ＧａＡｌ
Ａｓ素子を封止してＬＥＤを作製し、各種試験を行い性
能を評価した。
キシ樹脂と、脂環式エポキシ樹脂と、酸無水物硬化剤
と、硬化促進剤と、その他添加剤とからなるエポキシ樹
脂組成物で、ＧａＡｌＡｓ素子を封止してＬＥＤを作製
し、各種試験を行い性能を評価した。 〔比較例〕ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、脂環式
エポキシ樹脂と、酸無水物硬化剤と、硬化促進剤と、そ
の他添加剤とからなるエポキシ樹脂組成物で、ＧａＡｌ
Ａｓ素子を封止してＬＥＤを作製し、各種試験を行い性
能を評価した。
【００１０】ＬＥＤの評価 加水分解性塩素の分析 １２０℃，２ａｔｍ，２４時間での熱水抽出物のＣｌイ
オン濃度を測定する。 ＬＥＤの信頼性評価 ・室温連続通電試験：温度２５℃，電流５０ｍＡで連続
通電。
オン濃度を測定する。 ＬＥＤの信頼性評価 ・室温連続通電試験：温度２５℃，電流５０ｍＡで連続
通電。
【００１１】・低温連続通電試験：温度−３０℃，電流
３０ｍＡで連続通電。 ・高温高湿連続通電試験：温度８５℃，湿度８５％，電
流５ｍＡで連続通電。 それぞれ１０００時間まで連続通電試験を行い、輝度残
存率を評価した。実施例と比較例における上記ＬＥＤの
評価結果を表１に示す。
３０ｍＡで連続通電。 ・高温高湿連続通電試験：温度８５℃，湿度８５％，電
流５ｍＡで連続通電。 それぞれ１０００時間まで連続通電試験を行い、輝度残
存率を評価した。実施例と比較例における上記ＬＥＤの
評価結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１において、実施例は加水分解性塩素濃
度が４ｐｐｍと低いのに対し、比較例は５０ｐｐｍと高
い。また、高温高湿通電試験において、比較例では、２
００時間で７２％、５００時間で４４％、１０００時間
で１１％の残存率しかなく、明らかな輝度劣化が認めら
れるのに対し、実施例では１０００時間でも８１％の残
存率であり、良好な結果が得られた。
度が４ｐｐｍと低いのに対し、比較例は５０ｐｐｍと高
い。また、高温高湿通電試験において、比較例では、２
００時間で７２％、５００時間で４４％、１０００時間
で１１％の残存率しかなく、明らかな輝度劣化が認めら
れるのに対し、実施例では１０００時間でも８１％の残
存率であり、良好な結果が得られた。
【００１４】さらに、それぞれのサンプルについて断面
解析を行った結果、Ａｌの酸化物であると考えられる黒
色の層が実施例にはほとんど認められないのに対し、比
較例には黒色の層が厚く認められ、素子に亀裂が発生し
ているものも認められた。以上の結果、エポキシ樹脂組
成物硬化物中のイオン性不純物、つまり加水分解性塩素
の量を低減することで、ＧａＡｌＡｓ素子ＬＥＤの高温
高湿環境下での、エポキシ樹脂からの加水分解性塩素に
よるＡｌ酸化に基づく輝度劣化を低減することができ、
ＧａＡｌＡｓ素子ＬＥＤの性能（寿命）を著しく向上さ
せることができる。
解析を行った結果、Ａｌの酸化物であると考えられる黒
色の層が実施例にはほとんど認められないのに対し、比
較例には黒色の層が厚く認められ、素子に亀裂が発生し
ているものも認められた。以上の結果、エポキシ樹脂組
成物硬化物中のイオン性不純物、つまり加水分解性塩素
の量を低減することで、ＧａＡｌＡｓ素子ＬＥＤの高温
高湿環境下での、エポキシ樹脂からの加水分解性塩素に
よるＡｌ酸化に基づく輝度劣化を低減することができ、
ＧａＡｌＡｓ素子ＬＥＤの性能（寿命）を著しく向上さ
せることができる。
【００１５】前記実施例の加水分解性塩素量は４ｐｐｍ
であったが、２０ｐｐｍ以下であればＡｌ酸化による輝
度劣化を低減でき、より好ましくは５ｐｐｍ以下がよ
い。なお、前記実施例では、ビスフェノールＡ型のエポ
キシ樹脂を用いたが、ビスフェノールＦ型のエポキシ樹
脂とビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂はその構造と特
性が類似しており、ビスフェノールＦ型のエポキシ樹脂
もＬＥＤ封止用として同様に使用できる。
であったが、２０ｐｐｍ以下であればＡｌ酸化による輝
度劣化を低減でき、より好ましくは５ｐｐｍ以下がよ
い。なお、前記実施例では、ビスフェノールＡ型のエポ
キシ樹脂を用いたが、ビスフェノールＦ型のエポキシ樹
脂とビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂はその構造と特
性が類似しており、ビスフェノールＦ型のエポキシ樹脂
もＬＥＤ封止用として同様に使用できる。
【００１６】また、前記実施例は、ＧａＡｌＡｓ素子Ｌ
ＥＤに関するものであったが、ＧａＡｌＡｓ素子に限定
されない。
ＥＤに関するものであったが、ＧａＡｌＡｓ素子に限定
されない。
【００１７】
【発明の効果】この発明の構成によれば、エポキシ樹脂
中の加水分解性塩素量を低減でき、ＬＥＤの高温高湿環
境下での加水分解性塩素によるＡｌの酸化に基づく輝度
劣化を低減することができ、ＧａＡｌＡｓ素子ＬＥＤの
性能（寿命）を著しく向上させることができるという効
果が得られる。
中の加水分解性塩素量を低減でき、ＬＥＤの高温高湿環
境下での加水分解性塩素によるＡｌの酸化に基づく輝度
劣化を低減することができ、ＧａＡｌＡｓ素子ＬＥＤの
性能（寿命）を著しく向上させることができるという効
果が得られる。
【図１】ＬＥＤの断面図である。
３ 封止樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/31
Claims (1)
- 【請求項１】 ビスフェノールＡ型またはビスフェノー
ルＦ型のエポキシ樹脂と、脂環式エポキシ樹脂と、酸無
水物硬化剤と、硬化促進剤とからなり、硬化後の加水分
解性塩素量が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とするＬ
ＥＤ用エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8201893A JPH06296044A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Ｌｅｄ用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8201893A JPH06296044A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Ｌｅｄ用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06296044A true JPH06296044A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=13762790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8201893A Pending JPH06296044A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Ｌｅｄ用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06296044A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1117134A3 (en) * | 2000-01-11 | 2002-05-29 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Encapsulant for light-emitting devices |
| JP2010202880A (ja) * | 2002-10-07 | 2010-09-16 | Momentive Performance Materials Inc | エポキシ樹脂組成物、該組成物で封止された固体素子、並びに方法 |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP8201893A patent/JPH06296044A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1117134A3 (en) * | 2000-01-11 | 2002-05-29 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Encapsulant for light-emitting devices |
| US6617787B2 (en) | 2000-01-11 | 2003-09-09 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting system with alicyclic epoxy sealing member |
| JP2010202880A (ja) * | 2002-10-07 | 2010-09-16 | Momentive Performance Materials Inc | エポキシ樹脂組成物、該組成物で封止された固体素子、並びに方法 |
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