JP2009242587A

JP2009242587A - エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JP2009242587A
Application number: JP2008090839A
Authority: JP
Inventors: Shinji Mizumura; 宜司水村
Original assignee: Namics Corp
Current assignee: Namics Corp
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: JP5070107B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、保存安定性に優れ、硬化後に耐熱性、耐光性、透光性に優れるエポキシ樹脂組成物を提供することである。特に、耐熱性、耐光性に優れるＬＥＤ等の半導体発光装置を提供することができる、保存安定性が良好なエポキシ樹脂組成物を提供することである。
【解決手段】（Ａ）一般式（１）で示されるエポキシ樹脂、及び（Ｂ）トリ（メタ）アクリル酸アルミニウムを含有するエポキシ樹脂組成物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、エポキシ樹脂組成物、特に半導体発光装置における接着剤、封止樹脂、モールド樹脂及びポッティング樹脂、中でもＬＥＤ用ダイボンディング剤として用いられるエポキシ樹脂組成物に関し、これを用いて得られるＬＥＤに関する。

耐熱性及び透明性が要求される用途に適したエポキシ樹脂組成物としては、脂環式エポキシ樹脂に芳香族スルホニウム塩等のカチオン系硬化剤を組み合わせたエポキシ樹脂組成物が知られている（特許文献１、２参照）。しかしながら、これらのエポキシ樹脂組成物は、硬化後に、光、特に青色や白色等の短波長光の照射によって、黄変を起こし易く、黄変した硬化後のエポキシ樹脂組成物は、短波長光を吸収し易くなり光の透過率が低下するという問題があり、特にＬＥＤ用途には適していない。さらに、エポキシ樹脂組成物を封止剤として用いた場合、半導体装置の発熱によっても硬化後のエポキシ樹脂組成物が黄変を起こしてしまうという問題があり、特に高出力のＬＥＤの封止剤として適していない。

また、同様の用途に使用されるエポキシ樹脂組成物として、脂環式エポキシ樹脂を直鎖状ポリシロキサンで変性させたエポキシ樹脂に、酸無水物系硬化剤と硬化触媒を組み合わせたエポキシ樹脂組成物（特許文献３参照）、脂環式エポキシ樹脂を有するシロキサン誘導体にアルミニウムキレート化合物を組み合わせたエポキシ樹脂組成物（特許文献４参照）も提案されているが、硬化後のエポキシ樹脂組成物の耐光性及び耐熱性、特に耐熱性が十分でない上に、エポキシ樹脂組成物の保存安定性に欠けており、作業性の点で問題がある。

特開２００５−２４０００４号公報特開２００６−３９３３１号公報特開平７−２５９８７号公報特開２００６−２９０９９８号公報

本発明の目的は、保存安定性に優れ、硬化後に耐熱性、耐光性、透光性に優れるエポキシ樹脂組成物を提供することである。特に、耐熱性、耐光性に優れるＬＥＤ等の半導体発光装置を提供することができる、保存安定性が良好なエポキシ樹脂組成物を提供することである。

本発明は、（Ａ）一般式（１）：

（式中、各Ｒ¹は、独立して、末端にエポキシシクロヘキシル基を有する炭素数１〜５のアルキル基を表し、各Ｒ²は、独立して、炭素数１〜３のアルキル基を表し、ｎは３〜５の整数を表す）で示されるエポキシ樹脂、及び
（Ｂ）トリ（メタ）アクリル酸アルミニウム
を含有するエポキシ樹脂組成物であることを特徴とする。

また、本発明のＬＥＤは、上記エポキシ樹脂組成物を使用して製造することを特徴とする。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、保存安定性に優れ、硬化後に耐熱性、耐光性、透光性に優れる。

また、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、特に、耐熱性、耐光性に優れるＬＥＤ等の半導体発光装置を提供することができる。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）一般式（１）：

（式中、各Ｒ¹は、独立して、末端にエポキシシクロヘキシル基を有する炭素数１〜５のアルキル基を表し、各Ｒ²は、独立して、炭素数１〜３のアルキル基を表し、ｎは３〜５の整数を表す）で示されるエポキシ樹脂、及び
（Ｂ）トリ（メタ）アクリル酸アルミニウム
を含有する。

（Ａ）成分により、硬化後のエポキシ樹脂組成物の耐光性が図られる。（Ａ）成分のＲ¹は、末端にエポキシシクロヘキシル基を有する、直鎖又は分岐の炭素数１〜５のアルキル基であることが好ましく、特に、３，４−エポキシシクロヘキシル基を有する、直鎖または分岐の炭素数２〜３のアルキル基が好ましい。

また、Ｒ²は、メチル基であることが好ましく、ｎは４であることが好ましい。

（Ａ）成分としては、式（２）：

で表されるものが特に好ましい。

（Ｂ）成分により、エポキシ樹脂組成物の保存安定性と、硬化後のエポキシ樹脂組成物の耐熱性が図られる。（Ｂ）成分としては、トリアクリル酸アルミニウムが好ましい。

さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物は、ペーストの粘度を高める観点から、シリカ粉末を含有させることができる。シリカ粉末は、結晶質シリカ、非晶質シリカのいずれも使用することができるが、非晶質シリカが好ましい。また、溶融シリカ、ヒュームドシリカ、粉砕シリカ等を使用することができるが、溶融シリカが好ましい。シリカ粉末は表面処理をしたものも使用することができる。

シリカ粉末の形状は、特に限定されず、球状、りん片状、針状、不定形等が挙げられる。エポキシ樹脂組成物の作業性の点から、球状が好ましい。

シリカ粉末の平均粒子寸法としては、作業性及びシリカ粒子の沈降防止の点から、０．１μｍ以下のものが好ましい。より好ましくは５〜５００ｎｍであり、特に５〜５０ｎｍのものが好ましい。

シリカ粉末は、（Ａ）成分１００重量部に対して、０．０１〜２０重量部であることが好ましく、１〜１５重量部であることが特に好ましい。

本発明は、本発明の硬化を損なわない範囲で、粘度調整剤、消泡剤、難燃剤、酸化防止剤、溶剤等を任意成分として含有することができる。

本発明においては、（Ａ）成分１００重量部に対して、（Ｂ）成分が０．２〜２重量部であると好ましく、（Ｂ）成分が０．５〜１．５重量部であるとより好ましい

本発明のエポキシ樹脂組成物は、半導体発光装置における接着剤、封止樹脂、モールド樹脂又はポッティング樹脂として用いることが好ましく、特に、ＬＥＤ用ダイボンディング剤として用いることが好ましい。

本発明のエポキシ樹脂組成物を、半導体発光装置のチップ、基板、リードフレーム等に塗布、印刷、滴下等し、１４０〜２００℃で１分〜３時間（例えば、１５０〜１８０℃で１〜２時間）、エポキシ樹脂組成物を硬化することにより、ＬＥＤ等の半導体発光装置を製造することができる。ＬＥＤチップは、青色ＬＥＤチップ、白色ＬＥＤチップのいずれも使用することができる。

本発明によれば、保存安定性に優れ、硬化後に耐熱性、耐光性、透光性に優れたエポキシ樹脂組成物が得られる。エポキシ樹脂組成物の保存安定性は、例えば、増粘率の経時変化を測定することにより評価することができる。硬化後のエポキシ樹脂組成物の耐熱性は、例えば、高温保持後の透過率の変化を測定することにより、耐光性は、例えば、ブルーライト等の短波長光の照射前後の透過率の変化を測定することにより、透光性は、例えば、透過率を測定することにより評価することができる。

本発明について、実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例において、部、％はことわりのない限り、重量部、重量％を表す。

表１に示す配合で各成分を混合して、実施例及び比較例の各ＬＥＤ用エポキシ樹脂組成物を調製した。

ナノシリカ：平均粒径１６ｎｍ

実施例及び比較例の各剤について、下記の試験を行った。
（１）増粘率
各組成物の初期粘度をトキメック製粘度計（型番：ＴＶＥ−２２）でローターの回転数を毎分５回転数で測定した。なお、ペーストの温度は約２５℃で、１４号スピンドルを使用した。結果を表２に示す。次に、各組成物を２５℃で２４時間保持した後、初期粘度と同様に粘度を測定した。増粘率（％）を、（２５℃で２４時間保持後の粘度−初期粘度）／（初期粘度）×１００により求めた。結果を表２に示す。

（２）透過率
各組成物をガラス板に厚み３０μｍで塗布し、１５０℃で１時間硬化させ、透過率評価用サンプルを作製した。このサンプルについて、日本分光社製分光光度計（型番：Ｖ−６７０）により、波長４５０ｎｍでの初期の透過率を測定した。結果を表２に示す。

（３）耐光性
透過率測定後のサンプルを使用した。青色ＨＩＤランプ（４００Ｗ、８０００ｌｍ、約２００００Ｌｘ、図１）を用いて、５０ｍｍの距離から、２０００時間、サンプルに光照射した後、照射後の透過率を初期の透過率と同様にして測定した。耐光性（％）を、（２０００時間照射後の透過率）／（初期の透過率）×１００により求めた。結果を表２に示す。

（４）耐熱性
透過率測定後のサンプルを使用した。サンプルを、１５０℃の乾燥機中で、２０００時間保持し、保持後のサンプルの透過率を、初期の透過率と同様にして測定した。耐熱性（％）を、（１５０℃で２０００時間保持後の透過率）／（初期の透過率）×１００により求めた。結果を表２に示す。

表２に示すように、実施例１、２は、増粘率が０％、透過率が９９．０％以上、耐光性が９９．５％以上、耐熱性が９８％以上であり、すべてにおいて優れていた。アルミニウムキレート化合物を使用した比較例１〜３は、２０％以上の増粘率、９８％以下の耐光性、８５％以下の耐熱性であり、特に、比較例３は、エポキシ樹脂組成物がゲル化し、粘度測定ができなかった。一般の酸無水物を使用した比較例４は、４３％の増粘率、９１％の耐熱性であった。

これらの結果から、本発明のエポキシ樹脂組成物は、硬化後の透過率、耐光性の点において優れたものであり、耐光性に優れたＬＥＤ等の半導体発光装置を提供することができる。特に、高温保持後の透過率においても優れており、耐熱性に優れた半導体発光装置を提供することができる。さらに、保存安定性にも優れていることから、作業面でも便利である。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、特に、耐光性と耐熱性に優れたＬＥＤ等の半導体発光装置を提供することができ、半導体発光装置の発展に寄与するものである。

青色ＨＩＤランプの波長と相対強度を示す図である。

Claims

（Ａ）一般式（１）：

（式中、各Ｒ¹は、独立して、末端にエポキシシクロヘキシル基を有する炭素数１〜５のアルキル基を表し、各Ｒ²は、独立して、炭素数１〜３のアルキル基を表し、ｎは３〜５の整数を表す）で示されるエポキシ樹脂、及び
（Ｂ）トリ（メタ）アクリル酸アルミニウム
を含有する、エポキシ樹脂組成物。
（Ａ）成分が、式（２）：

で示されるエポキシ樹脂である、請求項１記載のエポキシ樹脂組成物。
（Ａ）成分１００重量部に対して、（Ｂ）成分が０．２〜２重量部である、請求項１又は２記載のエポキシ樹脂組成物。
半導体発光装置における接着剤、封止樹脂、モールド樹脂又はポッティング樹脂として用いられる、請求項１〜３のいずれか１項記載のエポキシ樹脂組成物。
ＬＥＤ用ダイボンディング剤である、請求項１〜４のいずれか１項記載のエポキシ樹脂組成物。
請求項１〜５のいずれか１項記載のエポキシ樹脂組成物を使用して製造したＬＥＤ。