KR101452981B1 - 광 반도체 소자 탑재용 기판, 이의 제조방법 및 이로부터 제조된 광반도체 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면은 에폭시 수지, 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제, 무기충전재 및 백색안료를 포함하고, 상기 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제는 경화촉진제를 포함하지 않고 경화 가능한 경화제로 하기 화학식 1로 표현되고, 하기 식 1로 표현되는 광반사율 유지율이 90% 이상인 광 반도체 소자 탑재용 기판을 제공할 수 있다.
화학식 1
식 1
광반사율 유지율(%) = 140℃에서 168시간 동안 근자외선 광을 조사한 후의 반사율／근자외선 광을 조사하기 전의 초기 반사율 X 100
R1은 수소원자, 메틸기 또는 카르복실기이며, R2는 직쇄형 또는 분지형 알킬기이며, n은 3이상의 정수이다.
또한, 본 발명의 일 측면은 상기 광 반도체 소자 탑재용 기판을 제조하는 방법 및 광반도체 소자 탑재용 기판을 포함하는 광반도체 장치를 제공할 수 있다.
화학식 1
식 1
광반사율 유지율(%) = 140℃에서 168시간 동안 근자외선 광을 조사한 후의 반사율／근자외선 광을 조사하기 전의 초기 반사율 X 100
R1은 수소원자, 메틸기 또는 카르복실기이며, R2는 직쇄형 또는 분지형 알킬기이며, n은 3이상의 정수이다.
또한, 본 발명의 일 측면은 상기 광 반도체 소자 탑재용 기판을 제조하는 방법 및 광반도체 소자 탑재용 기판을 포함하는 광반도체 장치를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 광 반도체 소자 탑재용 기판 및 이를 포함하는 광반도체 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 산무수물과 다가 알코올을 반응시켜 얻을 수 있는 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제를 포함하는 광 반도체 소자 탑재용 기판 및 이를 포함하는 광반도체 장치에 관한 것이다.
고휘도의 LED의 장기 신뢰성 확보를 위하여 광반사용 에폭시 수지 조성물은 무색 투명성이 우수한 산무수물 경화제가 주로 사용되고 있다. 경화제로서의 산무수물은 가사시간이 길고 점도가 낮으며 피부의 자극이 적고, 모든 종류의 에폭시 수지에 사용할 수 있으며, 경화물의 물성은 후 경화에 의존하지만 아민 경화물에 비하여 고온 안정성 및 전기적 성능이 좋고 열변형 온도가 높으며 고온에서의 물리적, 전기적 성질도 우수하다는 장점이 있다.
그러나 산무수물의 경우 에폭시와의 반응이 느리기 때문에 일반적으로 3급 아민류(tertiary amine), 이미다졸류(imidazole), 암모늄염(ammonium salt)이나 포스포늄염(phosphonium salt)등과 같은 경화 촉매를 첨가하여 경화시간을 단축시키는 것이 일반적이다. 상기와 같은 경화촉매를 사용하게 되면, 장시간 고휘도 LED에서 방출되는 근자외선 광과 열에 노출되면 경화촉매를 사용한 수지 조성물은 변색하기 쉬어 광반사효율이 떨어져 LED 광원의 휘도 저하 원인이 되므로 경화촉매의 사용은 광반사용 수지에 적용하기는 문제가 있다.
또한 시클로헥산-1,2,4-트리카르복시산-1,2-무수물(cyclohexane-1,2,4-tricarboxylic acid-1,2-anhydride)을 경화제로 이용하면 경화촉매를 첨가하지 않아도 경화성이 양호하고, 무색 투명한 경화물을 얻을 수 있다고 알려져 있다. 그러나 시클로헥산-1,2,4-트리카르복시산-1,2-무수물(cyclohexane-1,2,4-tricarboxylic acid-1,2-anhydride) 경화제는 메틸헥사히드로무수프탈릭산(M-HHPA) 경화제 대비 135배 이상 높은 점도를 나타내며 실온에 방치시 점도가 급격히 증가하여 다량의 필러가 포함된 광반사용 수지에 단독으로 적용하기는 매우 어렵다.
본 발명의 일 측면은 3개 이상의 카르복실 기를 갖는 경화제를 포함함으로써, 경화 촉매를 사용하지 않고서도 열과 근자외선 광에 대한 우수한 내변색성과 낮은 반사율 저하 특성을 갖는 열경화성 에폭시 수지 조성물, 이로부터 제조된 광반도체 소자 탑재용 반사판, 및 이를 포함하는 광반도체 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 에폭시 수지, 경화제, 무기충전재 및 백색안료를 포함하고, 상기 경화제는 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제 및 산무수물 경화제를 포함하고, 상기 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제는 경화 촉진제를 포함하지 않고 경화 가능한 경화제로 하기 화학식 1로 표현되고, 하기 식 1로 표현되는 광반사율 유지율이 90% 이상인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
화학식 1
식 1
광반사율 유지율(%) = 140℃에서 168시간 동안 근자외선 광을 조사한 후의 반사율／근자외선 광을 조사하기 전의 초기 반사율 X 100
R1은 수소원자, 메틸기 또는 카르복실기이며, R2는 직쇄형 또는 분지형 알킬기이며, n은 3이상의 정수이다.
또한, 상기 3개이상의 카르복실기를 포함한 경화제는 추가되는 경화촉진제 없이 경화 반응이 가능한 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 에폭시 수지는 하기 화학식 2 및 3을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
화학식 2
화학식 3
n은 0 내지 20의 정수이다.
또한, 상기 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제는 상기 경화제 100 중량부 대비 10 내지 100 중량부를 포함하는 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제는 상기 산무수물 경화제와 다가 알코올이 반응하여 생성시킬 수 있다. 사용 가능한 다가 알코올은 하기 화학식 4의 구조를 가질 수 있다.
화학식 4
OH-(CH2)m-R1-(CH2)p-OH
(상기 식에서, R1은 탄소수 1~30의 선형 또는 분지형의 알킬기 또는 말단에 히드록시기를 포함하는 탄소수 1~10의 선형 또는 분지형 알킬기, m과 p는 독립적으로 0~10의 정수이다. 단 n, m 및 p가 모두 0인 경우는 제외한다)
하기 화학식 4의 구조를 갖는 다가 알코올은 히드록시기가 3개 이상인 프로필렌글리콜(propylene glycol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 글리세린(glycerin), 트리메틸올에탄(Trimethylolethane), 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 2-하이드록시메틸-1,4-부탄디올(2-hydroxymethyl-1,4-buthandiol) 및 부탄테트롤 ((2R,3S)-1,2,3,4 Butanetetrol) 등을 들 수 있다.
상기 다가 알코올은 수산기 당량이 30이상, 바람직하게는 30 내지 200, 더욱 바람직하게는 30 내지 150인 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 산무수물 경화제는 무수 프탈산(phthalic anhydride), 무수 말레산(maleic anhydride), 무수 트리멜리트산(trimellitic anhydride), 무수 피로멜리트산(pyromellitic anhydride), 헥사히드로 무수 프탈산(hexahydro phthalic anhydride), 테트라히드로 무수 프탈산(tetrahydro phthalic anhydride), 무수 메틸나드산(methylnadic anhydride), 무수 나드산(nadic anhydride), 무수 글루타르산(glutaric anhydride), 메틸헥사히드로 무수 프탈산(methylhexahydro phthalic anhydride) 및 메틸테트라히드로 무수 프탈산(methyltetrahydro phthalic anhydride) 및 무수 시클로헥산-1,2,4-트리카르복실-1,2-산(cyclohexane-1,2,4-tricarboxylic acid-1,2-anhydride)을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 무기충전재는 용융 실리카(silica), 결정 실리카(silica), 수산화알루미늄(aluminium hydroxide, Al(OH)3), 수산화마그네슘(magnesium hydroxide, Mg(OH)2) , 황산바륨(barium sulfate, BaSO4), 탄산마그네슘(magnesium carbonate, MgCO3) 및 탄산바륨(barium carbonate, BaCO3)을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 무기충전재의 평균입경은 0.5 내지 35㎛인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 무기충전재는 상기 에폭시 수지 조성물 전체 100 중량부 대비 1 내지 90 중량%인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 백색안료는 고체 상태이며, 혼합에 의해 상기 에폭시 수지 조성물은 액체 상태인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 백색안료는 산화티탄(titanium oxide,TiO2), 알루미나(aluminium oxide,Al2O3), 산화마그네슘(magnesium oxide,MgO), 삼산화안티몬(antimony trioxide,Sb2O3), 산화지르코늄(zirconium oxide,ZrO2), 산화아연(zinc oxide,ZnO), 백연(white lead), 카올린(kaolin), 탄산칼슘(calcium carbonate,CaCO3), 탄산바륨(barium carbonate,BaCo3), 황산바륨(barium sulfate,BaSO4), 황산아연(zinc sulfate,ZnSO4) 및 황화아연(zinc sulfide,ZnS) 및 무기중공입자를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 백색안료의 평균입경은 0.1 내지 50㎛인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 백색안료는 에폭시 수지 조성물 전체 100 중량부 대비 5 내지 50 중량부인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 이형제를 추가로 포함하는 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 이형제는 에폭시 수지 100 중량부에 대해 0.01 내지 8 중량부인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 커플링제를 추가로 포함하는 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 커플링제는 실란커플링제 또는 티타네이트 커플링제인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 실란커플링제는 에폭시실란(epoxysilane)계, 아미노실란(aminosilane)계, 양이온성 실란(cationicsilane)계, 비닐실란(vinylsilane)계, 아크릴실란(acrylsilane)계 및 메르캅토실란(mercaptosilane)계를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 에폭시 수지 조성물은 트랜스퍼 성형시 Spiral flow length(S/F)가 15 내지 60인치(inch)인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 에폭시 수지 조성물은 트랜스퍼 성형시 Gelation time(G/T)이 15 내지 60초인 에폭시 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면은 에폭시 수지에 카르복실기(carboxyl group)가 3개 이상 포함된 경화제를 경화제 100 중량부 대비 10 내지 100 중량%로 포함되게 용융 혼합하는 단계 및 상기 용융 혼합하는 단계를 거친 혼합물에 무기충전재 및 백색안료를 첨가하여 용융 혼련하는 단계를 포함하는 에폭시 수지 조성물 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 용융 혼련하는 단계를 거친 혼합물을 트랜스퍼 성형이 가능하도록 파우다 상에서 압력을 가하는 단계 및 그 결과물을 타블렛 형태로 제작하는 단계를 포함하는 에폭시 수지 조성물 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면은 상기 에폭시 수지 조성물을 포함하는 광반도체 소자 탑재 반사판을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면은 상기 광반도체 소자 탑재용 반사판을 포함하는 광반도체 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의한 에폭시 수지 조성물은 산무수물과 다가 알코올을 반응시켜 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제를 포함함으로써, 경화촉매를 사용하지 않고서도, 열과 광에 대한 우수한 내변색성과 낮은 반사율 저하 특성을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 에폭시 수지 조성물이 성형된 리드프레임의 실시 형태를 나타내는 도면이다. (a)는 리드프레임의 사시도, (b)는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 광반도체 장치의 실시형태를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 광반도체 장치의 실시형태를 나타내는 측면도이다.
본 발명의 일 측면에 따른 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지, 경화제, 무기충전재 및 백색안료를 포함할 수 있다. 또한, 상기 경화제는 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제 및 산무수물 경화제를 포함할 수 있다.
에폭시 수지로서는 에폭시 수지 성형 재료로서 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 그 종류에 특별한 한정이 있는 것은 아니나, 비스페놀 A(bisphenol A)형 에폭시 수지, 비스페놀 F(bisphenol F)형 에폭시 수지, 비스페놀 S(bisphenol S)형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형(phenol novolac) 에폭시 수지 및 크레졸 노볼락 (cresol novolac)형 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지, 모노글리시딜 이소시아누레이트(monoglycidyl isocyanurate), 디글리시딜 이소시아누레이트(diglycidyl isocyanurate), 트리글리시딜 이소시아누레이트(triglycidyl isocyanurate) 및 히단토인(hydantoin)형 에폭시 수지 등의 질소 함유 고리 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A형(hydrobisphenol A) 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 F(hydrobisphenol F)형 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지, 글리시딜 에테르(glycidyl ether)형 에폭시 수지, 알킬 치환 비스페놀(alkyl substituted bisphenol) 등의 디글리시딜 에테르(diglycidyl ether), 디아미노디페닐메탄(diamino diphenyl methane) 및 이소시아누르산(isocyanuric acid) 등의 폴리아민(poly amine)과 에피클로로히드린(epichlorohydrin)의 반응에 의해 얻어지는 글리시딜아민(glycidyl amine)형 에폭시 수지, 올레핀(olefin) 결합을 예를 들어 과아세트산 등의 과산으로 산화하여 얻어지는 선상 지방족 에폭시 수지, 저 수분 흡수율의 경화된 수지를 제공하는 유형으로 주로 사용되는 비페닐형 에폭시 수지, 디시클릭 에폭시 수지 및 나프탈렌(naphthalene)형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합으로 사용할 수 있다.
상기 에폭시 수지 중에서도 투명성, 내변색성 및 폴리오르가노실록산(polyorganosiloxane)과의 용융 혼합성의 관점에서 볼 때, 지환족 에폭시 수지 및 트리글리시딜 이소시아누레이트(triglycidyl isocyanurate)를 단독으로 또는 조합으로 사용할 수 있다. 마찬가지의 이유로, 프탈산(phthalic acid), 테트라히드로프탈산(tetrahydro phthalic acid), 헥사히드로프탈산(hexahydro phthalic acid), 메틸테트라히드로프탈산(methyl tetrahydro phthalic acid), 나드산 및 메틸나드산 등의 디카르복실산(dicarboxylic acid)의 디글리시딜 에스테르(diglycidyl ester)도 사용할 수 있다.
또한, 에폭시 수지의 예는 방향 고리가 수소화되어 지환족 구조를 갖는 핵 수소화 트리멜리트산(trimellitic acid) 및 핵 수소화 피로멜리트산(pyromellitic acid) 등의 글리시딜 에스테르(glycidyl ester)를 더 포함할 수 있다.
에폭시 수지는 상온에서 고형 또는 액상일 수 있다. 그러나 일반적으로, 사용하는 에폭시 수지는 평균 에폭시 당량이 90 내지 1000일 수 있다. 또한, 고형 에폭시 수지의 경우, 취급의 편리성의 관점에서 연화점이 50 내지 160℃일 수 있다. 즉, 에폭시 당량이 지나치게 작으면 에폭시 수지 조성물의 경화물이 취성이 되고, 에폭시 당량이 지나치게 크면 에폭시 수지 조성물의 경화물의 유리 전이 온도(Tg)가 낮아지는 경향이 있을 수 있으므로, 에폭시 수지 조성물의 경화물이 갖는 취성과 유리 전이 온도 등의 특성을 고려하여 적절한 에폭시 당량을 결정할 수 있다.
아울러, 에폭시 수지 조성물은 하기 화학식 2 및 3을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
화학식 2
화학식 3
n은 0 내지 20의 정수이다.
또한, 에폭시 수지는 방향족 작용기를 포함하지 않는 것을 사용할 수 있다. 방향족 작용기를 포함하여 발광소자의 반사판으로 적용하는 경우, 발광소자의 고열에 의해 황변이 발생하여 반사판으로 사용할 수 없게 될 수 있다.
3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제는 하기 화학식 1의 구조를 가질 수 있다.
화학식 1
한편, 상기 화학식 1은 광반사율 유지율이 90% 이상일 수 있으며, 광반사율 유지율은 하기 식 1로 표현될 수 있다.
식 1
광반사율 유지율(%) = 140℃에서 168시간 동안 근자외선 광을 조사한 후의 반사율／근자외선 광을 조사하기 전의 초기 반사율 X 100
상기 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제는 산무수물 경화제와 다가 알코올이 반응하여 생성된다. 사용 가능한 다가 알코올은 하기 [화학식 4]의 구조를 가질 수 있다. 하기 [화학식 4]의 구조를 갖는 다가 알코올은 히드록시기가 2개 이상인 프로필렌글리콜(propylene glycol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 글리세린(glycerin), 트리메틸올에탄(Trimethylolethane), 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 2-하이드록시메틸-1,4-부탄디올(2-hydroxymethyl-1,4-buthandiol) 및 부탄테트롤 ((2R,3S)-1,2,3,4 Butanetetrol) 등을 들 수 있다..
화학식 4
OH-(CH2)m-R1-(CH2)p-OH
(상기 식에서, R1은 탄소수 1~30의 선형 또는 분지형의 알킬기 또는 말단에 히드록시기를 포함하는 탄소수 1~10의 선형 또는 분지형 알킬기, m과 p는 독립적으로 0~10의 정수이다. 단 n, m 및 p가 모두 0인 경우는 제외한다)
상기 다가 알코올은 수산기 당량이 30이상, 바람직하게는 30 내지 200, 더욱 바람직하게는 30 내지 150인 것을 사용할 수 있다.
즉, 열처리 이후에도 광반사율이 크게 줄지 않아 광반도체 소자 탑재 반사판 및 이를 포함하는 광반도체 장치에 사용되기 적합한 것이라는 의미를 가진다.
산무수물 경화제의 종류는 상기 화학식 1의 R1을 결정하는 요소로서 기본적으로 산무수물(anhydride)을 가지고 반응에 참여한다. 산무수물 경화제의 종류에 특별히 한정이 있는 것은 아니나 무수 프탈산(phthalic anhydride), 무수 말레산(maleic anhydride), 무수 트리멜리트산(trimellitic anhydride), 무수 피로멜리트산(pyromellitic anhydride), 헥사히드로 무수 프탈산(hexahydro phthalic anhydride), 테트라히드로 무수 프탈산(tetrahydro phthalic anhydride), 무수 메틸나드산(methylnadic anhydride), 무수 나드산(nadic anhydride), 무수 글루타르산(glutaric anhydride), 메틸헥사히드로 무수 프탈산(methylhexahydro phthalic anhydride) 및 메틸테트라히드로 무수 프탈산(methyltetrahydro phthalic anhydride) 및 무수 시클로헥산-1,2,4-트리카르복실-1,2-산(cyclohexane-1,2,4-tricarboxylic acid-1,2-anhydride)을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나가 사용될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합으로 사용할 수 있다. 상기 산무수물 경화제는 무색투명성, 내후성 및 내트랙킹성이 강하다는 특징이 있다. 또한, 산무수물 경화제로서는, 무색 또는 담황색의 산무수물 경화제가 사용될 수 있다.
또한, 산무수물 경화제는 다가 알코올과 반응하여 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제를 생성하는 역할 이외에도 추가로 첨가될 수 있다. 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제를 10% 미만으로 사용하는 경우, 최종 생성물의 가교결합간 분자량이 작아져서 결합 밀도가 높아지나 반응속도가 느려지는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제는 총 경화제 100 중량부에 대하여 10 중량부 이상 100 중량부 이하의 비율로 포함될 수 있으며, 최종 생성물의 결합 밀도와 반응 속도를 고려하여 적절한 비율이 선택될 수 있다. 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제를 상기 비율로 포함하여 에폭시 수지 조성물을 제조하면, 상기 비율 이외의 비율로 경화제를 포함시킨 경우에 비하여 우수한 물성을 얻을 수 있다. 구체적으로, 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제를 상기 비율에 따라 포함하는 경우, 에폭시 수지 조성물은 우수한 고온안정성을 보이며 특히 내열, 내광 변색성이 우수한 성질을 가질 수 있다.
한편, 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제를 제조하는데 있어서 사용되는 다가 알코올은, 다가 알코올이 가지고 있는 히드록시기(hydroxy group)와 상기 산무수물 경화제가 화학적 반응을 일으키면서 산무수물(anhydride)의 고리가 열린다. 이와 같은 반응을 통해 카르복실기(carboxyl group)이 형성되고 본 발명의 일 측면에 의한 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제인 상기 화학식 1의 형태가 나타나게 된다.
상기와 같은 다가 알코올의 반응으로 인해, 3급아민류, 이미다졸류, 인화합물, 4급암모늄염 또는 유기금속염류 등의 통상적으로 사용되는 경화를 위한 촉매를 포함하지 않는 무촉매 열경화형 광반사용 에폭시 수지 조성물을 제조할 수 있으며, 경화를 위한 촉매를 사용하는 경우에 비해 경화 속도 및 경화 후 결합 밀도에 따른 물성은 광반사용 에폭시 조성물로 사용되기 위한 요구면에서 부족함이 없다.
본 발명의 실시예에서는 [화학식 4]의 구조를 갖는 다가 알코올이 포함될 수 있다.
화학식 4
OH-(CH2)m-R1-(CH2)p-OH
(상기 식에서, R1은 탄소수 1~30의 선형 또는 분지형의 알킬기 또는 말단에 히드록시기를 포함하는 탄소수 1~10의 선형 또는 분지형 알킬기, m과 p는 독립적으로 0~10의 정수이다. 단 n, m 및 p가 모두 0인 경우는 제외한다)
구체적인 예로서 프로필렌글리콜(propylene glycol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 글리세린(glycerin), 트리메틸올에탄(Trimethylolethane), 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 2-하이드록시메틸-1,4-부탄디올(2-hydroxymethyl-1,4-buthandiol) 및 부탄테트롤 ((2R,3S)-1,2,3,4 Butanetetrol) 등을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.
무기충전재는 본 발명의 일 측면에 따른 에폭시 수지 조성물의 선팽창 계수의 저감 및 유동성의 향상을 목적으로 사용될 수 있다. 또한, 무기충전재는 수지와의 결합 강도를 강하게 하기 위해서, 실란 커플링제, 티타네이트 커플링제 등의 커플링제로 미리 표면 처리한 것을 배합할 수 있다. 커플링제에 대해서는 하기에 상술한다.
본 발명의 실시예에서는 상기 무기충전재의 종류에 대해서도 특별한 제한을 두지 않으나 구체적인 예로서, 용융 실리카(silica), 결정 실리카(silica), 수산화알루미늄(aluminum hydroxide, Al(OH)3), 수산화마그네슘(magnesium hydroxide, Mg(OH)2) , 황산바륨(barium sulfate, BaSO4), 탄산마그네슘(magnesium carbonate, MgCO3) 및 탄산바륨(barium carbonate, BaCO3)을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상을 사용할 수 있다. 특히, 용융 실리카(silica), 결정 실리카(silica), 수산화알루미늄(aluminum hydroxide, Al(OH)3) 및 수산화마그네슘(magnesium hydroxide, Mg(OH)2)을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상을 사용하는 경우 에폭시 수지 조성물의 성형성 및 난연성의 관점에서 효과가 개선될 수 있다. 특히, 용융 실리카(silica)의 경우 선팽창 계수의 저감, 고충전성 및 고유동성의 관점에서도 효과가 개선될 수 있다.
상기 무기충전재의 평균입경(D50)은 0.5 내지 35㎛가 될 수 있다. 무기충전재는 평균입경이 서로 다른 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들면, 평균입경(D50)이 1 내지 10㎛인 무기충전재와 평균입경(D50)이 10 내지 35㎛인 무기충전재를 혼합하여 사용할 수 있다. 평균입경(D50)이 10 내지 35㎛인 무기충전재를 포함하면 트랜스퍼(transfer) 성형시 금형 사이에 발생하는 플레쉬(flesh)를 줄이는 효과가 좋다. 그러나 지나치게 많으면 캐비티(cavity)의 주입구를 쉽게 막아 미충진이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 평균입경(D50)이 10㎛ 이하인 무기충전재와 평균입경(D50)이 10 내지 35㎛인 무기충전재를 1:0.1 내지 1:2.0의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 무기충전재는 에폭시 수지 조성물 전체 100 중량부 대비 1 내지 90 중량부를 사용할 수 있다. 1중량부 미만에서는 경화물의 팽창계수가 크고, 크랙(crack)의 발생을 유발할 수 있으며, 90질량부를 넘으면 조성물의 점도가 지나치게 높아질 수 있다. 따라서, 1 내지 90 중량%의 범위에서 경화물의 팽창계수, 크랙 발생 및 조성물의 점도 등을 고려하여 적절한 비율을 선택할 수 있다.
또한, 본 발명에 사용되는 백색안료는 고체 상태일 수 있으며 혼합하는 과정에서 결과물인 에폭시 수지 조성물은 액체 혼합물 상태가 될 수 있다.
백색안료는 투명성 안료에 은폐력을 부여하기 위해서 사용하며, 그 종류에는 특별한 제한은 없으나 산화티탄(titanium oxide,TiO2), 알루미나(aluminium oxide,Al2O3), 산화마그네슘(magnesium oxide,MgO), 삼산화안티몬(antimony trioxide,Sb2O3), 산화지르코늄(zirconium oxide,ZrO2), 산화아연(zinc oxide,ZnO), 백연(white lead), 카올린(kaolin), 탄산칼슘(calcium carbonate,CaCO3), 탄산바륨(barium carbonate,BaCo3), 황산바륨(barium sulfate,BaSO4), 황산아연(zinc sulfate,ZnSO4) 및 황화아연(zinc sulfide,ZnS) 및 무기중공입자를 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
백색안료의 평균입경(D50)은 0.1 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 입자가 응집하지 않아 분산성이 좋고, 경화물의 광반사 특성이 나빠지지 않는다. 백색안료는 평균입경이 서로 다른 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 백색안료는 에폭시 수지 조성물 전체 100 중량부 대비 5 내지 50 중량부를 사용할 수 있다.
백색안료와 무기충전재에서, 백색안료 : 무기충전재는 1:0.１ 내지 1:4의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 경화물의 광반사 특성이 나빠지지 않고, 트랜스퍼(transfer) 성형 방법에의 사용을 위한 타블렛(tablet) 성형에 유리하고 금형 내에서 용해물이 금형에 주입 될 때 성형품 표면에서 광반사를 저해하는 버블 형성을 줄일 수 있으며， 금형 사이에서 새어 나오는 레진 플레쉬를 줄여주어 레진 플레쉬에 의한 금속배선(리드프레임）의 오염을 발생시키지 않아 광반도체 소자를 금속배선에 탑재 시 본딩 작업과 금선의 연결작업이 양호한 효과가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 에폭시 수지 조성물은 이형제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 이형제의 종류는 특별한 제한은 없으나 고급 지방산, 고급 지방산 에스테르, 고급 지방산 칼슘염, 에톡시드화 알코올 및 변성실리콘 오일을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합으로 사용된다.
또한, 상기 이형제는 에폭시 수지 100 중량부에 대해 0.01 내지 8 중량 %가 포함될 수 있다. 0.01 중량 %보다 함량이 적은 경우 결과물인 에폭시 수지 조성물과 금속 트랜스퍼와의 분리가 원활하게 이루어지지 않아 작업이 지체되며 결과물의 성능이 떨어질 수 있으며, 8 중량 %보다 함량이 많은 경우 에폭시 수지 조성물의 점도가 지나치게 떨어져 성능에 문제가 생길 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 에폭시 수지 조성물은 에폭시 수지, 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제, 무기충전재, 백색안료, 이형제, 및 첨가제 이외에도 각종 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 수지와 무기충전재 및 백색 안료와의 계면접착성을 향상시킨다는 관점에서, 필요에 따라 커플링제를 사용할 수 있다.
커플링제로는 특별히 제한은 없으나, 실란커플링제, 티타네이트 커플링제를 사용할 수 있다. 실란커플링제는 에폭시실란(epoxysilane)계, 아미노실란(aminosilane)계, 양이온성 실란(cationicsilane)계, 비닐실란(vinylsilane)계, 아크릴실란(acrylsilane)계, 메르캅토실란(mercaptosilane)계 등을 사용할 수 있다. 커플링제는 무기충전재에 대한 표면 피복량을 고려하여 적절히 조정하는 것이 좋다. 커플링제는 수지 조성물 중 5중량% 이하로 하는 것이 좋다. 커플링제 이외에도, 산화방지제, 이온포착제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면은 에폭시 수지 조성물의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 상술한 에폭시 수지, 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제, 무기충전재 및 백색안료를 혼합하여 제조할 수 있고, 혼합 수단이나 조건 등은 특별히 제한되지 않는다. 일반적인 제조 방법으로 믹싱 롤, 압출기, 니더 등의 장치를 사용하여 각종 성분을 혼련하고, 얻어진 혼련물을 냉각 및 분쇄하는 방법으로 제조할 수 있다. 혼련 방식은 특별히 제한되지 않지만, 용융 혼련으로 할 수 있고, 사용하는 각종 성분의 종류나 배합량에 따라 용융 혼련시의 온도와 시간을 조절할 수 있다.
일 구체예로서, 각 성분의 배합순서는 제한은 없지만 에폭시 수지와 액상 또는 융점이 150℃ 이하인 이형제, 첨가제를 100내지 150℃를 유지시켜 액상 혼합물을 얻는다. 얻어진 액상 혼합물에 액상의 경화제를 혼합하여 전체 혼합물이 30내지 60℃가 되도록 냉각시킨다. 나머지 원료인 각종 용융되지 않는 고상 분말인 첨가제, 백색안료 및 무기충전재 등을 투입한다. 30℃내지 50℃를 유지하며 5내지 30rpm의 속도의 믹싱 롤을 이용하여 3내지 30분간 혼련하여 스라이럴 플로우 길이(spiral flow length) 15내지 60인치와 겔타임(gelation time) 15내지 60초인 혼합물을 얻는다.
각 성분의 배합 순서에 제한은 없지만, 에폭시 수지, 경화제, 이형제 및 각종 첨가제를 먼저 예비 혼합하고, 그 다음에 백색안료，무기충전재 및 용융되지 않는 고상 첨가제를 배합하는 것이 좋다.
또한, 상기 단계들을 거친 혼합물을 트랜스퍼(transfer) 성형이 가능하도록 파우다 상에서 압력을 가하는 단계와 이를 거친 결과물을 타블렛(tablet) 형태로 제작하는 단계를 포함하여 본 발명의 일 측면에 따른 에폭시 수지 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 측면은 광반도체 소자 탑재용 반사판을 제공한다. 상기 광반도체 소자 탑재용 반사판은 본 발명의 일 측면에 따른 에폭시 수지 조성물을 사용하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 광반도체 소자 탑재 반사판은 1개 이상의 오목부를 가지며, 적어도 상기 오목부의 내부 측면이 본 발명의 일 측면에 따른 에폭시 수지 조성물로 구성되는 반사판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면은 광반도체 소자 탑재 반사판의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 광반도체 소자 탑재 반사판의 내부 측면을 상기 에폭시 수지 조성물로 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로는, 열경화형 광반사용 수지 조성물 또는 그 타블렛 성형체를 트랜스퍼 성형에 의해 제조할 수 있다. 광반도체 소자 탑재용 반사판은 금속박으로부터 펀칭이나 에칭 등의 공지의 방법에 따라 금속 배선을 형성한다. 그 금속배선（리드프레임）에 니켈(Ni)／은(Ag) 도금을 실시한다．그런 다음 그 금속 배선을 금형에 배치하고, 금형의 수지 주입구로부터 본 발명의 열경화형 광반사용 수지 조성물 즉 타블렛 성형체를 고온 용융한다. 그런 다음 주입한 수지 조성물을 금형 온도 145 내지 190℃, 성형 압력 10 내지 80Kgf/cm2100 내지 240초에 걸쳐 경화시킨 후에 금형에서 떼어내고, 경화 온도 120 내지 180℃로 1 내지 ５시간에 걸쳐 열경화시킨다. 또한 광반도체 장치의 금속배선（리드 프레임）위에 레진 플레쉬와 같은 유기물 오염을 제거 하는 공정을 거친 후 광반도체 반사율 향상 및 장시간 유지 목적으로 열경화형 광반사용 수지 조성물의 경화물로 구성되는 반사판이 주위를 둘러싸고 광반도체 소자 탑재 영역으로 되는 오목부의 소정 위치에 니켈(Ni)／은(Ag) 도금을 재 실시할 수 있다.
본 발명의 일 측면은 상기 광반도체 소자 탑재용 반사판을 포함하는 광반도체 장치를 제공할 수 있다. 상기 광반도체 장치는 상기 광반도체 소자 탑재용 반사판, 광반도체 소자 탑재용 반사판의 오목부 저면에 탑재되는 광반도체 소자, 및 광반도체 소자를 덮도록 오목부 내에 형성되는 형광체 함유 투명 봉지 수지층을 포함할 수 있다. 상기 광반도체 소자로는 LED를 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 일례로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
[본 발명의
실시예
]
상기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
(1)다가 알코올로 글리세린(삼전화학)을 사용하였다.
(2-1)경화제로 헥사히드로무수프탈릭산(HHPA, 신일본 이화학)를 사용하였다.
(2-2)경화제로 메틸헥사히드로무수프탈릭산(MHHPA, 하진켐텍)를 사용하였다.
(2-3)경화제로 시클로헥산-1,2,4-트리카르복시산-1,2-무수물(H-TMAn, 미쯔비시 가스 케미컬)를 사용하였다.
(2-4)경화제로 MH-700G(신일본 이화학)를 사용하였다.
(3)에폭시 수지로 TEPIC-S(니싼 케미칼)를 사용
하였다.
(4)무기충전재로 실리콘산화물(SiO2)(평균입경(D50) 1㎛:평균입경(D50) 22㎛의 1:1 중량비 혼합물)를 사용하였다.
(5)백색안료로 산화티타늄(TiO2)(평균입경 0.17㎛)를 사용하였다.
(6)이형제로 Unithox 750(베이커 페트롤라이트)와 KF-615A(신에츠)를 1:4로 혼합하여 사용하였다.
(7)커플링제로 KBM-403(에폭시실란)(신에츠)을 사용하였다.
(8)경화촉매로 U-CAT 5003(산아프로)을 사용하였다.
[합성예 1-1]. 3개 이상의 카르복실기(carboxyl group)가 포함된 경화제 제조(A)
150g 헥사히드로무수프탈산(hexahydrophthalicanhydride)과 30g 글리세린(glycerin)은 무촉매 조건하에서 120℃, 2시간 반응하여 카르복실산 무수물(carboxylic acid anhydride) 조성물(A)을 얻었다. 겔투과크로마토그래피에 의하여 미반응 글리세린(glycerin)이 존재하지 않음을 확인하였다. 겔투과크로마토그래피에 의해 측정된 수평균 분자량(Mn)은 247이며, 카르복실기 당량은 184g/eq이었다. 얻어진 조성물은 무색의 반고상 수지였다.
[합성예 1-2]. 3개 이상의 카르복실기(carboxyl group)가 포함된 경화제 제조(B)
164g 메틸헥사히드로무수프탈산(hexahydrophthalicanhydride)과 30g 글리세린(glycerin)은 무촉매 조건하에서 120℃, 2시간 반응하여 카르복실산 무수물(carboxylic acid anhydride) 조성물(B)을 얻었다. 겔투과크로마토그래피에 의해 측정된 수평균 분자량(Mn)은 260이며, 카르복실기 당량은 196g/eq이었다.
[합성예 1-3]. 3개 이상의 카르복실기(carboxyl group)가 포함된 경화제 제조(C)
97g 시클로헥산-1,2,4-트리카르복시산-1,2-무수물과 30g 글리세린(glycerin)은 무촉매 조건하에서 120℃, 2시간 반응하여 카르복실산 무수물(carboxylic acid anhydride) 조성물(C)을 얻었다. 얻어진 조성물은 상온에서 고상이었으며 겔투과크로마토그래피에 의해 측정된 수평균 분자량(Mn)은 190이며, 카르복실기 당량은 130g/eq이었다.
[합성예 1-4]. 3개 이상의 카르복실기(carboxyl group)가 포함된 경화제 제조(D)
164g MH-700G와 30g 글리세린(glycerin)은 무촉매 조건하에서 120℃, 2시간 반응하여 카르복실산 무수물(carboxylic acid anhydride) 조성물(D)을 얻었다. 겔투과크로마토그래피에 의해 측정된 수평균 분자량(Mn)은 247이며, 카르복실기 당량은 197g/eq이었다.
[실시예 1]. 리플렉터 조성물
실시예 1은 하기 표 1에 기재된 함량으로 첨가된 에폭시 수지, 산무수물경화제, 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제, 이형제 및 첨가제의 혼합물을 120℃까지 승온시켜 용융 혼합하였다. 얻어진 혼합물은 40℃까지 냉각시킨 다음 백색안료 및 무기충전재를 하기 표 2에 기재된 함량으로 첨가하고 35℃로 유지시키면서 rpm 30에서 5분 동안 혼련하였다. 얻어진 혼합물은 트레이에 담고 70℃ 오븐에서 3시간 동안 숙성시켜 열경화성 수지 조성물을 얻었다. 실시예 #2~#9은 하기의 [표 1]의 함량으로 상기와 동일한 방법에 의하여 제조하였다.
| 실시예 | 비교예 | |||||||||||
| #1 | #2 | #3 | #4 | #5 | #6 | #7 | #8 | #9 | #10 | #11 | ||
| TEPIC-S(3) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 산무수물경화제 (2) |
MH700G | 129.2 | 80.8 | 32.3 | 129.2 | 32.3 | 129.2 | 32.3 | 162 | 162 | ||
| 2개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제 | A | 35.5 | 88.8 | 142.1 | 177.6 | |||||||
| B | 38.2 | 152.8 | ||||||||||
| C | 25.0 | 99.8 | ||||||||||
| D | 191.0 | |||||||||||
| 무기충전재(4) | 609 | 620 | 631 | 638 | 701 | 655 | 585 | 536 | 668 | 603 | 603 | |
| 백색안료(5) | 474 | 482 | 491 | 496 | 545 | 509 | 455 | 417 | 520 | 469 | 469 | |
| 이형제(6) | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| 커플링제(7) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| 경화촉매(8) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
| 총합 | 1,353.7 | 2,647.7 | 1,402.4 | 1,417.6 | 1,519.4 | 1,455.1 | 1,300.2 | 1,191.1 | 1,485 | 1,340 | 1,340 | |
[비교예]
카르복실산 무수물(carboxylicacid anhydride)을 제외하고 인계 경화촉매 U-CAT 5003 및 헥사히드로무수프탈산(hexahydrophthalicanhydride) 경화제를 상기 표 2에 기재된 함량으로 취하여 고상 혼련공정을 통하여 얻어진 혼합물을 트레이에 담고 상기와 동일한 숙성과정을 통하여 상기 표 1의 비교예 #10 조성물을 얻었다. 마찬가지로 비교예 #11은 상기 표 1의 함량으로 상기와 동일한 방법에 의하여 제조하였다.
앞에서 제조한 실시예와 비교예의 에폭시 수지 조성물에 대하여 하단에 기재한 방법에 의하여 특성시험을 실시하고 그 결과를 표 2에 정리하였다.
[실험예] : 물성평가
(1) S/F(Spiral flow length)(인치) : 상기 실시예와 비교예에서 제조된 조성물에 대해 EMMI 표준 금형을 이용하여, 금형온도 180℃에서 트랜스퍼 성형시 흐름성을 측정하였다.
(2) G/T(Gelation time)(sec) : 상기 실시예와 비교예에서 제조된 조성물을 180℃ 핫 플레이트 위에 일정량을 놓고 반응시켜 겔화가 될 때까지의 시간을 측정하였다.
(3) 시편 제작 및 광반사율 측정 : 각 실시예와 비교예에서 조제한 수지 조성물을 180℃, 240초 동안 트랜스퍼 성형기를 이용하여 50mm X 50mm X 10mm 시편을 제작하였다. 제조된 시편은 150℃에서 3시간 동안 후 경화시켰다. 광반사율은 V-670 spectrometer(JASCO사)를 이용하여 430nm에서 측정하였다.
(4) 내열시험 : 150℃ 오븐 중에서 1,000시간 시편을 폭로한 다음 430nm에서 시편의 반사율을 측정하였다.
(5) 내광시험 : 경화된 시편을 140?를 유지하며 460nm 근자외선 광을 168시간 시편에 조사한 다음 반사율을 측정하였다.
(6) 쇼어 D : 수지 조성물을 트랜스퍼 성형기를 이용하여 상기와 동일한 조건하에 직경 50m X 두께 3mm의 원판으로 성형한 다음, 즉시 쇼어 D형 경도계를 이용하여 원판의 경도를 측정했다.
(7) 유리전이온도(Tg) : 시차주사열량계(DSC)로 측정하였다.
| #1 | #2 | #3 | #4 | #5 | #6 | #7 | #8 | #9 | #10 | #11 | |
| S/F | 43 | 37 | 32 | 25 | 52 | 22 | 39 | 20 | 32 | 65 | x |
| G/T | 43 | 32 | 31 | 39 | 53 | 46 | 41 | 32 | 54 | 32 | x |
| Tg | 142 | 146 | 137 | 131 | 143 | 136 | 151 | 148 | 131 | 156 | x |
| Shore-D | 45 | 51 | 54 | 46 | 41 | 44 | 45 | 57 | 37 | 68 | x |
| 초기반사율 | 95.2 | 95.2 | 95.2 | 95.2 | 96 | 96 | 95.7 | 95.7 | 95 | 95.2 | x |
| 내열반사율 (150℃X1,000hr) | 91 | 92 | 93 | 94 | 91 | 93 | 91 | 93 | 94 | 75 | x |
| 내광 반사율 (168hr) | 89 | 90 | 94 | 95 | 88 | 94 | 88 | 94 | 93 | 78 | x |
| 광반사율 유지율(%) | 93.5 | 94.5 | 98.7 | 99.8 | 92.0 | 97.9 | 92.0 | 98.2 | 97.9 | 81.9 | x |
상기 표 2에 나타난 바와 같이 비교예 #11은 카르복실기가 2개 이상 포함하는 경화제가 없고 촉매가 없는 경우 반응이 이루어지지 않아 물성 측정을 할 수 없었다. 비교예 #10과 비교하여 실시예 #1~#9는 유리전이온도 및 쇼어 D의 저하가 나타났으나 감소 정도는 경화물 물성 저하를 일으키지 않는 수준이었다. 이는 카르복실기가 포함된 경화제를 사용한 경화물이 경화촉매가 존재하지 않는 조건에서 충분한 경화가 이루어졌음을 나타내고 있다. 또한 경화촉매를 사용한 #10과 비교하여 열과 광에 의한 안정성이 개선되어 반사율이 85% 이상으로 초기반사율 저하율이 10% 미만으로 크게 개선되었다. 3개 이상의 카르복실기가 포함된 경화제의 함량은 총 경화제 중량의 10중량 내지 100중량%가 포함되는 것이 좋다. 3개 이상의 카르복실기가 포함된 경화제 함량이 10중량% 미만이면 표면에 끈적임이 나타났다. 경화 반응을 진행시킬 수 있는 충분한 카르복실기의 부족으로 미경화가 발생함을 알 수 있었다. 표 2의 장기 내열 반사율과 내광 반사율에 나타나듯이 카르복실기가 포함된 경화제가 존재하는 경화물은 무촉매 경화반응을 통해서 유리전이온도가 130℃ 이상을 나타내며 경화촉매가 포함된 경화물과 비교하여 85% 이상의 우수한 반사율을 유지하였다. 이는 3개 이상의 카르복실기를 포함한 경화제가 무촉매 경화반응을 가능하게 했으며 무촉매 경화물은 장시간 열과 광에 노출되는 환경에서도 변색 안정성이 우수함을 나타내고 있다. 이러한 특성은 광반도체 소자의 높은 광효율과 신뢰성을 개선할 수 있다.
1 : 리프렉터 2 : 리드프레임
3 : 광반도체 소자 4 : 금와이어
5 : 형광체 6 : 투명수지 봉지재
3 : 광반도체 소자 4 : 금와이어
5 : 형광체 6 : 투명수지 봉지재
Claims (23)
- 에폭시 수지, 경화제, 무기충전재 및 백색안료를 포함하고,
상기 경화제는 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제 및 산무수물 경화제를 포함하고,
상기 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제는 경화촉진제를 포함하지 않고 경화 가능한 경화제로 하기 화학식 1로 표현되고,
하기 식 1로 표현되는 광반사율 유지율이 90% 이상인 에폭시 수지 조성물을 포함하며,
상기 에폭시 수지 조성물을 내부 측면에 포함하는 오목부를 가지는 광 반도체 소자 탑재용 기판.
화학식 1
식 1
광반사율 유지율(%) = 140℃에서 168시간 동안 근자외선 광을 조사한 후의 반사율／근자외선 광을 조사하기 전의 초기 반사율 X 100
R1은 수소원자, 메틸기 또는 카르복실기이며, R2는 직쇄형 또는 분지형 알킬기이며, n은 3이상의 정수이다. - 제1항에 있어서,
상기 에폭시 수지는 하기 화학식 2 및 3을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나인 광 반도체 소자 탑재용 기판.
화학식 2
화학식 3
n은 0 내지 20의 정수이다. - 제1항에 있어서,
상기 3개 이상의 카르복실기를 갖는 경화제는 상기 경화제 100 중량부 대비 10 내지 100 중량부를 포함하는 광 반도체 소자 탑재용 기판. - 삭제
- 제3항에 있어서,
상기 다가 알코올은 화학식 4를 포함하는 군에서 선택되는 광 반도체 소자 탑재용 기판.
화학식 4
OH-(CH2)m-R1-(CH2)p-OH
(상기 식에서, R1은 탄소수 1~30의 선형 또는 분지형의 알킬기 또는 말단에 히드록시기를 포함하는 탄소수 1~10의 선형 또는 분지형 알킬기, m과 p는 독립적으로 0~10의 정수이다. 단 n, m 및 p가 모두 0인 경우는 제외한다) - 제1항에 있어서,
상기 무기충전재는 용융 실리카(silica), 결정 실리카(silica), 수산화알루미늄(aluminium hydroxide, Al(OH)3), 수산화마그네슘(magnesium hydroxide, Mg(OH)2) , 황산바륨(barium sulfate, BaSO4), 탄산마그네슘(magnesium carbonate, MgCO3) 및 탄산바륨(barium carbonate, BaCO3)을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 광 반도체 소자 탑재용 기판. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 백색안료는 산화티탄(titanium oxide,TiO2), 알루미나(aluminium oxide,Al2O3), 산화마그네슘(magnesium oxide,MgO), 삼산화안티몬(antimony trioxide,Sb2O3), 산화지르코늄(zirconium oxide,ZrO2), 산화아연(zinc oxide,ZnO), 백연(white lead), 카올린(kaolin), 탄산칼슘(calcium carbonate,CaCO3), 탄산바륨(barium carbonate,BaCo3), 황산바륨(barium sulfate,BaSO4), 황산아연(zinc sulfate,ZnSO4) 및 황화아연(zinc sulfide,ZnS) 및 무기중공입자를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나인 광 반도체 소자 탑재용 기판. - 제1항에 있어서,
상기 백색안료의 평균입경은 0.1 내지 50㎛인 광 반도체 소자 탑재용 기판. - 제1항에 있어서,
상기 백색안료는 에폭시 수지 조성물 전체 100 중량부 대비 5 내지 50 중량부인 광 반도체 소자 탑재용 기판. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 에폭시 수지 조성물은 트랜스퍼 성형시 Spiral flow length(S/F)가 15 내지 60인치(inch)인 광 반도체 소자 탑재용 기판. - 삭제
- 에폭시 수지에 카르복실기(carboxyl group)가 3개 이상 포함된 경화제를 경화제 100 중량부 대비 10 내지 100 중량%로 포함되게 용융 혼합하는 단계; 및
상기 용융 혼합하는 단계를 거친 혼합물에 무기충전재 및 백색안료를 첨가하여 용융 혼련하는 단계;를 포함하는 광 반도체 소자 탑재용 기판 제조 방법. - 제20항에 있어서,
상기 용융 혼련하는 단계를 거친 혼합물을 트랜스퍼 성형이 가능하도록 파우다 상에서 압력을 가하는 단계; 및
그 결과물을 타블렛 형태로 제작하는 단계;를 포함하는 광 반도체 소자 탑재용 기판 제조 방법. - 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제6항, 제10항 내지 제12항 및 제18항 중 어느 한 항의 광 반도체 소자 탑재용 기판을 포함하는 광반도체 장치.
- 삭제
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