TWI681996B - 光半導體密封用硬化性組成物及使用此組成物的光半導體裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明所欲解決的問題在於提供一種光半導體密封用硬化性組成物及光半導體裝置,該光半導體密封用硬化性組成物能夠獲得一種硬化物,其耐衝擊性和耐龜裂性優異並且具有低氣體穿透性,該光半導體裝置具有該組成物的硬化物。
本發明的解決手段是一種光半導體密封用硬化性組成物,其含有下述(A)~(D)成分,並且,該組成物的硬化物的硬度是30~70的值,該硬度是使用A型硬度計來測得,且前述組成物的1mm厚的硬化物的水蒸氣穿透率是10.0g/m2.日以下;(A)直鏈狀多氟化合物,其一分子中具有2個以上的烯基且在主鏈中具有全氟聚醚結構;(B)由下述通式(1)所示的有機氫聚矽氧烷,
Description
本發明是有關一種光半導體密封用硬化性組成物及使用此組成物的光半導體裝置。
先前,已提出一種技術,其是從作為硬化性組成物的組成物來獲得耐熱性、耐化學藥劑性、耐溶劑性、脫模性、撥水性、撥油性、低溫特性等性質良好的平衡而優異的硬化物,該組成物是由下述所構成:直鏈狀氟聚醚化合物,其一分子中具有2個以上的烯基且在主鏈中具有全氟聚醚結構;含氟有機氫聚矽氧烷,其一分子中具有2個以上的與矽原子直接鍵結的氫原子;及,鉑族化合物(專利文獻1)。
而且,已提出一種組成物,其是已藉由在上述組成物中添加具有氫矽烷基與環氧基及/或三烷氧基矽烷基的有機聚矽氧烷,來賦予對金屬或塑膠基材的自黏著性(self adhesiveness)(專利文獻2)。
並且,已提出一種組成物,其是藉由在上述組成物中添加羧酸酐,來提高對各種基材的黏著性,該
基材特別是聚苯硫醚樹脂(PPS)或聚醯胺樹脂(專利文獻3)。此外,專利文獻4中已提出一種組成物,其即便是在腐蝕性酸性氣體或鹼性氣體存在下,也能夠防止亮度降低。
但是,如果使用在使這些習知技術中實際調製的組成物硬化而得的硬化物中的硬度是20左右這種較低的硬化物來作為發光二極體(以下稱為「LED」)的密封材料,就有時作為密封材料的耐衝擊性會不充分,該硬度是使用JIS K6253-3:2012中所規定的A型硬度計(Type A Durometer)來測得。例如:當使用碗型振動零件給料器來使散裝的光半導體裝置朝向一定的方向、姿勢來整齊地排列時,經常會產生像用來將LED晶片與電極連接的接合線因為光半導體裝置彼此碰撞所產生的撞擊力而發生斷線這樣的問題,該光半導體裝置是以上述硬化物來將LED密封而成。
另一方面,如果以上述使用A型硬度計來測得的硬度超過70的該硬化物來將LED密封而製作光半導體裝置後,對該光半導體裝置進行溫度循環試驗,就有時該硬化物會發生龜裂。
並且,將LED密封而成的光半導體裝置,有時會為了提高明亮度而以銀等來對LED的週邊進行鍍覆。如果使用使上述習知技術中調製的組成物硬化而得的硬化物作為LED的密封材料而製作光半導體裝置後,在暴露在硫系氣體中的環境中使用該光半導體裝置,硫
系氣體就會隨著時間經過而穿透該硬化物使銀變成黑色,所以經常會像發生明亮度降低這樣的不良情況。所以,作為這樣的組成物,一直是要求使該組成物硬化而得的硬化物的氣體穿透性更低。
專利文獻1:日本特開平8-199070號公報
專利文獻2:日本特開平9-095615號公報
專利文獻3:日本特開2001-072868號公報
專利文獻4:日本特開2009-277887號公報
本發明是鑒於上述問題點而研創,目的在於提供一種光半導體密封用硬化性組成物及光半導體裝置,該光半導體密封用硬化性組成物能夠獲得一種硬化物,其耐衝擊性和耐龜裂性優異並且具有低氣體穿透性,該光半導體裝置是藉由硬化物來將光半導體元件密封而成,該硬化物是使該光半導體密封用硬化性組成物硬化而得。
為了達成上述目的,本發明提供一種光半導體密封用硬化性組成物,其特徵在於:含有下述(A)~
(D)成分,並且,前述(B)成分的調配量,是前述(B)成分中的與矽原子直接鍵結的氫原子,相對於該組成物中所含的烯基1mol,成為0.50~2.0mol的量,且使前述光半導體密封用硬化性組成物硬化而得的硬化物的硬度是30~70的值,該硬度是使用JIS K6253-3:2012中所規定的A型硬度計來測得,且使前述光半導體密封用硬化性組成物硬化而得的1mm厚的硬化物的水蒸氣穿透率是10.0g/m2.日以下;100質量份的(A)直鏈狀多氟化合物,其一分子中具有2個以上的烯基且在主鏈中具有全氟聚醚結構並且烯基含量是0.0050~0.200mol/100g;(B)由下述通式(1)所示的有機氫聚矽氧烷,
式(1)中,a是1~50的整數,b是1~50的整數,a+b是2~100的整數,G是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基,且該2價烴基可含有矽原子、氧原子或氮原子,R1是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,R2是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,R3是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,並且式(1)中的-(SiO)(H)R2-及
-(SiO)(G)R3-的鍵結順序沒有限定;相對於(A)成分的質量,以鉑族金屬原子來換算是0.1~500ppm的(C)鉑族金屬系催化劑;0.10~10.0質量份的(D)有機聚矽氧烷,其一分子中具有:與矽原子直接鍵結的氫原子;經由2價烴基來與矽原子鍵結的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基,且該2價烴基可含有矽原子、氧原子或氮原子;及,經由2價烴基來與矽原子鍵結的環氧基或三烷氧基矽烷基、或是其雙方,且該2價烴基可含有氧原子。
如果是這樣的含有上述(A)~(D)成分全部且硬化物的硬度及水蒸氣穿透率具有上述範圍的加成硬化型氟聚醚系硬化性組成物也就是光半導體密封用硬化性組成物,就能夠獲得一種硬化物,其耐衝擊性和耐龜裂性優異並且具有低氣體穿透性。所以,前述光半導體密封用硬化性組成物的硬化物,能夠適合用於光半導體元件的密封材料,特別是適合用於用來保護LED的密封材料。
較佳是進一步含有0.010~10.0質量份的羧酸酐作為(E)成分。
如果是這樣的含有上述(A)~(E)成分全部且硬化物的硬度及水蒸氣穿透率具有上述範圍的加成硬化型氟聚醚系硬化性組成物也就是光半導體密封用硬化性組成物,就能夠獲得一種硬化物,其具有耐衝擊性和耐龜裂性及低氣體穿透性並且具有良好的黏著性。
式(2)中,R4及R5是互相獨立的烯基、或是取代或無取代的1價烴基且R4及R5兩個以上是烯基,R6是互相獨立的氫原子、或是取代或無取代的1價烴基,d及e分別是1~15的整數,且d+e的平均值是2~300,f是0~6的整數。
式(5)中,R6、d、e及f與上述相同。
如果是這樣的(A)成分,就能夠獲得一種硬化物,其耐熱性、耐化學藥劑性、耐溶劑性、脫模性、撥水性、撥油性、低溫特性等性質良好的平衡而作為密封材料更優異。
式(6)中,g是1~6的整數,h是1~4的整數,i是1~4的整數,g+h+i是4~10的整數,R8是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,J是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基,且該2價烴基可含有矽原子、氧原子或氮原子,L是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的環氧基或三烷氧基矽烷基、或是其雙方,且該2價烴基可含有氧原子,並且式(6)中的-(SiO)(H)R8-、-(SiO)(J)R8-及-(SiO)(L)R8-的鍵結順序沒有限定。
如果是這樣的(D)成分,就能夠獲得一種硬化物,其對各種基材顯示良好的黏著性。
並且,較佳是前述(E)成分在常壓下在23℃是液體。
如果是這樣的(E)成分,操作性就會更優異。
式(7)中,j是1~6的整數,k是1~4的整數,l是1~4的整數,j+k+l是4~10的整數,R9是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,M是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基,且該2價烴基可含有矽原子、氧原子或氮原子,Q是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的環狀羧酸酐殘基,並且式(7)中的-(SiO)(H)R9-、-(SiO)(M)R9-及-(SiO)(Q)R9-的鍵結順序沒有限定。
如果是這樣的(E)成分,就能夠獲得一種硬化物,其對各種基材的黏著性已提高。
此外,較佳是前述(B)、(D)及/或(E)成分中,1價全氟烷基或1價全氟氧烷基是互相獨立的由下述通式(8)或通式(9)所示的基:CmF2m+1- (8)
式(9)中,n是1~10的整數。
如果上述通式(1)中的G、上述通式(6)中的J及/或上述通式(7)中的M中所含的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基是像上述這樣的基,就能夠製作成一種組成物,其與(A)成分間的相溶性、分散性及硬化後的均勻性更優異。
此外,使前述光半導體密封用硬化性組成物硬化而得的硬化物在25℃、波長589nm也就是鈉的D射線的波長時的折射率是1.30以上且未達1.40。
如果像這樣折射率是1.30以上且未達1.40,在藉由使本發明的組成物硬化而得的硬化物來將LED密封而成的光半導體裝置中,就沒有將從LED發出的光取出至外部的效率會不充分的疑慮,所以較佳。
此外,本發明提供一種光半導體裝置,其特徵在於具有光半導體元件及硬化物,該硬化物是使上述
本發明的光半導體密封用硬化性組成物硬化而得且是用來將該光半導體元件密封。
因為本發明的光半導體密封用硬化性組成物能夠獲得一種硬化物,其耐衝擊性及和龜裂性優異並且具有低氣體穿透性,所以藉由這個硬化物來將光半導體元件密封而成的光半導體裝置,即便是該光半導體裝置彼此碰撞,也不容易發生構件損傷,所以能夠提高良率及生產性。此外,即便是進行溫度循環試驗,硬化物也不容易發生龜裂,所以能夠提高可靠性。並且,因為硫系氣體會更不容易穿透硬化物,所以能夠抑制明亮度降低。
此外,較佳是前述光半導體元件是發光二極體。
像這樣,本發明的光半導體密封用硬化性組成物的硬化物,能夠適合作為特別是用來保護發光二極體的密封材料使用。
本發明的光半導體密封用硬化性組成物,藉由組合上述(A)~(D)成分、及因應需要的(E)成分,其硬化物就會具有良好的耐衝擊性和耐龜裂性及低氣體穿透性,所以藉由這個硬化物來將光半導體元件密封而成的光半導體裝置,能夠在不會發生接合線斷線等構件損傷的情況下製造。此外,即便是進行溫度循環試驗,也能夠抑制硬化物發生龜裂。並且,即便是在暴露在硫系
氣體中的環境中使用該光半導體裝置,也能夠抑制明亮度降低,所以適合作為保護LED的密封材料。
1‧‧‧LED晶片
2‧‧‧第一導線架
2a‧‧‧第一導線架的前端部
2b‧‧‧第一導線架的端子部
2’‧‧‧凹部
3‧‧‧第二導線架
3a‧‧‧第二導線架的前端部
3b‧‧‧第二導線架的端子部
4‧‧‧接合線
5‧‧‧密封材料
6‧‧‧凸透鏡部
7‧‧‧透光性樹脂部
8‧‧‧封裝基板
8’‧‧‧凹部
9‧‧‧電極
10、10’‧‧‧光半導體裝置
第1圖是顯示本發明的光半導體裝置的一例的概略剖面圖。
第2圖是顯示本發明的光半導體裝置的其他一例的概略剖面圖。
以下,更詳細說明本發明。
像上述這樣,正在要求一種光半導體密封用硬化性組成物及光半導體裝置,該光半導體密封用硬化性組成物能夠具有良好的耐衝擊性和耐龜裂性及低氣體穿透性,該光半導體裝置是藉由使該組成物硬化而得的硬化物來將光半導體元件密封而成。
本發明人等為了達成上述目的而致力進行研究。結果發現只要是一種組成物,其含有下述(A)~(D)成分,就能夠成為一種光半導體密封用硬化性組成物,其能夠獲得一種硬化物,該硬化物具有良好的耐衝擊性和耐龜裂性及低氣體穿透性,而完成本發明。
以下,具體說明本發明的實施形態,但是本發明並不受這些實施形態所限定。而且,在本說明書中,使用「~」來表示的數值範圍,意思是指包含「~」前後所記載的數值作為下限值及上限值而成的範圍。
[(A)成分]
本發明的(A)成分是直鏈狀多氟化合物,其一分子中具有2個以上的烯基且在主鏈中具有全氟聚醚結構並且烯基含量是0.0050~0.200mol/100g。
上述(A)成分中所含的烯基,較佳是:碳數較佳是2~8、特佳是2~6且末端具有CH2=CH-結構,可舉例如乙烯基、烯丙基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、己烯基等,其中特佳是乙烯基和烯丙基。
上述(A)成分中所含的全氟聚醚結構,較佳是由下述通式(10)或下述通式(11)所示的2價全氟聚醚。
上述通式(10)中,p是2或3,q及s分別較佳是1~150的整數、更佳是1~100的整數,且q+s
的平均值較佳是2~300、更佳是5~200,r較佳是0~6的整數、更佳是0~4的整數。
此外,上述通式(11)中,t是2或3,u較佳是1~300的整數、更佳是1~200的整數,v較佳是1~80的整數、更佳是1~50的整數,且u+v的平均值較佳是2~380、更佳是2~250。
上述(A)成分中所含的烯基的含量是0.0050~0.200mol/100g、較佳是0.0080~0.150mol/100g。當烯基含量少於0.0050mol/100g時,交聯程度會不充分,而有硬化會產生不良情況的疑慮,當烯基含量超過0.200mol/100g時,有這個硬化物作為橡膠彈性體的機械特性會受損的疑慮。
(A)成分的較佳例,可舉例如由下述通式(2)所示的直鏈狀多氟化合物。
式(2)中,R4及R5是互相獨立的烯基、或是取代或無取代的1價烴基且R4及R5兩個以上是烯基,R6是互相獨立的氫原子、或是取代或無取代的1價烴基,d及e分別是1~15的整數,且d+e的平均值是2~300,f是0~6的整數。
這裡,R4及R5中所含的烯基,可舉例如與上述相同的烯基,除此之外的取代或無取代的1價烴基,較佳是碳原子數1~12的1價烴基、特佳是碳原子數1~10的1價烴基,具體來說可舉例如:甲基、乙基、丙基、丁基、己基、環己基、辛基等烷基;苯基、甲苯基等芳基;苯甲基、苯乙基等芳烷基等;和以氟等鹵素原子來將這些基的一部分或全部的氫原子取代而成的取代1價烴基等。其中,特佳是甲基和乙基。
R6中的取代或無取代的1價烴基,可舉例如與上述的R4及R5的取代或無取代的1價烴基的例示相同的基。
此外,d及e分別較佳是1~150的整數、更佳是1~100的整數,且d+e的平均值較佳是2~300、更佳是2~200。此外,f較佳是0~6的整數、更佳是0~4的整數。
(A)成分的更佳例,可舉例如由下述通式(3)~(5)所示的直鏈狀多氟化合物。
上述通式(3)~(5)中,R6是與上述相同的基,d、e及f與上述相同。此外,R7是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,可舉例如與上述R4及R5的取代或無取代的1價烴基的例示相同的基。
由上述通式(3)所示的直鏈狀多氟化合物的具體例,可舉例如下述化合物。以下,Me表示甲基,Et表示乙基。
式中,d及e與上述相同。
由上述通式(4)所示的直鏈狀多氟化合物的具體例,可舉例如由下述式所示的化合物。
式中,d及e與上述相同。
由上述通式(5)所示的直鏈狀多氟化合物的具體例,可舉例如由下述式所示的化合物。
式中,d及e與上述相同。
此外,上述(A)成分在23℃的黏度,是藉由JIS K7117-1:1999所規定的黏度測定來獲得,較佳是500~100,000mPa.s,使用本發明的組成物作為LED的密封材料時,更佳是在1,000~50,000mPa.s的範圍內。
上述(A)成分的直鏈狀多氟化合物,能夠單獨使用1種、或組合使用2種以上。也就是說,由上述通式(3)~(5)所示的直鏈狀多氟化合物中,可單獨使用1種,且也能夠組合使用2種以上。
[(B)成分]
(B)成分是由下述通式(1)所示的有機氫聚矽氧烷,是作為上述(A)成分的交聯劑發揮功能。此外,此(B)成分是有助於使本發明的組成物硬化而得的硬化物獲得低氣體穿透性。
式(1)中,a是1~50的整數,b是1~50的整數,a+b是2~100的整數,G是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基,且該2價烴基可含有矽原子、氧原子或氮原子,R1是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,R2是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,R3是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,並且式(1)中的-(SiO)(H)R2-及-(SiO)(G)R3-的鍵結順序沒有限定。
上述通式(1)中,a是1~50的整數、較佳是1~30的整數,b是1~50的整數、較佳是1~30的整數,a+b是2~100的整數、較佳是2~60的整數。並且式(1)中的-(SiO)(H)R2-及-(SiO)(G)R3-的鍵結順序沒有限定。
此外,上述通式(1)中,G是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基,且該2價烴基可含有矽原子、氧原子或氮原子。這個G是從與(A)成分的相溶性、分散性及硬化後的均勻性等觀點來看是較為適當導入的基。
此1價全氟烷基或1價全氟氧烷基,可舉例如由下述通式(8)及(9)所示的基。
CmF2m+1- (8)
式(9)中,n是1~10的整數、較佳是2~8的整數。
此外,可含有矽原子、氧原子或氮原子的2價烴基,是用來將上述1價全氟烷基或1價全氟氧烷基與矽原子連接,該2價烴基可舉例如:碳數2~12的伸烷基;或使醚鍵、矽原子、醯胺鍵、2價芳香族烴基、羰基鍵等介置於該基中而成的基。具體來說可例示如下述所示的基。
-CH2CH2-
-CH2CH2CH2-
-CH2CH2CH2OCH2-
-CH2CH2CH2-NH-CO-
-CH2CH2CH2-O-CO-
並且,上述通式(1)中,R1是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,可舉例如與上述R4及R5的取代或無取代的1價烴基的例示相同的基。其中,特佳是甲基。
此外,上述通式(1)中,R2是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,可舉例如與上述R1的取代或無取代的1價烴基的例示相同的基。
並且,上述通式(1)中,R3是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,可舉例如與上述R1的取代或無取代的1價烴基的例示相同的基。
這樣的由上述通式(1)所示的有機氫聚矽氧烷,具體來說可例示如下述化合物。而且,Me表示甲基,Et表示乙基,Ph表示苯基。
此(B)成分,可單獨使用1種,且也可併用2種以上。上述(B)成分的調配量,是該(B)成分中的與矽原子直接鍵結的氫原子,相對於本發明的組成物中所含的烯基1mol,成為0.50~2.0mol的量、更佳是成為0.70~1.6mol的量。如果該與矽原子直接鍵結的氫原子少於0.50mol,就有交聯程度會不充分的疑慮,另一方面,如果該與矽原子直接鍵結的氫原子大於2.0mol,就有保存性會受損、或硬化後獲得的硬化物的物性會降低的疑慮。
[(C)成分]
本發明的(C)成分也就是鉑族金屬系催化劑,是氫化矽烷化反應催化劑。氫化矽烷化反應催化劑,是用來促進下述基的加成反應:組成物中所含的烯基、特別是(A)成分中的烯基;及組成物中所含的SiH基、特別是(B)成分中的SiH基。此氫化矽烷化反應催化劑,一般是貴金屬或其化合物,因為價格較高,所以經常使用較容易取得的鉑或鉑化合物。
鉑化合物可舉例如:氯鉑酸;或氯鉑酸與乙烯等烯烴的錯合物、氯鉑酸與醇類或乙烯基矽氧烷的錯合物;載持在氧化矽、氧化鋁、碳等上的金屬鉑。鉑或其化合物以外的鉑族金屬系催化劑,也已知有銠、釕、銥、鈀系的化合物,可例示如:RhCl(PPh3)3、RhCl(CO)(PPh3)2、Ru3(CO)12、IrCl(CO)(PPh3)2、Pd(PPh3)4等。而且,前述式中,Ph表示苯基。
在使用這些催化劑時,這些催化劑是固態催化劑時,雖然也能夠以固體狀來使用,但是為了獲得更均勻的硬化物,較佳是以下述方式使用:使氯鉑酸或錯合物溶於例如甲苯或乙醇等適當的溶劑中後再與(A)成分的直鏈狀多氟化合物相溶。
(C)成分的調配量,是作為氫化矽烷化反應催化劑的有效量,相對於(A)成分的質量,是0.1~500ppm、特佳是0.5~200ppm(以鉑族金屬原子的
質量來換算),能夠因應希望的硬化速度來適當增加減少。
[(D)成分]
本發明的(D)成分是有機聚矽氧烷且具有作為增黏劑的功能,該增黏劑是用來對使本發明的組成物硬化而得的硬化物賦予自黏著性,該有機聚矽氧烷一分子中具有:與矽原子直接鍵結的氫原子;經由2價烴基來與矽原子鍵結的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基,且該2價烴基可含有矽原子、氧原子或氮原子;及,經由2價烴基來與矽原子鍵結的環氧基或三烷氧基矽烷基、或是其雙方,且該2價烴基可含有氧原子。
上述(D)成分的有機聚矽氧烷,較佳是由下述通式(6)所示的環狀有機聚矽氧烷。
式(6)中,g是1~6的整數,h是1~4的整數,i是1~4的整數,g+h+i是4~10的整數,R8是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,J是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基,且該2價烴基可含有矽原子、氧原子或氮原子,L是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的環氧基或
三烷氧基矽烷基、或是其雙方,且該2價烴基可含有氧原子,並且式(6)中的-(SiO)(H)R8-、-(SiO)(J)R8-及-(SiO)(L)R8-的鍵結順序沒有限定。
上述通式(6)中,g是1~6的整數、較佳是1~5的整數,h是1~4的整數、較佳是1~3的整數,i是1~4的整數、較佳是1~3的整數,g+h+i是4~10的整數、較佳是4~8的整數。並且式(6)中的-(SiO)(H)R8-、-(SiO)(J)R8-及-(SiO)(L)R8-的鍵結順序沒有限定。
此外,R8是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,可舉例如與上述R1的例示相同的基。
並且,J是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基,且該2價烴基可含有矽原子、氧原子或氮原子,可舉例如與上述G的例示相同的基。這個J是從與(A)成分的相溶性、分散性及硬化後的均勻性等觀點來看是較為適當導入的基。
此外,L是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的環氧基或三烷氧基矽烷基、或是其雙方,且該2價烴基可含有氧原子。這樣的環氧基,可舉例如由下述通式(12)所示的基。
上述通式(12)之中,R10可有氧原子介置於基中,較佳是碳數1~10的2價烴基、更佳是碳數1~5的2價烴基,具體來說可舉例如:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸己基、伸辛基等伸烷基;伸環己基等伸環烷基;氧伸乙基、氧伸丙基、氧伸丁基等氧伸烷基等。
這樣的環氧基的具體例,可舉例如下述所示的基。
另一方面,上述三烷氧基矽烷基,可舉例如由下述通式(13)所示的基。
-R11-Si(OR12)3 (13)
上述通式(13)中,R11較佳是碳數1~10的2價烴基、更佳是碳數1~5的2價烴基,具體來說可舉例如:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸己基、伸環己基、伸辛基等伸烷基等。此外,R12較佳是碳數
1~8的1價烴基、更佳是碳數1~4的1價烴基,具體來說可舉例如:甲基、乙基、正丙基等烷基等。
這樣的三烷氧基矽烷基的具體例,可舉例如下述所示的基。
-(CH2)2-Si(OCH3)3
-(CH2)3-Si(OCH3)3
-(CH2)2-Si(OCH2CH3)3
這樣的(D)成分,可舉例如下述化合物。而且,Me表示甲基,Et表示乙基。
這個(D)成分,可單獨使用1種,且也可併用2種以上。此外,相對於(A)成分100質量份,(D)成分的使用量是在0.10~10.0質量份的範圍,較佳是在0.50~8.0質量份的範圍。當(D)成分的使用量未達0.10質量份時,有無法獲得充分的黏著性的疑慮,如果(D)成分的使用量超過10.0質量份時,有組成物的流動性會惡化並且使本發明的組成物硬化而得的硬化物的物理強度會降低的疑慮。
[(E)成分]
本發明的光半導體密封用硬化性組成物,較佳是含有下述(E)成分作為任意成分。本發明的(E)成分是羧酸酐,是用來提高上述(D)成分的增黏能力而促進使本發明的組成物硬化而得的硬化物顯現自黏著性。這個(E)成分,能夠使用一直是作為環氧樹脂用的硬化劑使用的化合物中的任一種。
上述(E)成分,較佳是在常壓下、23℃是液體。如果是這樣的(E)成分,操作性就會更優異。
並且,上述(E)成分較佳是由下述通式(7)所示的環狀有機聚矽氧烷。
式(7)中,j是1~6的整數,k是1~4的整數,l是1~4的整數,j+k+l是4~10的整數,R9是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,M是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基,且該2價烴基可含有矽原子、氧原子或氮原子,Q是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的環狀羧酸酐殘基,並且式(7)中的-(SiO)(H)R9-、-(SiO)(M)R9-及-(SiO)(Q)R9-的鍵結順序沒有限定。
上述通式(7)中,j是1~6的整數、較佳是1~5的整數,k是1~4的整數、較佳是1~3的整數,l是1~4的整數、較佳是1~3的整數,j+k+l是4~10的整數、較佳是4~8的整數,並且式(7)中的-(SiO)(H)R9-、-(SiO)(M)R9-及-(SiO)(Q)R9-的鍵結順序沒有限定。
此外,R9是互相獨立的取代或無取代的1價烴基,可舉例如與上述R1的例示相同的基。
並且,M是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基,且該2價烴基可含有矽原子、氧原子或氮原子,可舉例如與上述G的例示相同的基。這個M是從與(A)成分的相溶性、分散性及硬化後的均勻性等觀點來看是較為適當導入的基。
此外,Q是互相獨立的經由2價烴基來與矽原子鍵結的環狀羧酸酐殘基,具體來說可舉例如由下述通式(14)所示的基。
上述通式(14)中,R13較佳是碳數1~15的2價烴基,具體來說可舉例如:亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基等,其中特佳是伸乙基或伸丙基。
這樣的由通式(7)所示的(E)成分,可舉例如下述化合物。而且,Me表示甲基,Et表示乙基。
這個(E)成分可單獨使用1種,且也可併用2種以上。當含有上述(E)成分時,相對於(A)成分100質量份,上述(E)成分的調配量是在0.010~10.0質量
份的範圍,較佳是在0.10~5.0質量份的範圍。當(E)成分的調配量是0.010質量份以上時,能夠獲得足以促進本發明的組成物顯現黏著性的效果,如果(E)成分的調配量是10.0質量份以下,組成物的流動性就會良好,並且能夠保持組成物的保存安定性。
[其他成分]
本發明的光半導體密封用硬化性組成物中,除了上述(A)~(D)成分及任意成分也就是(E)成分以外,還能夠為了提高其實用性,而因應需要來添加:塑化劑、黏度調節劑、可撓性賦予劑、無機質填充劑、反應控制劑、(E)成分以外的黏著促進劑等各種調配劑。這些添加劑的調配量是任意調配量。
能夠將由下述通式(15)所示的多氟單烯基化合物及/或由下述通式(16)、(17)所示的直鏈狀多氟化合物併用,來作為塑化劑、黏度調節劑、可撓性賦予劑。
Rf-(T)w-CH=CH2 (15)
式(15)中,Rf是由下述通式(18)所示的基,T是-CH2-、-OCH2-、-CH2OCH2-或-CONR14-X-,並且該式中R14是氫原子、甲基、苯基或烯丙基且X是-CH2-、由下述結構式(19)所示的基或由下述結構式(20)所示的基,w是0或1;F-[CF(CF3)CF2O]x-CyF2y- (18)
X’-O-(CF2CF2CF2O)z-X’ (16)
式(16)中,X’是由Ca’F2a’+1所示的基且a’是1~3,z較佳是1~200的整數、更佳是2~100的整數。
X’-O-(CF2O)b’(CF2CF2O)c’-X’ (17)
式(17)中,X’與上述相同,b’及c’分別較佳是1~200的整數、更佳是2~100的整數,且b’+c’的平均值較佳是2~400、更佳是2~300。
由上述通式(15)所示的多氟單烯基化合物的具體例,可舉例如下述化合物。而且,Me表示甲基。
這裡,d’=1~100。
由上述通式(16)及(17)所示的直鏈狀多氟化合物的具體例,可舉例如下述化合物。
CF3O-(CF2CF2CF2O)e’-CF2CF3
CF3-[(OCF2CF2)f’(OCF2)g’]-O-CF3
這裡,e’、f’及g’分別較佳是1~200的整數、更佳是1~150的整數,f’+g’的平均值較佳是2~400的整數、更佳是2~300的整數。
此外,由上述通式(15)~(17)所示的多氟化合物的黏度(23℃),是以與(A)成分相同的測定方法來進行測定,理想是在5.00~100,000mPa.s的範圍,特別理想是在50.0~50,000mPa.s的範圍。
無機質填充劑的例子可舉例如:氧化矽系強化性填充劑;石英粉末、熔融石英粉末、矽藻土、碳酸鈣等強化性或準強化性填充劑;氧化鈦、氧化鐵、碳黑、鋁酸鈷等無機顏料;氧化鈦、氧化鐵、碳黑、氧化鈰、氫氧化鈰、碳酸鋅、碳酸鎂、碳酸錳等耐熱提高劑;氧化鋁、氮化硼、碳化矽、金屬粉末等熱傳導性賦予劑;碳黑、銀粉末、導電性氧化鋅等導電性賦予劑等。該氧化矽系強化性填充劑是:發煙氧化矽、沉積性氧化矽、球狀氧化矽、氧化矽氣溶膠等氧化矽粉末;或以各種有機氯矽烷、有機二矽氮烷、環狀有機聚矽氮烷來對該氧化矽粉末的表面進行處理而成的氧化矽粉末;進一步以由上述通式(8)所示的1價全氟烷基或由上述通式(9)所示的1價全氟氧烷基來對該已進行表面處理
的氧化矽粉末進行再處理而成的氧化矽粉末等。此外,在25℃、波長589nm也就是鈉的D射線的波長時的折射率是1.50以下的無機微粒子,也有用於作為強化性填充劑,該無機微粒子是:氟化鎂、氟化鋁、氟化鈣、氟化鋰、氟化鈉、氟化釷、氧化矽等。
氫化矽烷化反應催化劑的控制劑的例子,可舉例如:1-乙炔基-1-羥基環己烷、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、苯基丁炔醇等乙炔性醇類;具有與上述G同樣的1價全氟烷基或1價全氟氧烷基的氯矽烷與乙炔性醇類的反應物;3-甲基-3-戊烯-1-炔、3,5-二甲基-3-己烯-1-炔、三烯丙基異氰脲酸酯等、或聚乙烯基矽氧烷、有機磷化合物等,藉由添加這些控制劑,就能夠保持適度的硬化反應性及保存安定性。
(E)成分以外的黏著促進劑的例子,可舉例如:烷氧化鋯和鋯鉗合物等有機鋯化合物;烷氧化鈦或鈦鉗合物等有機鈦化合物等。
本發明的光半導體密封用硬化性組成物的製造方法沒有特別限制,能夠藉由下述方式來製造:將上述(A)~(D)成分、任意成分也就是(E)成分、及其他任意成分揉合。這時,能夠因應需要來使用:行星式輥壓機、羅斯(Ross)混合機、霍巴特(Hobart)攪拌機等混合裝置;揉合機、三支輥磨機等揉合裝置。
關於本發明的光半導體密封用硬化性組成物的構成,可因應用途,來設為一液型、或設為二液型並在使用時將兩者混合,該一液型是將上述(A)~(D)成分、任意成分也就是(E)成分、及其他任意成分全部作成一個組成物來進行處理。
本發明的光半導體密封用硬化性組成物,因為藉由加熱來使其硬化就能夠獲得一種硬化物,其具有良好的耐衝擊性和耐龜裂性及低氣體穿透性,所以有用於作為密封材料,該密封材料是用來保護LED、積體電路(IC)、大型積體電路(LSI)及有機電激發光(EL)等光半導體元件等。該光半導體密封用硬化性組成物的硬化溫度沒有特別限制,通常是20~250℃、較佳是40~200℃。此外,這時,硬化時間,只要適當選擇交聯反應結束的時間及與各種半導體封裝材料進行的黏著反應結束的時間即可,一般較佳是10分鐘~10小時,更佳是30分鐘~8小時。
使本發明的組成物硬化而得的硬化物的硬度較佳是30~70、更佳是30~68,該硬度是使用JIS K6253-3:2012中所規定的A型硬度計來測得。當硬度未達30時,有作為LED密封材料的耐衝擊性會變差的疑慮。另一方面,如果硬度高於70,就有作為LED密封材料的耐龜裂性會變差的疑慮。
此外,使本發明的組成物硬化而得的1mm厚的硬化物的水蒸氣穿透率是10.0g/m2.日以下。這
個水蒸氣穿透率較佳是8.0g/m2.日以下。如果水蒸氣穿透率超過10.0g/m2.日,當在已對LED周邊進行鍍銀的光半導體裝置中使用使本發明的組成物硬化而得的硬化物作為LED的密封材料時,如果暴露在硫系氣體中,就有銀會因為該氣體而變黑而使明亮度降低的疑慮。而且,上述水蒸氣穿透率,是使用依據JIS K7129:2008的Lyssy公司製L80-5000型水蒸氣穿透度計來進行測定而得的值。
此外,使本發明的組成物硬化而得的硬化物在25℃、波長589nm也就是鈉的D射線的波長時的折射率是1.30以上且未達1.40。當該折射率在這個範圍內時,因為在藉由使本發明的組成物硬化而得的硬化物來將上述光半導體元件密封而成的光半導體裝置中,沒有將從LED發出的光取出至外部的效率會因為該光半導體裝置的設計而降低的疑慮,所以較佳。
而且,在使用本發明的組成物時,可以下述方式使用:因應其用途、目的來使該組成物溶於適當的氟系溶劑中成為期望的濃度,該氟系溶劑是例如:1,3-雙(三氟甲基)苯、Fluorinert(3M公司製)、全氟丁基甲基醚、全氟丁基乙基醚等。
如果是像這樣含有上述(A)~(D)成分、任意成分也就是(E)成分、及其他任意成分且具有上述特性的光半導體密封用硬化性組成物,就能夠獲得一種硬
化物,其耐衝擊性和耐龜裂性優異並且具有低氣體穿透性。
能夠使用本發明的光半導體密封用硬化性組成物的光半導體裝置,其結構沒有特別限定。本發明的光半導體裝置,具有光半導體元件及硬化物,該硬化物是使上述本發明的光半導體密封用硬化性組成物硬化而得且是用來將該光半導體元件密封,其具代表性的剖面結構是如第1圖及第2圖所示。
第1圖的光半導體裝置(發光裝置)10,是在第一導線架2的前端部2a設置擂缽狀的凹部2’,且該凹部2’的孔徑是從其底面朝向上方慢慢擴大,並且經由銀膠等並藉由黏晶來將LED晶片1黏著固定在該凹部2’的底面上,藉此,將第一導線架2與LED晶片1底面的一側的電極(沒有表示在圖中)電性連接。而且,已對該凹部2’的底面進行鍍銀。此外,經由接合線4來將第二導線架3的前端部3a與該LED晶片1上面的其他電極(沒有表示在圖中)電性連接而成。
並且,前述凹部2’中,LED晶片1已被密封材料5所包覆,該密封材料5是由硬化物所構成,該硬化物是使上述本發明的光半導體密封用硬化性組成物硬化而得。
此外,LED晶片、第一導線架2的前端部2a及端子部2b的上端、第二導線架3的前端部3a及端子部3b的上端,已被前端具有凸透鏡部6的透光性樹脂
部7所包覆、密封。此外,第一導線架2的端子部2b的下端及第二導線架3的端子部3b的下端,是貫穿透光性樹脂7的下端部來朝向外部突出。
第2圖的光半導體裝置(發光裝置)10’,是在封裝基板8的上部設置擂缽狀的凹部8’,且該凹部8’的孔徑是從其底面朝向上方慢慢擴大,並且藉由黏晶材料來將LED晶片1黏著固定在該凹部8’的底面上,並且經由接合線4來將LED晶片1的電極與設置在封裝基板8的電極9電性連接。而且,已對該凹部8’的底面進行鍍銀。
並且,凹部8’中,LED晶片1已被密封材料5所包覆,該密封材料5是由硬化物所構成,該硬化物是使上述本發明的光半導體密封用硬化性組成物硬化而得。
在此,上述LED晶片1沒有特別限定,能夠使用習知的LED晶片所使用的發光元件。這樣的發光元件可舉例如以下述方式製作的發光元件:藉由像有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)法、氫化物氣相磊晶(HDVPE)法、液相沉積法這樣的各種方法,來將半導體材料積層在基板上,該基板因應需要而設置有GaN、AlN等的緩衝層。這時,基板能夠使用各種材料,可舉例如:藍寶石、尖晶石、SiC、Si、ZnO、GaN單晶等。這些之中,從能夠容易形成結晶性良好的GaN且工業利用價值高的觀點來看,較佳是使用藍寶石。
積層的半導體材料可舉例如GaAs、GaP、GaAlAs、GaAsP、AlGaInP、GaN、InN、AlN、InGaN、InGaAlN、SiC等。這些之中,從能夠獲得高亮度的觀點來看,較佳是氮化物系化合物半導體(InxGayAlzN)。這樣的材料中,亦可含有活化劑等。
發光元件的結構可舉例如:同質接面、異質接面、雙異質結構等,這些具有金屬-絕緣體-半導體(MIS)接面、pn接面、PIN接面。此外,也能夠設為單一量子阱結構或多重量子阱結構。
發光元件可設置鈍化層,也可不設置鈍化層。
發光元件的發光波長,能夠使用紫外光區至紅外光區為止的各種波長,當使用主發光峰值波長是550nm以下的波長時,本發明的效果特別顯著。
可使用一種發光元件來使其發出單色光,且也可使用複數種發光元件來使其發出單色光或多色光。
能夠藉由習知的方法來於發光元件形成電極。
發光元件上的電極,能夠以各種方法來與導線端子等電性連接。電性連接構件,較佳是與發光元件的電極的歐姆性機械連接性等良好,例如:像第1圖及第2圖中所記載這樣的接合線4,其是使用金、銀、銅、鉑、鋁或這些的合金等。此外,也能夠使用導電性黏著劑等,其是以樹脂來填充銀、碳等導電性填料而
成。這些之中,從操作性良好的觀點來看,較佳是使用鋁線或金線。
而且,上述第一導線架2及第二導線架3,是由銅、銅鋅合金、鐵鎳合金等所構成。
並且,用來形成上述透光性樹脂部7的材料,只要是具有透光性的材料,就沒有特別限定,主要是使用環氧樹脂或矽氧樹脂。
此外,上述封裝基板8,能夠使用各種材料來製作,例如:聚鄰苯二甲醯胺(PPA)、聚碳酸酯樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯樹脂、聚醯胺樹脂、液晶聚合物、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、矽氧樹脂、改質矽氧樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)樹脂、雙馬來醯亞胺-三嗪(BT)樹脂、陶瓷等。這些之中,從耐熱性、強度及成本的觀點來看,特佳是聚鄰苯二甲醯胺(PPA)。並且,較佳是將鈦酸鋇、氧化鈦、氧化鋅、硫酸鋇等白色顏料混合在上述封裝基板8中來提高光的反射率。
其次,用來將LED晶片1包覆的密封材料5,是用來使從上述LED晶片1發出的光有效率地穿透至外部,並且保護上述LED晶片1和接合線4等不受外力、灰塵等的影響。密封材料5是使用本發明的組成物的硬化物。密封材料5也可含有螢光物質或光擴散構件等。
因為像前述這樣,本發明的光半導體密封用硬化性組成物,其硬化物會具有良好的耐衝擊性,所以使用該組成物來將光半導體元件密封而成的本發明的光半導體裝置10、10’,能夠在不使其構件損傷的情況下製造。
因為本發明的光半導體密封用硬化性組成物能夠獲得一種硬化物,其耐衝擊性和耐龜裂性優異並且具有低氣體穿透性,所以藉由這個硬化物來將光半導體元件密封而成的光半導體裝置,例如:當在其製造步驟中使用碗型振動零件給料器來使其朝向一定的方向、姿勢來整齊地排列時,即便是該光半導體裝置彼此碰撞,也不容易發生像接合線斷線這樣的構件損傷,所以能夠提高良率及生產性。此外,即便是進行溫度循環試驗,硬化物也不容易發生龜裂,所以能夠提高可靠性。並且,因為即便是在暴露在硫系氣體中的環境中使用,硫系氣體也不容易穿透硬化物,所以能夠抑制明亮度降低。此外,本發明的光半導體密封用硬化性組成物,因為其硬化物所具有的上述特性,所以能夠適合作為用來保護LED的密封材料使用。
以下列舉實施例及比較例來更具體說明本發明,但本發明並不受下述實施例所限定。而且,Me表示甲基。
(實施例1)
在由下述式(21)所示的直鏈狀多氟化合物(黏度10,900mPa.s,乙烯基量0.0123mol/100g)100質量份中,依序添加鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物的甲苯溶液(鉑濃度0.5質量%)0.15質量份、1-乙炔基-1-羥基環己烷的60%甲苯溶液0.20質量份、由下述式(22)所示的有機氫聚矽氧烷(SiH基當量0.00428mol/g)2.87質量份、由下述式(23)所示的有機聚矽氧烷2.5質量份、由下述式(24)所示的羧酸酐0.50質量份,並混合至成為均勻。然後,進行脫泡操作,藉此調製組成物。
式(21)中,h’及i’是1以上的整數,且h’+i’的平均值是90。
式(22)中,j’及k’是1以上的整數,且j’的平均值是8,k’的平均值是3。
(實施例2)
在由上述式(21)所示的直鏈狀多氟化合物100質量份中,依序添加鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物的甲苯溶液(鉑濃度0.5質量%)0.15質量份、1-乙炔基-1-羥基環己烷的60%甲苯溶液0.20質量份、由下述式(25)所示的有機氫聚矽氧烷(SiH基當量0.00636mol/g)1.93質量份、由下述式(26)所示的有機聚矽氧烷2.5質量份、由上述式(24)所示的羧酸酐0.50質量
份,並混合至成為均勻。然後,進行脫泡操作,藉此調製組成物。
式(25)中,l及m是1以上的整數,且l’的平均值是11,m’的平均值是3。
(實施例3)
在由下述式(27)所示的直鏈狀多氟化合物(黏度4,010mPa.s,乙烯基量0.0299mol/100g)100質量份中,依序添加鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物的甲苯溶液(鉑濃度0.5質量%)0.15質量份、1-乙炔基-1-羥基環己烷的60%甲苯溶液0.20質量份、由下
述式(28)所示的有機氫聚矽氧烷(SiH基當量0.00499mol/g)5.99質量份、由下述式(29)所示的有機聚矽氧烷2.0質量份、由下述式(30)所示的羧酸酐0.50質量份,並混合至成為均勻。然後,進行脫泡操作,藉此調製組成物。
式(27)中,n’及o’是1以上的整數,且n’+o’的平均值是35。
式(28)中,p’及q’是1以上的整數,且p’的平均值是7,q’的平均值是3。
(實施例4)
在由下述式(31)所示的直鏈狀多氟化合物(黏度4,050mPa.s,乙烯基量0.0601mol/100g)100質量份中,依序添加鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物的甲苯溶液(鉑濃度0.5質量%)0.15質量份、1-乙炔基-1-羥基環己烷的60%甲苯溶液0.20質量份、由上
述式(22)所示的有機氫聚矽氧烷(SiH基當量0.00428mol/g)14.0質量份、由上述式(23)所示的有機聚矽氧烷2.5質量份、由上述式(24)所示的羧酸酐0.50質量份,並混合至成為均勻。然後,進行脫泡操作,藉此調製組成物。
式(31)中,r’及s’是1以上的整數,且r’+s’的平均值是35。
(實施例5)
在由下述式(32)所示的直鏈狀多氟化合物(黏度4,080mPa.s,乙烯基量0.0899mol/100g)100質量份中,依序添加鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物的甲苯溶液(鉑濃度0.5質量%)0.15質量份、1-乙炔基-1-羥基環己烷的60%甲苯溶液0.20質量份、由上述式(25)所示的有機氫聚矽氧烷(SiH基當量0.00636mol/g)14.1質量份、由上述式(23)所示的有機聚矽氧烷3.0質量份、由上述式(24)所示的羧酸酐0.50質量份,並混合至成為均勻。然後,進行脫泡操作,藉此調製組成物。
式(32)中,t’及u’是1以上的整數,且t’+u’的平均值是35。
(實施例6)
在由上述式(27)所示的直鏈狀多氟化合物50.0質量份中,依序添加由上述式(31)所示的直鏈狀多氟化合物50.0質量份、鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物的甲苯溶液(鉑濃度0.5質量%)0.15質量份、1-乙炔基-1-羥基環己烷的60%甲苯溶液0.20質量份、由下述式(33)所示的有機氫聚矽氧烷(SiH基當量0.00516mol/g)8.72質量份、由下述式(34)所示的有機聚矽氧烷2.0質量份、由上述式(26)所示的有機聚矽氧烷1.5質量份、由下述式(35)所示的羧酸酐0.60質量份,並混合至成為均勻。然後,進行脫泡操作,藉此調製組成物。
式(33)中,v’及w’是1以上的整數,且v’的平均值是11,w’的平均值是3。
(實施例7)
在由上述式(31)所示的直鏈狀多氟化合物50.0質量份中,依序添加由上述式(32)所示的直鏈狀多氟化合物50.0質量份、鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物的甲苯溶液(鉑濃度0.5質量%)0.15質量份、1-乙炔基-1-羥基環己烷的60%甲苯溶液0.20質量份、由上述式
(33)所示的有機氫聚矽氧烷14.5質量份、由上述式(29)所示的有機聚矽氧烷2.0質量份、由下述式(36)所示的有機聚矽氧烷1.5質量份、由下述式(37)所示的羧酸酐0.60質量份,並混合至成為均勻。然後,進行脫泡操作,藉此調製組成物。
(實施例8)
在由上述式(27)所示的直鏈狀多氟化合物20.0質量份中,依序添加由上述式(32)所示的直鏈狀多氟化合物80.0質量份、鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物的甲苯溶液(鉑濃度0.5質量%)0.20質量份、1-乙炔基-1-羥基環己烷的60%甲苯溶液0.25質量份、由上述式(28)所示的有機氫聚矽氧烷15.6質量份、由下述式(38)所示的有機聚矽氧烷3.5質量份、由上述式(30)所示的羧酸酐0.60質量份,並混合至成為均勻。然後,進行脫泡操作,藉此調製組成物。
(實施例9)
在由上述式(27)所示的直鏈狀多氟化合物2.00質量份中,依序添加由上述式(31)所示的直鏈狀多氟化合物8.00質量份、由上述式(32)所示的直鏈狀多氟化合物90.0質量份、鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物的甲苯溶液(鉑濃度0.5質量%)0.20質量份、1-乙炔基-1-羥基環己烷的60%甲苯溶液0.25質量份、由上述式(22)所示的有機氫聚矽氧烷20.2質量份、由上述式
(29)所示的有機聚矽氧烷1.5質量份、由上述式(36)所示的有機聚矽氧烷2.0質量份、由上述式(30)所示的羧酸酐0.60質量份,並混合至成為均勻。然後,進行脫泡操作,藉此調製組成物。
(實施例10)
除了在上述實施例1中將由上述式(24)所示的羧酸酐去除以外,其餘與實施例1同樣地調製組成物。
(實施例11)
除了在上述實施例5中將由上述式(24)所示的羧酸酐去除以外,其餘與實施例5同樣地調製組成物。
(實施例12)
除了在上述實施例7中將由上述式(37)所示的羧酸酐去除以外,其餘與實施例7同樣地調製組成物。
(比較例1)
除了在上述實施例1中將由上述式(22)所示的有機氫聚矽氧烷變更為由下述式(39)所示的有機氫聚矽氧烷(SiH基當量0.00499mol/g)2.46質量份以外,其餘與實施例1同樣地調製組成物。
(比較例2)
除了在上述實施例3中將由上述式(28)所示的有機氫聚矽氧烷變更為由下述式(40)所示的有機氫聚矽氧烷(SiH基當量0.00210mol/g)14.2質量份以外,其餘與實施例3同樣地調製組成物。
(比較例3)
除了在上述實施例5中將由上述式(25)所示的有機氫聚矽氧烷變更為由下述式(41)所示的有機氫聚矽氧烷(SiH基當量0.00737mol/g)12.2質量份以外,其餘與實施例5同樣地調製組成物。
式(41)中,x’是1以上的整數,其平均值是12。
(比較例4)
除了在上述實施例8中將由上述式(28)所示的有機氫聚矽氧烷變更為由下述式(42)所示的有機氫聚矽氧烷(SiH基當量0.00964mol/g)80.8質量份以外,其餘與實施例8同樣地調製組成物。
式(42)中,y’是1以上的整數,其平均值是24。
(比較例5)
除了在上述實施例9中將由上述式(22)所示的有機氫聚矽氧烷變更為由下述式(43)所示的有機氫聚矽氧烷(SiH基當量0.000658mol/g)131.2質量份以外,其餘與實施例9同樣地調製組成物。
式(43)中,z’是1以上的整數,其平均值是24。
(比較例6)
除了在上述比較例1中將由上述式(24)所示的羧酸酐去除以外,其餘與比較例1同樣地調製組成物。
(比較例7)
除了在上述比較例3中將由上述式(24)所示的羧酸酐去除以外,其餘與比較例3同樣地調製組成物。
(比較例8)
除了在上述比較例4中將由上述式(30)所示的羧酸酐去除以外,其餘與比較例4同樣地調製組成物。
對各組成物進行下述項目的評估。而且,硬化條件是150℃×5小時。結果是彙整於表1、表2。
1.硬度:製作2mm厚的薄片狀硬化物後,依據JIS K6253-3:2012來進行測定。
2.折射率:製作2mm厚的薄片狀硬化物後,使用JIS K0062:1992中所規定的多波長阿貝(Abbe)折射計DR-M2/1550(ATAGO股份有限公司製),來測定在25℃、波長589nm也就是鈉的D射線的波長時的折射率。
3.水蒸氣穿透率:製作1mm厚的薄片狀硬化物後,使用依據JIS K7129:2008的Lyssy公司製L80-5000型水蒸氣穿透度計來進行測定。而且,測定溫度是40℃,測定時使用的該硬化物的面積是50cm2。
4.硬化物的耐衝擊性:在具有與第2圖的形態相同的構成的光半導體裝置中,為了形成密封材料
5,而以使LED晶片1浸漬的方式將上述中所得的組成物注入凹部8’中,並在150℃加熱5小時,藉此製作光半導體裝置,該光半導體裝置是以該組成物的硬化物來將LED晶片1密封而成。而且,將1,000個該光半導體裝置掛在碗型振動零件給料器來使其整齊地排列後,計算接合線發生斷線的個數。
5.硬化物的耐龜裂性:使用10個與上述「4.硬化物的耐衝擊性」同樣地進行而製得的光半導體裝置,將在-40℃放置15分鐘後在120℃放置15分鐘設為1次循環後,進行重複500次循環的溫度循環試驗。試驗後,以肉眼來觀察硬化物的外觀,並計算發生龜裂的個數。
6.硬化物的氣體穿透性:將與上述「4.硬化物的耐衝擊性」同樣地進行而製得的光半導體裝置在100℃、10ppm的硫化氫氣體環境中放置200小時後,以肉眼來確認凹部8’的底面的銀的變色程度。
7.硬化物對銀的黏著性:將2片已對表面進行鍍金的鋁的試驗面板(長50mm×寬25mm×厚0.5mm),以使各個面板的端部每10mm重複的方式,以將厚度80μm的上述中所得的各組成物的層夾住的方式疊合,並藉由在150℃加熱5小時使該組成物硬化,而製作黏著試驗片。然後,對這個試驗片進行抗張剪切黏著試驗(抗張速度50mm/分鐘),而評估黏著強度(剪切黏著力)及凝集破壞率。
由表1及表2的結果可知,相較於比較例1~8,本發明的光半導體密封用硬化性組成物(實施例1~12),使該組成物硬化而得的硬化物,具有更良好的耐衝擊性和耐龜裂性及低氣體穿透性,所以無法觀察到接合線發生斷線或龜裂、以及銀的變色。特別是,含有(A)~(E)成分的本發明的光半導體密封用硬化性組成物(實施例1~9),使該組成物硬化而得的硬化物,對銀的
黏著性也良好。另一方面,比較例1~8因為(B)成分沒有滿足本發明的要件,所以能夠觀察到接合線發生斷線或龜裂、及銀的變色。
由上述結果明顯可知,只要使用本發明的光半導體密封用硬化性組成物,就能夠獲得一種硬化物,其耐衝擊性和耐龜裂性優異並且具有低氣體穿透性,而顯示這樣的光半導體密封用硬化性組成物適合作為光半導體元件的密封材料。
而且,本發明並不受上述實施形態所限定。上述實施形態只是例示,只要具有與本發明的申請專利範圍中所記載的技術思想實質上相同的構成且產生同樣的作用效果,不論是任何種類,都包含在本發明的技術範圍內。
1‧‧‧LED晶片
2‧‧‧第一導線架
2a‧‧‧第一導線架的前端部
2b‧‧‧第一導線架的端子部
2’‧‧‧凹部
3‧‧‧第二導線架
3a‧‧‧第二導線架的前端部
3b‧‧‧第二導線架的端子部
4‧‧‧接合線
5‧‧‧密封材料
6‧‧‧凸透鏡部
7‧‧‧透光性樹脂部
10‧‧‧光半導體裝置
Claims (11)
- 一種光半導體密封用硬化性組成物,其特徵在於:含有下述(A)~(D)成分,並且,前述(B)成分的調配量,是前述(B)成分中的與矽原子直接鍵結的氫原子,相對於該組成物中所含的烯基1mol,成為0.50~2.0mol的量,且使前述光半導體密封用硬化性組成物硬化而得的硬化物的硬度是30~70的值,該硬度是使用JIS K6253-3:2012中所規定的A型硬度計來測得,且使前述光半導體密封用硬化性組成物硬化而得的1mm厚的硬化物的水蒸氣穿透率是10.0g/m2.日以下;100質量份的(A)直鏈狀多氟化合物,其一分子中具有2個以上的烯基且在主鏈中具有全氟聚醚結構並且烯基含量是0.0050~0.200mol/100g;(B)由下述通式(1)所示的有機氫聚矽氧烷,
- 如請求項1所述的光半導體密封用硬化性組成物,其中,進一步含有0.010~10.0質量份的羧酸酐作為(E)成分。
- 如請求項2所述的光半導體密封用硬化性組成物,其中,前述(E)成分在常壓下在23℃是液體。
- 如請求項1至6、8中任一項所述的光半導體密封用硬化性組成物,其中,使前述光半導體密封用硬化性組成物硬化而得的硬化物在25℃、波長589nm也就是鈉的D射線的波長時的折射率是1.30以上且未達1.40。
- 一種光半導體裝置,其特徵在於具有光半導體元件及硬化物,該硬化物是使請求項1至6、8中任一項所述的光半導體密封用硬化性組成物硬化而得且是用來將該光半導體元件密封。
- 如請求項10所述的光半導體裝置,其中,前述光半導體元件是發光二極體。
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