JPS6117136B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来発光ダイオード（以下LEDと略す）の樹
脂封止方法としては、液状エポキシ樹脂組成物が
好んで用いられている。その方法としては透明容
器内に液状樹脂組成物を注入した後、LED部品
を所望の部分まで埋没させて、その後この樹脂組
成物を加熱硬化せしめて一体化せしめる謂ゆるポ
ツテイング法、形容器を用いて同様に封止を行つ
た後脱型を行なう謂ゆるキヤステイング法、樹脂
組成物中に素子を浸漬してこれを一度引き上げ附
着した樹脂を加熱硬化せしめる謂ゆるデイツピン
グ法、液状樹脂組成物を所望の部分に滴下せしめ
てそのまま硬化せしめる謂ゆるロツピング法等が
挙げられる。いずれにしろLEDを硬化性樹脂で
封止することによりLED素子およびリード部分
に絶縁被覆を施こすことにより保護する目的で樹
脂封止が行なわれている。この封止に用いられる
樹脂は次の様な性能が要求される。 即ち 広く行なわれているポツテイング、キヤステ
イング等の方法の場合、低粘度樹脂であつて封
止に際して作業し易く、脱泡が短時間で行なえ
るものでなければならない。 硬化に際しての硬化収縮が小さいものでなけ
ればならない。硬化収縮が大きい場合は封止に
際してクラツクが生ずるとか、ヒートシヨツク
により残留歪に起因するクラツクが生ずると
か、ボンデイングされた金線が破断するとかの
不都合が生ずる。 得られた硬化物の電気絶縁性が良いこと、お
よび熱膨脹係数が小さいこと。 得られた硬化物の耐環境信頼性が高くなけれ
ばならない。 変色の少ないものでなければならない。 等である。これらの要求性能を満足させるものと
して酸硬化型エポキシ樹脂を主成分とする樹脂組
成物が選定利用されている。しかしながらこれ等
従来の封止方法は加熱硬化型であるため硬化に長
い時間を必要とする。即ちキヤステイング法を例
に挙げれば、脱型可能な迄に60分程度必要であ
り、これを短縮しようとして硬化剤を調整すると
か、硬化温度を上げるといつた手段を用いると硬
化時の内部発熱が大きくなり、これに併なう種々
のトラブルが生ずる。更に硬化物の着色を避ける
目的で酸硬化型エポキシ樹脂を用いざるを得ない
が、周知の如く酸硬化エポキシ樹脂は最終硬化迄
の硬化時間が長く、通常後硬化を行うのが一般的
で、通常一昼夜位のアフターベーキングが行なわ
れている。この様にLED樹脂封止に関しては長
時間を要するため生産性に難点が有るという問題
がある。この難点を克服する方法として紫外線硬
化樹脂組成物を用いる試みが一部において成され
ている。即ち紫外線硬化樹脂組成物としては、不
飽和ポリエステル系、アクリル系またはメタアク
リル系などの樹脂組成物に光重合開始剤を添加し
たものが試みられている。しかしながらこの様な
樹脂系を用いた場合は以下のような欠点が生ずる
ため全く実用化不可能であるのが実情である。 即ち 空気中の酸素による謂ゆるラジカル重合禁止
効果により空気と接触する部分の重合阻害が起
り樹脂表面がべたつき、これを避ける目的で多
量の光開始剤を用いざるを得ない。このため光
開始剤の含有量が増大してしまい、最終成形品
を加熱した場合これに起因した変色が著じるし
く、LED素子の発光光線の光透過率が悪くな
つてしまい、信頼性の面から使用に耐えない。 上記樹脂系組成物の硬化機構は謂ゆるラジカ
ル附加型であるため硬化収縮が本質的に大きい
こと、および前述の如き理由で多量の開始剤を
用いるために均一硬化物が得にくいことと相俟
つて、封入時にクラツクが入り易いとか、内部
歪みが残るためボンデイングされた金線が破断
される謂ゆる金線オープン現象が生じてしま
う。この為歩留りが著じるしく低下してしま
う。 樹脂の硬化収縮とも関連するが、素子および
リード部との密着性に欠けるため成形物の耐湿
特性に欠ける。 硬化物の紫外線透過が悪いため肉厚成形の場
合、外部の硬化に比較して内部の硬化が遅くな
り、内部歪みが残り易い。 耐熱性に劣る。 等である。 本発明者等は従来のポリエステル系、アクリル
系、メタアクリル系樹脂組成物をLED封止に用
いた場合に生じる上記欠点を解消すべく鋭意検討
を行ない、本発明に到達するに至つた。即ち紫外
線硬化樹脂として、トリアリールイソシアヌレー
ト〜ポリチオール系を選定し、これに光開始剤、
加熱変色防止剤、着色剤を添加した樹脂組成物を
用いてLEDをポツテイング、キヤステイング、
デイツピング、ドロツピング等の公知の手法によ
り封止した後、紫外線を照射して硬化せしめて優
れた樹脂封止されたLEDの得られることを見い
出した。以下に本発明の詳細を述べる。 本発明に用いられる紫外線硬化樹脂系であるト
リアリールイソシアヌレート〜ポリチオール系は
一般に非常に低粘度液状物であるため、ポツテイ
ング、キヤステイング等に際しての作業性が極め
て良好であり、更に脱泡操作が非常に容易であ
る。 本発明に用いられるポリチオール物質として
は、エチレングリコールビス−（β−メルカプト
プロピオネート）、トリメチロールプロパントリ
ス（チオグリコレート）、トリメチロールプロパ
ントリス（β−メルカプトプロピオネート）、ペ
ンタエリスリツトテトラキス（チオグリコレー
ト）等のポリチオールである。これらトリアリー
ルイソシアヌレートとポリチオールの反応は公知
の技術であるが、この反応をLEDの封止に適用
した場合に優れた効果が得られることを見い出し
た。即ちこの反応は従来のアクリル系紫外線硬化
系に比較した場合、従来の反応系が謂ゆる二重結
合によるラジカル付加重合系であるのに対し、本
発明に用いられる系は−SHのＨ引抜き反応を伴
なう重付加反応であり、反応機構を全く異にする
ものである。この結果生ずる特徴を巧みに用いて
本発明を成すに至つたもので有る。即ち、１重合
系が極めて低粘度であるため封止作業性に優れて
いる、２重付加反応系であるため酸素禁止効果が
無く少量の光開始剤で重合させることが出来る。
このため成形品の変色が少ない上に均一に硬化を
行なうことが出来るので、内部歪みの問題が解消
される。３重付加反応であるので硬化収縮が小さ
く内部歪みが小さいため、成形時、加熱処理時、
ハンダ実装時等におけるクラツクの問題が解消さ
れる。４硬化物の紫外線透過性が良好であるため
均一硬化が可能であり、肉厚封止も可能である。
５樹脂骨格にイソシアヌール環があるため、耐熱
性に優れている等のLED封止剤として優れた特
徴を有じている反応系であることを見い出した。
このようなトリアリルイソシアヌレート〜ポリエ
ンを主成分とする組成物に、更に光開始剤を添加
するが、これらとしてはベンゾインアルキルエー
テル、α−メチルベンゾイン、ベンゾフエノン、
ミヒラーケトン等の一般の光開始剤が用いられ
る。このものの添加量は樹脂に対して１％以下で
良く、一般には0.5％程度が好ましい。更に他の
添加剤として着色防止剤が添加されるが、これら
のものとしては一般の燐系酸化防止剤が使用可能
であるが、検討の結果では亜リン酸トリフエニル
と２，６−ジｔ−ブチル−ｐ−クレゾールの組合
せが良好である。次いで着色剤が添加される。ま
た必要に応じてドロツピング剤、デイツピング剤
等の場合はフイラーおよびチキソ剤が添加され
る。かくして調整された組成物は、LED封止剤
として上述の諸性能を満足し非常に優れたもので
あつた。以下に実施例を示す。 実施例 １ （樹脂の調製） トリアリルイソシアヌレート 249ｇ（１モル） ペンタエリスリツトテトラキス（チオグリコレ
ート） 216ｇ（0.5モル） ベンゾフエノン 4.65ｇ 亜リン酸トリフエニル 4.65ｇ 2.6−ジ−terr−ブチル−ｐ−クレゾール 4.65ｇ 上記の割合の組成物を常温で30分間撹拌混合
し、粘度700cps（20℃）の無色透明な封止用樹
脂組成物を得た。 （樹脂の硬化及び成形） このようにして得られた樹脂組成物をLED成
形用金型に注入し、所定のリードの一部を樹脂中
に浸漬せしめた後、活性光線を１分間照射した。 光源は出力80w／cmの高圧水銀灯、光源と金型
との距離は15cmであつた。活性光線を１分間照射
することにより、金型内の樹脂は脱型可能なまで
充分に硬化していた。脱型後リードを倒立せし
め、活性光線をさらに１分間照射して完全硬化さ
せた。 （成形硬化物の特性） このようにして得られたLED封止成形物の特
性は第１表の通りであり、充分実用に耐えるもの
であつた。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発光ダイオード素子およびリード部から構成
   される部品を樹脂封止する方法において、使用さ
   れる樹脂組成物がトリアリルイソシアヌレート、
   ポリチオール、着色防止剤、光増感剤、着色料か
   ら構成される紫外線硬化可能な低粘度樹脂組成物
   であることを特徴とする発光ダイオードの樹脂封
   止方法。