KR20100086955A - 프라이머 조성물 및 그것을 이용한 광 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 반도체 소자를 실장한 기판과 이 광 반도체 소자를 밀봉하는 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물과의 접착성을 향상시킴과 동시에, 기판 상에 형성된 금속 전극의 부식을 방지하는 것이 가능한 프라이머 조성물 및 그것을 이용한 고신뢰성의 광 반도체 장치를 제공한다.
또한, 광 반도체 소자를 실장한 기판과 상기 광 반도체 소자를 밀봉하는 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물을 접착하는 프라이머 조성물로서,
(A) 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 수소 원자를 적어도 하나 함유한 (메트)아크릴산에스테르의 단독 중합체, 또는 상기 규소 원자에 결합한 수소 원자를 함유한 (메트)아크릴산에스테르와, 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과의 공중합체, 및
(B) 용제
를 함유하는 것을 특징으로 하는 프라이머 조성물에 관한 것이다.

Description

프라이머 조성물 및 그것을 이용한 광 반도체 장치{PRIMER COMPOSITION AND OPTICAL SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}
본 발명은, 예를 들면 LED(발광 다이오드) 등의 광 반도체 소자를 실장한 기판과 이 광 반도체 소자를 밀봉하는 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물을 견고하게 접착하는 프라이머 조성물 및 그것을 이용한 광 반도체 장치에 관한 것이다.
광 반도체 장치로서 알려진 LED 램프는 광 반도체 소자로서 발광 다이오드(LED)를 갖고, 기판에 실장된 LED를 투명한 수지를 포함하는 밀봉제로 밀봉한 구성이다. 이 LED를 밀봉하는 밀봉제로서는 종래부터 에폭시 수지 베이스의 조성물이 범용되어 왔다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).
그러나, 에폭시 수지 베이스의 밀봉제로서는 최근의 반도체 패키지의 소형화, LED의 고휘도화에 수반하는 발열량의 증대 및 광의 단파장화에 따라서 균열 및 황변이 발생하기 쉽고, 신뢰성의 저하를 초래하고 있었다.
따라서, 우수한 내열성을 갖는 점에서, 밀봉제로서 실리콘 조성물이 사용되기에 이르렀다. 특히, 부가 반응 경화형의 실리콘 조성물은 가열에 의해 단시간으로 경화하기 때문에 생산성이 좋고, LED의 밀봉제로서 적합하다(예를 들면 특허 문헌 2 참조).
그러나, LED를 실장하는 기판과 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물을 포함하는 밀봉제와의 접착성은 충분하다고 할 수 있는 것은 아니다. LED를 실장하는 기판으로서, 기계적 강도가 우수한 점에서 폴리프탈아미드 수지가 다용되어 왔기 때문에, 이 수지에 적합한 프라이머가 개발되어 있다(예를 들면 특허 문헌 3 참조). 그러나 하이 파워(high-power)인 광량을 필요로 하는 LED용의 기판 재료로서는 폴리프탈아미드 수지는 내열성이 불충분하고 변색되어 버린다. 그 때문에, 최근에는 폴리프탈아미드 수지보다도 내열성이 우수한 알루미나로 대표되는 세라믹이 기판 재료로서 이용되는 경우가 많아지고 있다.
그러나, 알루미나 세라믹으로 구성되는 기판과 실리콘 조성물의 경화물을 포함하는 밀봉제와의 사이에서는 박리가 생기기 쉽다. 또한, 실리콘 조성물은 일반적으로 기체 투과성이 우수하기 때문에, 밀봉된 LED는 외부 환경에서 영향을 받기 쉽다. 즉, LED 램프가 대기 중의 황 화합물, 배기 가스 등에 노출되면, 황 화합물 등이 실리콘 조성물의 경화물을 투과하여, 상기 경화물로 밀봉된 기판 상의 금속 전극, 특히 Ag 전극을 경시적으로 부식하여 흑변시킨다.
일본 특허 공개 제2000-198930호 공보 일본 특허 공개 제2004-292714호 공보 일본 특허 공개 제2008-179694호 공보
본 발명의 목적은 이러한 과제를 해결하는 데에 있고, 광 반도체 소자를 실장한 기판과 이 광 반도체 소자를 밀봉하는 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물과의 접착성을 향상시킴과 동시에, 기판 상에 형성된 금속 전극의 부식을 방지하는 것이 가능한 프라이머 조성물 및 그것을 이용한 고신뢰성의 광 반도체 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토한 결과, 프라이머 조성물의 성분으로서, 1분자 중에 적어도 하나의 SiH기를 함유한 아크릴산에스테르를 단량체 성분으로서 포함하는 중합체 또는 공중합체를 이용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하였다.
즉, 본 발명은 광 반도체 소자를 실장한 기판과 상기 광 반도체 소자를 밀봉하는 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물을 접착하는 프라이머 조성물로서,
(A) 1분자 중에 규소 원자에 결합한 수소 원자를 적어도 하나 함유한 (메트)아크릴산에스테르의 단독 중합체, 또는 상기 규소 원자에 결합한 수소 원자를 함유한 (메트)아크릴산에스테르와, 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과의 공중합체, 및
(B) 용제
를 함유하는 것을 특징으로 하는 프라이머 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 광 반도체 소자를 실장한 기판과, 상기 광 반도체 소자를 밀봉하는 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물과, 상기 기판과 상기 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물을 접착하는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 프라이머 조성물의 층을 갖고 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 반도체 장치를 제공한다.
본 발명의 상기 프라이머 조성물을 이용함으로써, 광 반도체 소자를 실장한 기판과 이 광 반도체 소자를 밀봉하는 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물을 견고하게 접착시킬 수 있음과 동시에, 기판 상에 형성된 금속 전극, 특히 Ag 전극의 부식을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 광 반도체 장치는 높은 신뢰성을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 광 반도체 장치의 일례인 LED 램프를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 프라이머 조성물의 접착성을 평가하는 시험을 설명하는 테스트피스의 사시도이다.
<프라이머 조성물>
이하, 본 발명의 프라이머 조성물에 대해서 설명한다.
[(A) 성분]
(A) 성분의 1분자 중에 규소 원자에 결합한 수소 원자(이하, Si-H기라고도 함)를 적어도 하나 함유한 (메트)아크릴산에스테르의 단독 중합체, 또는 상기 규소 원자에 결합한 수소 원자를 함유한 (메트)아크릴산에스테르(이하, 「Si-H기 함유 (메트)아크릴산에스테르」라고 함)와, 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과의 공중합체는 본 발명 조성물의 특징 성분이다. 상기 성분은, 예를 들면 LED를 실장하는 기판, 특히 세라믹 기판 및 폴리프탈아미드 수지 기판에 대하여 충분한 접착성을 제공함과 동시에, 상기 기판 상에 형성된 금속 전극(특히 Ag 전극)을 보호하여, 경시적인 부식을 억제한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「(메트)아크릴산에스테르」의 용어는 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르의 상위 개념으로서 이용된다.
1분자 중에 적어도 하나의 SiH기를 함유한 (메트)아크릴산에스테르로서는, 예를 들면 이하의 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물을 들 수 있다.
Figure pat00001
(식 중, R은 수소 원자 또는 메틸기, R1은 1가의 유기기, R2는 2가의 유기기를 나타내고, n=0, 1 또는 2)
R1은 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 탄소 원자수 1 내지 10, 바람직하게는 탄소 원자수 1 내지 6의 알킬기, 페닐기 등의 탄소 원자수 6 내지 10의 아릴기 등이 예시되고, 메틸기, 페닐기가 바람직하다. R2는 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기 등의 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬렌기가 예시되고, 탄소 원자수 1 내지 3의 알킬렌기가 바람직하다.
또한, 하기 화학식 2로 표시되는 구조를 갖는 화합물도 예시된다.
Figure pat00002
(식 중, R, R1 및 R2는 화학식 1에 관하여 정의한 대로이고, l은 0 또는 양의 정수, 바람직하게는 0 내지 1000, 보다 바람직하게는 0 내지 100의 정수, m은 양의 정수, 바람직하게는 1 내지 1000, 바람직하게는 1 내지 100의 정수이며, l+m은 1 내지 1000, 보다 바람직하게는 1 내지 200, 특히 바람직하게는 1 내지 100의 정수임)
이 구조는 분자 중에 1개 있거나 2개 이상 있을 수도 있지만, 2개 이상 있으면 중합시에 겔화되는 경우가 있고, 분자 중에 1개 있는 것이 바람직하다. 또한, 이 구조는 규소 원자와 결합하고 있는 것이 바람직하고, 특히 하기 화학식 3 또는 하기 화학식 4로 표시되는 구조와 결합하고 있는 것이 바람직하다.
Figure pat00003
(식 중, R3은 탄소 원자수 1 내지 20의 1가 탄화수소기이고, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기, 비닐기, 알릴기 등의 탄소 원자수 2 내지 6의 알케닐기, 또는 페닐기 등의 탄소 원자수 6 내지 10의 아릴기이고, 특히 바람직하게는 메틸기, 비닐기 및 페닐기이고, x는 0 내지 1,000의 정수, 바람직하게는 0 내지 100의 정수임)
Figure pat00004
(식 중, R, R1 및 R2는 화학식 1에 관하여 정의한 대로이고, o 및 p는 독립적으로 양의 정수(바람직하게는 1 내지 1000)임)
이들 중에서 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 구조를 갖는 화합물이 바람직하다.
Si-H기 함유 (메트)아크릴산에스테르와 공중합시킬 수 있는 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르에 대해서 설명한다. 이들은 1종 단독으로도 또는 2종 이상을 조합하여도 사용할 수 있다. 아크릴산에스테르로서는, 예를 들면 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산이소펜틸, 아크릴산n-헥실, 아크릴산이소옥틸, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산n-옥틸, 아크릴산이소노닐, 아크릴산n-데실, 아크릴산이소데실 등을 들 수 있다. 메타크릴산에스테르로서는, 예를 들면 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산n-부틸, 메타크릴산이소부틸, 메타크릴산이소펜틸, 메타크릴산n-헥실, 메타크릴산이소옥틸, 메타크릴산-2-에틸헥실, 메타크릴산n-옥틸, 메타크릴산이소노닐, 메타크릴산n-데실, 메타크릴산이소데실 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 알킬기의 탄소 원자수가 1 내지 12, 특히 알킬기의 탄소 원자수가 1 내지 4의 아크릴산알킬에스테르 및 메타크릴산알킬에스테르가 바람직하다.
(A) 성분의 Si-H기 함유 (메트)아크릴산에스테르와 (메트)아크릴산에스테르의 (공)중합비율은 질량비로 100 내지 10:0 내지 90인 것이 바람직하고, 특히 50 내지 20:50 내지 80인 것이 바람직하다.
(A) 성분의 Si-H기 함유 (메트)아크릴산에스테르를 포함하는 단독 중합체 및 공중합체는 해당하는 소요의 단량체를 AIBN(2,2'-아조비스이소부티로니트릴) 등의 라디칼 중합 개시제로 처리함으로써 얻어진다.
[(B) 성분]
(B) 성분의 용제로서는 (A) 성분 및 필요에 따라서 이용되는 후술하는 임의 성분을 용해하고, 본 조성물이 균일한 용액으로서 얻어지는 유기 용제이면 한정되는 것이 아니고, 공지된 유기 용제를 사용할 수 있다. 예를 들면 크실렌, 톨루엔, 벤젠 등의 방향족 탄화수소계 용제, 헵탄, 헥산 등의 지방족 탄화수소계 용제, 트리클로로에틸렌, 퍼클로로에틸렌, 염화메틸렌 등의 할로겐화 탄화수소계 용제, 아세트산에틸 등의 에스테르계 용제, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤계 용제, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등의 알코올계 용제, 리글로인, 시클로헥사논, 디에틸에테르, 고무 휘발유, 실리콘계 용제 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 방향족 탄화수소계 용제, 에스테르계 용제가 바람직하다. 프라이머 도포 작업시의 소요의 증발 속도에 따라서, 1종 단독으로도 2종 이상을 조합하여 혼합 용제로서도 사용할 수 있다.
(B) 성분의 배합량은 도포 작업성 및 건조 작업성에 지장이 없는 범위이면 어떠한 양일 수도 있고, 조성물 전체의 70 질량％ 이상, 바람직하게는 70 내지 99.9 질량％, 특히 바람직하게는 80 내지 99.5 질량％이다.
본 발명의 조성물에는 필요에 따라서 적절한 임의적 성분을 가할 수 있다. 대표적 임의 성분으로서, 실란 커플링제를 (C) 성분으로서 설명한다.
[(C) 성분]
일반적인 실란 커플링제를 사용할 수 있고, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란 등의 비닐기 함유 실란 커플링제, 글리시독시프로필트리메톡시실란 등의 에폭시기 함유 실란 커플링제, 메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 등의 (메트)아크릴기 함유 실란 커플링제, 이소시아네이트프로필트리메톡시실란 등의 이소시아네이트기 함유 실란 커플링제, 머캅토프로필트리메톡시실란 등의 머캅토기 함유 실란 커플링제, 아미노프로필트리에톡시실란 등의 아미노기 함유 실란 커플링제 등을 들 수 있고, 비닐기 함유 실란 커플링제, 에폭시기 함유 실란 커플링제, (메트)아크릴기 함유 실란 커플링제, 이소시아네이트기 함유 실란 커플링제가 바람직하다.
(C) 성분의 배합량으로서는 전 조성물에 대하여 0.05 내지 5 질량％, 바람직하게는 0.1 내지 2 질량％ 이하이다.
[그 밖의 성분]
본 발명의 프라이머 조성물에 필요에 따라서 첨가되는 기타 임의 성분으로서는, 예를 들면 금속 부식 억제제로서, 벤조트리아졸, 부틸히드록시톨루엔, 하이드로퀴논 또는 그의 유도체를 배합할 수도 있다. 이들은 LED 램프가 가혹한 외부 환경에 노출되어, 예를 들면 대기 중의 황 화합물이 LED 램프의 밀봉체(부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물을 포함함)를 투과한 경우에, 이 밀봉체로 밀봉된 기판 상의 금속 전극, 특히 Ag 전극의 부식을 보다 효과적으로 억제하는 성분이다.
또한 (A) 성분 중의 SiH기와 부가 반응 경화형 실리콘 조성물과의 접착력을 향상시키기 위해서 부가 반응의 촉매인 백금 촉매를 본 조성물의 안정성을 손상시키지 않는 양으로 첨가할 수도 있다.
또한, 기타 임의 성분으로서 보강성 충전제, 염료, 안료, 내열성 향상제, 산화 방지제, 접착 촉진제 등을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 첨가할 수도 있다.
[제조]
본 발명의 프라이머 조성물의 제조 방법으로서는 (A) 성분, (B) 성분 및 소요의 임의 성분을 상온하에서 혼합 교반기에 의해 균일하게 혼합하는 방법 등을 들 수 있다.
<광 반도체 장치>
다음으로, 본 발명에 따른 광 반도체 장치를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 광 반도체 장치의 일례인 LED 램프를 나타내는 단면도이다. 광 반도체 장치 (1)은 상술한 프라이머 조성물 (2)에 의해, 광 반도체 소자로서 LED (3)을 실장한 기판 (4)와, LED (3)을 밀봉하는 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물 (5)가 접착되어 있다. 기판 (4)에는 Ag 전극 등의 금속 전극 (6)이 형성되어 있고, 본딩 와이어 (7)로 LED (3)의 전극 단자(도시 생략)와 금속 전극 (6)이 전기적으로 접속되어 있다.
부가 반응 경화형 실리콘의 경화물 (5)는 적어도 비닐기 함유 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노하이드로젠실록산 및 백금계 촉매를 함유하는 부가 반응 경화형 실리콘 조성물을 경화시킴으로써 얻어지고, 투명한 경화물이고 고무상 탄성체인 것이 바람직하다. 상기 실리콘 조성물에는 기타 임의 성분으로서 반응 억제제, 착색제, 난연성 부여제, 내열성 향상제, 가소제, 보강성 실리카, 접착성 부여제 등을 경화물의 투명성에 영향을 주지 않는 범위에서 첨가할 수도 있다.
기판 (4)의 구성 재료로서는 폴리프탈아미드 수지, 각종 섬유 강화 플라스틱, 세라믹 등을 들 수 있으며, 특히 내열성이 양호한 점에서, 알루미나세라믹이 바람직하다.
광 반도체 장치 (1)의 제조 방법으로서는 미리 Ag 도금으로 Ag 전극 등의 금속 전극 (6)이 형성된 기판 (4)에 LED (3) 등의 광 반도체 소자를 접착제로 접합하여, 와이어 본딩에 의해 LED (3)의 전극 단자(도시 생략)와 금속 전극 (6)을 전기적으로 접속해 놓고, 이 후, LED (3)이 실장된 기판 (4)를 필요에 따라서 청정하게 하고서, 스피너 등의 도포 장치나 분무기로 프라이머 조성물 (2)를 기판 (4)에 도포한 후, 가열, 풍건 등에 의해 프라이머 조성물 (2) 중의 용제를 휘발시켜, 바람직하게는 두께 10 μm 이하, 보다 바람직하게는 0.01 내지 1 μm의 피막을 형성한다. 프라이머 처리한 후, 부가 반응 경화형 실리콘 조성물을 디스펜서 등으로 도포하고 실온에서 방치 또는 가열 경화시켜, 고무상의 경화물 (5)로 LED (3)을 밀봉한다.
이 때, 본 발명에 따른 프라이머 조성물을 사용함으로써, LED 등의 광 반도체 소자를 실장한 기판과 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물을 견고하게 접착하고, 높은 신뢰성의 광 반도체 장치, 특히 LED 램프를 제공할 수 있다.
또한, LED 램프가 가혹한 외부 환경에 노출되어, 대기 중의 황 화합물 등이 상기 실리콘 조성물의 경화물 내에 투과하는 것과 같은 경우에도, 이 프라이머 조성물을 사용함으로써 기판 상의 금속 전극, 특히 Ag 전극의 부식을 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 광 반도체 소자의 일례로서 LED를 이용하여 설명했지만, 이것 이외에, 예를 들면 포토 트랜지스터, 포토 다이오드, CCD, 태양 전지 모듈, EPROM, 포토 커플러 등에 적용할 수도 있다.
[실시예]
본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하지만, 본 발명은 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[합성예 1]
-SiH기 함유 메타크릴산에스테르 중합체의 합성-
메타크릴산메틸 43 질량부, 하기 구조의 SiH 함유 메타크릴산에스테르 22 질량부, IPA(이소프로필알코올)와 아세트산에틸의 질량비 100:500의 혼합 용제 600 질량부 및 AIBN(2,2'-아조비스이소부티로니트릴) 0.5 질량부를 반응 용기내에서 80 ℃에서 3시간 가열 교반하여, SiH기 함유 메타크릴산에스테르 중합체를 함유하는 용액을 제조하였다.
Figure pat00005
[합성예 2]
-SiH기 함유 메타크릴산에스테르 중합체의 합성-
메타크릴산메틸 57 질량부, 하기 구조의 SiH 함유 메타크릴산에스테르 24 질량부, 아세트산에틸 600 질량부 및 AIBN(2,2'-아조비스이소부티로니트릴) 0.5 질량부를 80 ℃에서 반응 용기내에서 3시간 가열 교반하여, SiH기 함유 메타크릴산에스테르 중합체를 함유하는 용액을 제조하였다.
Figure pat00006
[비교 합성예 1]
메타크릴산메틸 100 질량부, 아세트산에틸 900 질량부 및 AIBN(2,2'-아조비스이소부티로니트릴) 0.5 질량부를 반응 용기내에서 80 ℃에서 3시간 가열 교반하여, 메타크릴산메틸 중합체를 함유하는 용액을 제조하였다.
[비교 합성예 2]
메타크릴산메틸 83 질량부, γ-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 17 질량부, 아세트산에틸 900 질량부 및 AIBN(2,2'-아조비스이소부티로니트릴) 0.5 질량부를 80 ℃에서 3시간 가열 교반하여, 메타크릴산메틸 중합체를 함유하는 용액을 제조하였다.
[실시예 1]
상기 합성예 1에서 제조한 SiH기 함유 메타크릴산에스테르 중합체의 아세트산에틸 용액 100 질량부에 비닐트리메톡시실란 1 질량부, 하이드로퀴논 0.1 질량부를 첨가하고, 교반하여, 프라이머 조성물을 얻었다.
얻어진 프라이머 조성물에 대해서 이하와 같이 하여 특성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
[외관]
얻어진 프라이머 조성물을 알루미나 세라믹 기판에 쇄모 도포하여, 23 ℃에서 30분간 방치하고 건조시켜 프라이머 조성물 피막을 형성하였다. 얻어진 프라이머 조성물 피막 상에 부가 반응 경화형 실리콘 고무 조성물(신에쯔 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조, 시작품)을 도포하고 150 ℃에서 1시간 경화시켜, 얻어진 경화물층의 외관을 관찰하였다.
[투과율]
얻어진 프라이머 조성물을 슬라이드 유리 상에 쇄모 도포하여, 23 ℃에서 30분간 방치하고 건조시켜 프라이머 조성물 피막을 형성하였다. 이 프라이머 조성물 피막을 형성한 슬라이드 유리의 파장 400 nm에서의 투과율을 공기를 블랭크(대조)로서 측정하였다. 다음으로, 프라이머 조성물 피막을 형성한 슬라이드 유리를 150 ℃에서 500시간 방치한 후에 슬라이드 유리의 투과율을 상기와 같이 하여 측정하였다.
[접착성(접착 강도)]
2매의 폭 25 mm의 알루미나 세라믹판 (11), (12)(케이디에스사 제조)의 각각의 한쪽면에 프라이머 조성물을 두께 0.01 mm로 도포하고, 23 ℃에서 60분 방치하고 건조시켜 프라이머 조성물 피막을 형성하였다. 이 2매의 알루미나 세라믹판의 각각의 단부를 도 2에 나타낸 바와 같이, 프라이머 조성물 피막을 형성한 측의 면을 대향시켜, 그 사이에 부가 반응 경화형 실리콘 고무 조성물(신에쯔 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조, 시작품) (13)을 1 mm 두께로 끼우도록 중첩하고, 150 ℃에서 2시간 가열하여 상기 실리콘 고무 조성물을 경화시켰다. 이렇게 해서 실리콘 고무 경화물층 (13)에서 접착된 두장의 알루미나 세라믹판 (11), (12)를 포함하는 테스트피스 (14)를 제조하였다(이 때, 접착 면적 25 mm×10 mm=250 ㎟).
이 테스트피스를 구성하는 알루미나 세라믹판 (11), (12)의 각각의 접착되어 있지 않은 단부를 반대 방향(도 2에 있어서의 화살표 방향)으로 인장 시험기(시마즈 세이사꾸쇼 제조, 오토그래프)를 이용하여 인장 속도 50 mm/분으로 인장하고, 파단에 이르렀을 때의 인장력을 측정하여, 단위 면적당 인장력을 구하고, 접착 강도(MPa)로서 나타내었다.
[부식성 시험]
얻어진 프라이머 조성물을 은도금판에 쇄모 도포하여, 23 ℃에서 30분 방치하고 건조시켜 프라이머 조성물 피막을 형성하였다. 이 프라이머 조성물 피막 상에 부가 반응 경화형 실리콘 고무 조성물(신에쯔 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조, 시작품)을 1 mm 두께로 도포하고, 150 ℃에서 1시간 경화시켜 고무상 탄성체층을 형성하여 테스트피스를 제조하였다. 이 테스트피스를 황 결정 0.1 g과 함께 100 cc 유리병에 넣고 밀폐하여 70 ℃에서 방치하고, 1일 후, 7일 후 및 10일 후의 각 시점에 실리콘 고무층을 박리하여, 은도금층의 부식의 정도를 육안으로 관찰하고, 표 2에는 다음 기준으로 나타내었다.
○···부식(변색) 없음
△···다소의 부식(변색) 있음
×···흑변 있음
[실시예 2]
상기 합성예 2에서 제조한 SiH기 함유 메타크릴산에스테르 중합체의 아세트산에틸 용액 100 질량부에 비닐트리메톡시실란 1 질량부, 하이드로퀴논 0.1 질량부를 첨가하고, 교반하여, 프라이머 조성물을 얻었다. 이 조성물을 실시예 1과 동일하게 하여 특성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
알루미나 세라믹판 (11), (12) 중 어느 것에도 프라이머 조성물을 도포하지 않은 것 이외에는 실시예 1에 기재된 방법과 동일하게 하여 접착성 시험 및 부식성 시험을 행하였다.
[비교예 2]
비교 합성예 1에서 제조한 메타크릴산에스테르 중합체의 아세트산에틸 용액 100 질량부에 비닐트리메톡시실란 1 질량부, 하이드로퀴논 0.1 질량부를 첨가하고, 교반하여 프라이머 조성물을 얻었다. 이 조성물을 실시예 1과 동일하게 하여 특성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 3]
비교 합성예 2에서 제조한 메타크릴산에스테르 중합체의 아세트산에틸 용액 100 질량부에 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 1 질량부, 테트라-n-부틸티타네이트 1 질량부를 첨가하고, 교반하여, 프라이머 조성물을 얻었다. 이 조성물을 실시예 1과 동일하게 하여 특성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure pat00007
(주)
1. 투과율의 시험에서, 비교예 2 및 3의 프라이머 조성물 피막에는 150 ℃, 500시간 가열한 시점에서 균열이 생겼다.
표 1로부터 분명한 바와 같이, SiH기 함유 메타크릴산에스테르 중합체를 배합한 각 실시예는 알루미나 세라믹판과, 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 고무상 경화물을 견고하게 접착한다.
슬라이드 유리에 도포한 프라이머 조성물의 도막 자체의 내열성 시험에서는 변색이 없고 막 자체의 변화도 없고 내열성도 우수하다.
또한, 알루미나 세라믹판 대신에, Ag 도금판을 사용한 부식성 시험에서는 각 실시예는 1일 경과 후에 변색이 없고, 10일 경시하더라도 변색(부식) 억제의 효과가 있다.
1 광 반도체 장치
2 프라이머 조성물층
3 LED
4 기판
5 고무상 경화물
6 금속 전극
11 알루미나 세라믹판
12 알루미나 세라믹판
13 실리콘 고무 경화물층
14 테스트피스

Claims (8)

  1. 광 반도체 소자를 실장한 기판과 상기 광 반도체 소자를 밀봉하는 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물을 접착하는 프라이머 조성물로서,
    (A) 1분자 중에 규소 원자에 결합한 수소 원자를 적어도 하나 함유한 (메트)아크릴산에스테르의 단독 중합체, 또는 상기 규소 원자에 결합한 수소 원자를 함유한 (메트)아크릴산에스테르와, 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과의 공중합체, 및
    (B) 용제
    를 함유하는 것을 특징으로 하는 프라이머 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (B) 성분의 배합량이 상기 조성물 전체의 70 질량％ 이상인 것을 특징으로 하는 프라이머 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, (C) 실란 커플링제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 프라이머 조성물.
  4. 광 반도체 소자를 실장한 기판과, 상기 광 반도체 소자를 밀봉하는 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물과, 상기 기판과 상기 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물을 접착하는 제1항 또는 제2항에 기재된 프라이머 조성물의 층을 갖고 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 반도체 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광 반도체 소자가 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 광 반도체 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 기판의 구성 재료가 세라믹인 것을 특징으로 하는 광 반도체 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물이 고무상 탄성체인 것을 특징으로 하는 광 반도체 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 부가 반응 경화형 실리콘 조성물의 경화물이 투명한 것을 특징으로 하는 광 반도체 장치.
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