CN117425696A - 光反射用热固性树脂组合物、光半导体元件搭载用基板及光半导体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的一方面涉及一种光反射用热固性树脂组合物,其含有环氧树脂、固化剂、在410~500nm范围具有荧光强度的苯并噁唑化合物、无机中空粒子及白色颜料。
Description
技术领域
本发明涉及一种光反射用热固性树脂组合物、光半导体元件搭载用基板及光半导体装置。
背景技术
由于能量效率高且寿命长,因此组合LED(Light Emitting Diode:发光二极管)等光半导体元件和荧光体而成的光半导体装置用于室外用显示器、便携式液晶背光、车载用途等各种用途,其需求正在扩大。随之,推进了LED器件的高亮度化,从而要求防止元件的发热量增加导致的结点温度的上升或光能量的直接增加导致的光半导体装置的劣化。
专利文献1中公开了一种光半导体元件搭载用基板,其使用了在树脂固化后的可见光至近紫外光区域具有高反射率的热固性树脂组合物。并且,专利文献2中公开了一种减少了光泄漏的光半导体元件搭载用部件。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-254633号公报
专利文献2:日本特开2010-287837号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
通常,在使用热固性树脂组合物来形成LED的反射器时,使用了传递模塑成型。对由热固性树脂组合物形成的固化物,不仅要求进一步提高光反射率,还要求具有在高温下长时间使用时也能够维持光学特性。
本发明的目的在于,提供一种能够形成在高温下长时间使用时光反射性也优异的固化物的光反射用热固性树脂组合物、使用了该光反射用热固性树脂组合物的光半导体元件搭载用基板及光半导体装置。
用于解决技术课题的手段
本发明的一方式涉及一种以下光反射用热固性树脂组合物、光半导体元件搭载用基板及光半导体装置。
[1]一种光反射用热固性树脂组合物,其含有环氧树脂、固化剂、在410~500nm范围具有荧光强度的苯并噁唑化合物、无机中空粒子及白色颜料。
[2]根据上述[1]所述的光反射用热固性树脂组合物,其中,
相对于所述环氧树脂100质量份,所述苯并噁唑化合物的含量为0.05~5.0质量份。
[3]根据上述[1]或[2]所述的光反射用热固性树脂组合物,其中,相对于所述环氧树脂100质量份,所述无机中空粒子的含量为100~200质量份。
[4]根据上述[1]至[3]中任一项所述的光反射用热固性树脂组合物,其中,
所述无机中空粒子的中值粒径为1~25μm。
[5]根据上述[1]至[4]中任一项所述的光反射用热固性树脂组合物,其中,
所述白色颜料含有选自由氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化锑及氧化锆组成的组中的至少一种。
[6]一种光半导体元件搭载用基板,其具备上述[1]至[5]中任一项所述的光反射用热固性树脂组合物的固化物。
[7]一种光半导体元件搭载用基板,其具有由底面及壁面构成的凹部,该凹部的所述底面为光半导体元件的搭载部,所述凹部的所述壁面的至少一部分含有上述[1]至[5]中任一项所述的光反射用热固性树脂组合物的固化物。
[8]一种光半导体元件搭载用基板,其具备基板及设置于该基板上的第1连接端子及第2连接端子,在所述第1连接端子与所述第2连接端子之间具有上述[1]至[5]中任一项所述的光反射用热固性树脂组合物的固化物。
[9]一种光半导体装置,其具有上述[6]至[8]中任一项所述的光半导体元件搭载用基板及搭载于该光半导体元件搭载用基板的光半导体元件。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够形成在高温下长时间使用时光反射性也优异的固化物的光反射用热固性树脂组合物、使用了该光反射用热固性树脂组合物的光半导体元件搭载用基板及光半导体装置。
附图说明
图1是表示光半导体元件搭载用基板的一实施方式的立体图。
图2是表示制造光半导体元件搭载用基板的工序的一实施方式的概略图。
图3是表示在光半导体元件搭载用基板上搭载有光半导体元件的状态的一实施方式的立体图。
图4是表示光半导体装置的一实施方式的示意剖视图。
图5是表示光半导体装置的另一实施方式的示意剖视图。
图6是表示光半导体装置的另一实施方式的示意剖视图。
图7是表示覆铜层压板的一实施方式的示意剖视图。
图8是表示使用覆铜层压板制作的光半导体装置的一例的示意剖视图。
图9是表示光半导体装置的另一实施方式的示意剖视图。
具体实施方式
以下,根据需要,参考附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。但是,本发明并不限定于以下实施方式。另外,附图中,对相同的要素标注相同的符号,并省略重复的说明。并且,若无特别说明,则上下左右等位置关系基于附图所示的位置关系。进而,附图的尺寸比率并不限于图示的比率。在本说明书中,关于“工序”一词,不仅包含独立的工序,而且即使在无法与其他工序明确区分的情况下只要实现该工序的所期望的作用,则也包含于本术语中。在本说明书中,关于“层”一词,当以俯视图观察时,除形成于整个面上的形状的结构以外,还包含形成于一部分的形状的结构。
在本说明书中,使用“~”表示的数值范围表示将记载于“~”前后的数值分别作为最小值及最大值而包含的范围。在本说明书中阶段性记载的数值范围内,某一阶段的数值范围的上限值或下限值可以替换成另一阶段的数值范围的上限值或下限值。在本说明书中记载的数值范围内,该数值范围的上限值或下限值可以替换成实施例中示出的值。“A或B”只要包括A及B中的任一者即可,也可以同时包括这两个。若无特别说明,则本说明书中例示的材料可以单独使用1种或组合2种以上来使用。
[光反射用热固性树脂组合物]
本实施方式所涉及的光反射用热固性树脂组合物含有环氧树脂、固化剂、在410~500nm范围具有荧光强度的苯并噁唑化合物、无机中空粒子及白色颜料。
(环氧树脂)
作为环氧树脂,可以使用通常用于电子零件密封用环氧树脂成型材料的环氧树脂。本实施方式所涉及的热固性树脂组合物通过含有环氧树脂,能够形成热硬度及弯曲强度高且提高了机械特性的固化物。作为环氧树脂,例如可举出:将苯酚酚醛清漆型环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂等酚类和醛类酚醛清漆树脂环氧化而成的环氧树脂;双酚A、双酚F、双酚S、烷基取代双酚等二缩水甘油醚;通过二氨基二苯甲烷、异氰脲酸等多胺和表氯醇的反应而得的缩水甘油胺型环氧树脂;用过氧乙酸等过酸氧化烯烃键而得的线性脂肪族环氧树脂;及脂环族环氧树脂。环氧树脂可以单独使用1种或组合2种以上来使用。
从着色少的观点出发,环氧树脂可以含有异氰脲酸二缩水甘油酯、异氰脲酸三缩水甘油酯、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、衍生自1,2-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸或1,4-环己烷二甲酸的二羧酸二缩水甘油酯。出于同样的理由,作为环氧树脂,还优选邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、纳迪克酸、甲基纳迪克酸等二羧酸的二缩水甘油酯。环氧树脂可以含有具有芳香环氢化而成的脂环式结构的核氢化偏苯三酸、核氢化苯均四酸等缩水甘油酯。环氧树脂可以含有通过在有机溶剂、有机碱及水的存在下加热硅烷化合物并进行水解而使其缩合来制造的具有环氧基的聚有机硅氧烷。
环氧树脂可以使用市售品。作为3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯,例如可以获取Daicel Corporation的商品名“CELLOXIDE 2021”、“CELLOXIDE 2021A”及“CELLOXIDE 2021P”、Dow Chemical Japan的商品名“ERL4221”、“ERL4221D”及“ERL4221E”。作为双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯,例如可以获取Dow Chemical Japan的商品名“ERL4299”、DIC Corporation的商品名“EXA-7015”。作为1-环氧乙基-3,4-环氧环己烷或柠檬烯二环氧化物,例如可以获取Mitsubishi Chemical Corporation的商品名“jERYX8000”、“jER YX8034”及“jER YL7170”、Daicel Corporation的商品名“CELLOXIDE2081”、“CELLOXIDE 3000”、“EPOLEAD GT301”、“EPOLEAD GT401”及“EHPE3150”。作为异氰脲酸三缩水甘油酯,例如可以获取Nissan Chemical Industries,Ltd.的商品名“TEPIC-S”。
(固化剂)
作为固化剂,可以使用通常用于电子零件密封用环氧树脂成型材料的固化剂。若与环氧树脂反应而能够获得固化物,则固化剂并无特别限定,优选着色少的固化剂,更优选无色或淡黄色的固化剂。作为固化剂,例如可举出酸酐系固化剂、异氰脲酸衍生物系固化剂及酚系固化剂。固化剂可以单独使用1种或组合2种以上来使用。
作为酸酐系固化剂,例如可举出邻苯二甲酸酐、马来酸酐、偏苯三酸酐、苯均四酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、纳迪克酸酐、戊二酸酐、二甲基戊二酸酐、二乙基戊二酸酐、琥珀酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐及具有2个以上的芳香环的四羧酸二酐。
作为具有2个以上的芳香环的四羧酸二酐,例如可举出4,4’-二邻苯二甲酸酐、4,4’-羰基二邻苯二甲酸酐、4,4’-磺酰基二邻苯二甲酸酐、4,4’-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐、4,4’-氧双邻苯二甲酸酐、9,9-双(3,4-二羧基苯基)芴二酸酐及由下述式(1)表示的化合物。
式(1)中,Rx表示2价的有机基团,n表示1~10的整数。2价的有机基团可以为具有饱和烃环的2价的饱和烃基,作为饱和烃,例如可举出环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、降冰片烯、双环戊二烯、金刚烷、氢化萘及氢化联苯。
作为异氰脲酸衍生物,例如可举出1,3,5-三(1-羧甲基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(2-羧乙基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(3-羧丙基)异氰脲酸酯及1,3-双(2-羧乙基)异氰脲酸酯。
作为酚系固化剂,例如可举出:使苯酚、甲酚、间苯二酚、邻苯二酚、双酚A、双酚F、苯基苯酚、氨基苯酚等酚类和/或α-萘酚、β-萘酚、二羟基萘等萘酚类与甲醛、苯甲醛、水杨醛等醛类在酸性催化剂下缩合或共缩合而得的酚醛清漆型酚醛树脂;由酚类和/或萘酚类与二甲氧基对二甲苯或双(甲氧基甲基)联苯合成的苯酚芳烷基树脂;亚联苯基型苯酚芳烷基树脂、萘酚芳烷基树脂等芳烷基型酚醛树脂;通过酚类和/或萘酚类与双环戊二烯的共聚合成的双环戊二烯型酚醛树脂;三苯甲烷型酚醛树脂;萜烯改性酚醛树脂;对二甲苯和/或间二甲苯改性酚醛树脂;三聚氰胺改性酚醛树脂;以及将它们共聚两种以上而得的酚醛树脂。
在本实施方式所涉及的热固性树脂组合物中,相对于环氧树脂100质量份,固化剂的含量可以为10~150质量份、30~140质量份、50~130质量份或80~120质量份。
关于固化剂的配合比例,相对于环氧树脂中的环氧基1当量,能够与该环氧基反应的固化剂中的活性基团(酸酐基或羟基)可以为0.5~2.0当量、0.6~1.5当量或0.7~1.2当量。若上述活性基团为0.5当量以上,则由热固性树脂组合物形成的固化物的玻璃化转变温度变高,容易获得足够的弹性模量。另一方面,若上述活性基团为2.0当量以下,则固化后的强度不易降低。
(在410~500nm范围具有荧光强度的苯并噁唑化合物)
本实施方式所涉及的热固性树脂组合物含有在410~500nm范围具有荧光强度的苯并噁唑化合物,因此能够形成在高温下长时间使用时也不易着色且能够维持光学特性的固化物。本实施方式所涉及的苯并噁唑化合物为吸收紫外线而发出蓝色荧光的化合物。作为本实施方式所涉及的苯并噁唑化合物,例如可以使用苯并噁唑系荧光漂白剂。苯并噁唑系荧光漂白剂与其他荧光增白剂(例如,吡唑啉化合物、香豆素化合物等)相比,在460nm附近的荧光强度高,因此,即使固化物在高温下长时间暴露的情况下也容易抑制光反射率的降低。
从进一步抑制高温环境下固化物的光反射率的降低的观点出发,相对于环氧树脂100质量份,本实施方式所涉及的苯并噁唑化合物的含量优选为0.05~5.0质量份,更优选为0.07~3.0质量份,进一步优选为0.09~1.0质量份,更进一步优选为0.10~0.8质量份。
(白色颜料)
白色颜料用于对由本实施方式所涉及的热固性树脂组合物而得的固化物(成型体)赋予白色系的色调,尤其,通过使该色调成为高度的白色,能够提高成型体的光反射率。
作为白色颜料,例如可举出氧化钇等稀土类氧化物、氧化钛、氧化锌、氧化铝(alumina)、氧化镁、氧化锑、硫酸锌及氧化锆。它们可以单独使用1种或组合2种以上来使用。从进一步提高光反射性的观点出发,白色颜料优选含有选自由氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化锑及氧化锆组成的组中的至少一种,更优选含有选自由氧化钛、氧化锑及氧化锆组成的组中的至少一种。
从在制备热固性树脂组合物时容易将白色颜料均匀地分散的观点出发,
白色颜料的中值粒径可以为0.05μm以上、0.06μm以上、0.08μm以上或0.10μm以上。从容易提高固化物的光反射特性的观点出发,白色颜料的中值粒径可以为10μm以下、8μm以下、5μm以下、3μm以下或1μm以下。白色颜料的中值粒径例如可以为0.05~10μm、0.06~8μm、0.08~5μm、0.10~3μm或0.10~1μm。在本说明书中,中值粒径可以作为利用激光衍射法的粒度分布测定中的质量平均值D50(或中值直径)而求出。
从进一步提高光反射率的观点出发,相对于环氧树脂100质量份,白色颜料的含量优选为100~400质量份,更优选为150~350质量份,进一步优选为200~300质量份。
(无机中空粒子)
本实施方式所涉及的热固性树脂组合物含有无机中空粒子作为无机填充剂。无机中空粒子为在内部具有空隙部的粒子。无机中空粒子通过表面及内壁折射及反射入射光,因此通过与白色颜料一并使用,能够形成更进一步提高了光反射性及机械特性的固化物。
作为无机中空粒子,例如可举出硅酸钠玻璃、铝硅酸玻璃、硼硅酸钠玻璃及白沙(white sand)。从耐热性及耐压强度的观点出发,无机中空粒子的外壳优选由选自由硅酸钠玻璃、铝硅酸玻璃、硼硅酸钠玻璃、白沙、交联苯乙烯系树脂及交联丙烯系树脂组成的组中的至少一种材质构成,更优选由选自由硅酸钠玻璃、铝硅酸玻璃、硼硅酸钠玻璃及白沙组成的组中的至少一种材质构成。
从在制备热固性树脂组合物时容易将无机中空粒子均匀地分散的观点出发,无机中空粒子的中值粒径可以为1μm以上、5μm以上、8μm以上或10μm以上。从容易提高固化物的光反射特性的观点出发,无机中空粒子的中值粒径可以为25μm以下、24μm以下、22μm以下或20μm以下。无机中空粒子的中值粒径例如可以为1~25μm、5~24μmm、8~22μm或10~20μm。
从提高热固性树脂组合物的机械特性的观点出发,无机中空粒子的外壳的厚度可以为0.4~1.3μm、0.45~1.2μm、0.5~1.1μm或0.55~1.0μm。
从进一步提高光反射性的观点出发,无机中空粒子的堆积密度可以为0.20~0.36g/cm3、0.25~0.35g/cm3或0.26~0.34g/cm3。堆积密度为向一定容积的容器内填充无机中空粒子并将其内容积作为体积而计算出的密度。
从光反射性与机械特性之间的平衡优异的观点出发,无机中空粒子的真密度可以为0.40~0.75g/cm3、0.45~0.70g/cm3或0.50~0.65g/cm3。真密度可以根据ASTM D2840来测定。
从提高热固性树脂组合物的固化物的强度的观点出发,无机中空粒子的耐压强度在25℃下可以为100MPa以上、110MPa以上、125MPa以上或150MPa以上。从提高热固性树脂组合物的成型性的观点出发,无机中空粒子的耐压强度在25℃下可以为500MPa以下、300MPa以下或200MPa以下。耐压强度可以根据ASTM D3102来测定。
从进一步提高固化物的光反射率的观点出发,相对于环氧树脂100质量份,无机中空粒子的含量优选为100~200质量份,更优选为120~180质量份,进一步优选为140~160质量份。
(无机中空粒子以外的无机填充剂)
从提高成型性的观点出发,本实施方式所涉及的热固性树脂组合物可以含有无机中空粒子以外的无机填充剂。作为无机中空粒子以外的无机填充剂,例如可举出石英、气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、硅酸酐、熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、超微粉无定形二氧化硅、硫酸钡、碳酸镁、碳酸钡、氢氧化铝、氢氧化镁、钛酸钾及硅酸钙。
从成型性的观点出发,无机填充剂可以含有熔融二氧化硅。从提高与白色颜料的填充性的观点出发,熔融二氧化硅的中值粒径可以为0.1~100μm、1~50μm、1~40μm或1~30μm。
(固化促进剂)
为了促进环氧树脂的固化反应,本实施方式所涉及的热固性树脂组合物可以含有固化促进剂。作为固化促进剂,例如可举出胺化合物、咪唑化合物、有机磷化合物、碱金属化合物、碱土类金属化合物及季铵盐。在这些固化促进剂中,从进一步提高光反射性的观点出发,优选使用胺化合物、咪唑化合物或有机磷化合物,更优选使用有机磷化合物。固化促进剂可以单独使用1种或组合2种以上来使用。
作为胺化合物,例如可举出1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳烯-7、三亚乙基二胺及三-2,4,6-二甲基氨基甲基苯酚。作为咪唑化合物,例如可举出2-乙基-4-甲基咪唑。作为有机磷化合物,例如可举出三苯基膦、四苯基鏻四苯基硼酸盐、四正丁基鏻-o,o-二硫代磷酸二乙酯、四正丁基鏻-四氟硼酸盐及四正丁基鏻-四苯基硼酸盐。
相对于环氧树脂100质量份,热固性树脂组合物中的固化促进剂的含量可以为0.1~5.0质量份、0.5~4.0质量份或1.0~3.0质量份。若固化促进剂的含量为0.1质量份以上,则容易获得足够的固化促进效果,若为5.0质量份以下,则容易抑制固化物的变色。
(偶联剂)
为了提高无机填充剂和环氧树脂的密合性,可以向热固性树脂组合物中添加偶联剂。作为偶联剂,并无特别限定,例如可举出硅烷偶联剂及钛酸酯系偶联剂。作为硅烷偶联剂,例如可举出环氧硅烷化合物、氨基硅烷化合物、阳离子硅烷化合物、乙烯基硅烷化合物、丙烯酸硅烷化合物及巯基硅烷化合物。以热固性树脂组合物的总量为基准,偶联剂的含量可以为5质量%以下。
根据需要,可以向本实施方式所涉及的热固性树脂组合物中添加抗氧化剂、脱模剂、分散剂、离子捕捉剂等添加剂。
本实施方式所涉及的热固性树脂组合物可以通过将上述各种成分均匀地分散并进行混合来制作。制作方法、条件等并无特别限定。作为制作热固性树脂组合物的通常的方法,可举出通过捏合机、辊、挤压机、擂溃机或组合了自转和公转的行星式混合机对各成分进行混炼的方法。在对各成分进行混炼时,从提高分散性的观点出发,优选在熔融状态下进行。
混炼的条件根据各成分的种类或配合量适当确定即可,例如优选在15~100℃下混炼5~40分钟,更优选在20~100℃下混炼10~30分钟。若混炼温度为15℃以上,则容易对各成分进行混炼,从而能够提高分散性。若混炼温度为100℃以下,则能够在混炼时抑制环氧树脂的高分子量化进展而固化。若混炼时间为5分钟以上,则容易获得足够的分散效果。若混炼时间为40分钟以下,则能够在混炼时抑制环氧树脂的高分子量化进展而固化。
本实施方式所涉及的热固性树脂组合物在需要较高的光反射性及耐热性的光半导体元件安装用基板材料、电绝缘材料、光半导体密封材料、黏合材料、涂料材料、传递成型用环氧树脂成型材料等各种用途中是有用的。以下,对将本实施方式所涉及的热固性树脂组合物用作传递成型用环氧树脂成型材料时的例进行叙述。
从机械特性的观点出发,将本实施方式所涉及的热固性树脂组合物在成型模具温度为180℃、成型压力6.9MPa、固化时间90秒钟的条件下进行传递成型时的弯曲强度在25℃下优选为70MPa以上,更优选为75MPa以上。若弯曲强度为70MPa以上,则韧性优异。
从提高光半导体装置的亮度的观点出发,本实施方式所涉及的热固性树脂组合物的固化物的波长460nm下的初期光反射率优选为93%以上,更优选为94%以上,进一步优选为95%以上。从使耐热着色性变得良好的观点出发,将该固化物在150℃下热处理1008小时之后的波长460nm下的光反射率优选为86%以上,更优选为87%以上,进一步优选为88%以上。
作为将本实施方式所涉及的热固性树脂组合物的固化物的色差数值化的方法,能够使用L*a*b*表色系。b值能够以JIS Z 8781-4为基准进行测定。从确保反射率的观点出发,热固性树脂组合物的固化物的b值可以为2.00以下、1.80以下或1.60以下。从确保耐热性的观点出发,在150℃下对该固化物进行1008小时的热处理之后的b值可以为6.60以下、6.40以下或6.20以下。
[光半导体元件搭载用基板]
本实施方式的光半导体元件搭载用基板具备本实施方式的光反射用热固性树脂组合物的固化物。并且,作为光半导体元件搭载用基板的另一实施方式,具有由底面及壁面构成的凹部。凹部的底面为光半导体元件的搭载部(光半导体元件搭载区域),凹部的壁面、即凹部的内周侧面的至少一部分含有本实施方式的光反射用热固性树脂组合物的固化物。
图1是表示光半导体元件搭载用基板的一实施方式的立体图。图1的光半导体元件搭載基板具备基板和设置于该基板上的第1连接端子及第2连接端子,在所述第1连接端子与所述第2连接端子之间具有本实施方式的光反射用热固性树脂组合物的固化物。更具体而言,光半导体元件搭载用基板110具备形成有Ni/Ag镀层104的金属线路105(第1连接端子及第2连接端子)、设置于金属线路105(第1连接端子及第2连接端子)之间的绝缘性树脂成型体103’及反射器103,并且具有由形成有Ni/Ag镀层104的金属线路105及绝缘性树脂成型体103’和反射器103形成的光半导体元件搭载区域(凹部)200。该凹部200的底面由形成有Ni/Ag镀层104的金属线路105及绝缘性树脂成型体103’构成,凹部200的壁面由反射器103构成。反射器103及绝缘性树脂成型体103’为由上述本实施方式所涉及的光反射用热固性树脂组合物的固化物形成的成型体。
光半导体元件搭载用基板的制造方法并无特别限定,例如可以通过使用了光反射用热固性树脂组合物的传递成型来制造。图2是表示制造光半导体元件搭载用基板的工序的一实施方式的概略图。光半导体元件搭载用基板例如可以经由如下工序制造:通过冲压、蚀刻等公知的方法由金属箔形成金属线路105,并通过电镀实施Ni/Ag镀层104的工序(图2(a));接着,将该金属线路105配置于规定形状的模具151中,从模具151的树脂注入口150注入光反射用热固性树脂组合物,并在规定的条件下进行传递成型的工序(图2(b));然后移除模具151的工序(图2(c))。通过这种方式,在光半导体元件搭载用基板上形成周围被由光反射用热固性树脂组合物的固化物形成的反射器103包围而成的光半导体元件搭载区域(凹部)200。并且,凹部200的底面由成为第1连接端子的金属线路105及成为第2连接端子的金属线路105和设置于它们之间的由光反射用热固性树脂组合物的固化物形成的绝缘性树脂成型体103’构成。另外,作为上述传递成型的条件,优选为如下:在模具温度优选为170~200℃,更优选为170~190℃,成型压力优选为0.5~20MPa,更优选为2~8MPa下60~120秒钟,在后固化温度120℃~180℃下1~3小时。
[光半导体装置]
本实施方式所涉及的光半导体装置具有上述光半导体元件搭载用基板及搭载于该光半导体元件搭载用基板的光半导体元件。作为更具体的例子,可举出具备上述光半导体元件搭载用基板、设置于光半导体元件搭载用基板的凹部内的光半导体元件及填充凹部并密封光半导体元件的含荧光体的密封树脂部的光半导体装置。
图3是表示在光半导体元件搭载用基板110上搭载有光半导体元件100的状态的一实施方式的立体图。如图3所示,光半导体元件100搭载于光半导体元件搭载用基板110的光半导体元件搭载区域(凹部)200的规定位置,其通过接合线102与金属线路105电连接。图4及图5是表示光半导体装置的一实施方式的示意剖视图。如图4及图5所示,光半导体装置具备光半导体元件搭载用基板110、设置于光半导体元件搭载用基板110的凹部200内的规定位置的光半导体元件100及填充凹部200并密封光半导体元件的由含有荧光体106的透明的密封树脂101而成的密封树脂部,光半导体元件100与形成有Ni/Ag镀层104的金属线路105通过接合线102或焊料凸块107电连接。
图6也是表示光半导体装置的一实施方式的示意剖视图。在图6所示的光半导体装置中,在形成有反射器303的引线304上的规定位置经由晶粒接合材料306配置有LED元件300,LED元件300与引线304通过接合线301电连接,并且通过含有荧光体305的透明的密封树脂302密封了LED元件300。
本实施方式的光反射用热固性树脂组合物作为光反射涂层剂,例如可以用于覆铜层压板、光半导体元件搭载用基板、光半导体元件等。
本实施方式所涉及的覆铜层压板具备使用上述光反射用热固性树脂组合物形成的光反射树脂层和层叠于该光反射树脂层上的铜箔。
图7是表示覆铜层压板的一个优选实施方式的示意剖视图。如图7所示,覆铜层压板400具备基材401、层叠于该基材401上的光反射树脂层402及层叠于该光反射树脂层402上的铜箔403。在此,光反射树脂层402使用上述光反射用热固性树脂组合物来形成。
作为基材401,可以无特别限制地使用用于覆铜层压板的基材,例如可举出环氧树脂层压板等树脂层压板、光半导体搭载用基板等。
覆铜层压板400例如可以通过如下方法来制作:在基材401表面上涂布本实施方式的光反射用热固性树脂组合物,叠加铜箔403,并进行加热加压固化来形成含有上述热固性树脂组合物的固化物的光反射树脂层402。
作为在基材401上涂布热固性树脂组合物的方法,例如可以使用印刷法、模涂法、幕涂法、喷涂法、辊涂法等涂布方法。此时,可以使热固性树脂组合物含有溶剂,以使涂布变得容易。另外,在使用溶剂的情况下,以上述各成分的配合比例下的热固性树脂组合物的总量为基准时,优选将不包括溶剂的量设定为总量。
作为加热加压的条件,并无特别限定,例如优选在130~180℃、0.5~4MPa、30~600分钟的条件下进行加热加压。
使用上述覆铜层压板,能够制作LED安装用等光学部件用印刷线路板。另外,图7所示的覆铜层压板400在基材401的单面上层叠有光反射树脂层402及铜箔403,但覆铜层压板也可以在基材401的两个面上分别层叠有光反射树脂层402及铜箔403。并且,覆铜层压板也可以仅由光反射树脂层402及铜箔403构成,而不使用基材401。在该情况下,光反射树脂层402发挥基材的作用。在该情况下,例如可以使本热固性树脂组合物含浸于玻璃布等中而使其固化之后作为光反射树脂层402。
图8是表示使用覆铜层压板制作的光半导体装置的一例的示意剖视图。如图8所示,光半导体装置500为具备光半导体元件410和设置成密封光半导体元件410的透明的密封树脂404的表面安装型发光二极管。在光半导体装置500中,光半导体元件410经由黏合层408与铜箔403黏合,并通过接合线409与铜箔403电连接。
作为光半导体元件搭载用基板的另一实施方式,可举出具备使用上述光反射用热固性树脂组合物在基材上的多个导体部件(连接端子)之间形成的光反射树脂层的光半导体元件搭载用基板。并且,光半导体装置的另一实施方式在上述光半导体元件搭载用基板上搭载有光半导体元件。
图9是表示光半导体装置的一个优选实施方式的示意剖视图。如图9所示,光半导体装置600为在光半导体元件搭载用基板上搭载有光半导体元件610且设置有透明的密封树脂604以密封光半导体元件610的表面安装型发光二极管,该光半导体元件搭载用基板具备基材601、形成于该基材601的表面上的多个导体部件602及形成于多个导体部件(连接端子)602之间且含有上述光反射用热固性树脂组合物的固化物的光反射树脂层603。在光半导体装置600中,光半导体元件610经由黏合层608与导体部件602黏合,并通过接合线609与导体部件602电连接。
作为基材601,可以无特别限制地使用用于光半导体元件搭载用基板的基材,例如可举出环氧树脂层压板等树脂层压板。
导体部件602发挥连接端子的功能,其例如可以通过光刻铜箔的方法等公知的方法来形成。
光半导体元件搭载用基板可以通过如下方法制作:在基材601上的多个导体部件602之间涂布上述光反射用热固性树脂组合物,并进行加热固化来形成含有光反射用热固性树脂组合物的固化物的光反射树脂层603。
作为在基材601上涂布光反射用热固性树脂组合物的方法,例如可以使用印刷法、模涂法、幕涂法、喷涂法、辊涂法等涂布方法。此时,可以使光反射用热固性树脂组合物含有溶剂,以使涂布变得容易。另外,在使用溶剂的情况下,以上述各成分的配合比例下的树脂组合物总量为基准时,优选将不包括溶剂的量设定为总量。
作为对光反射用热固性树脂组合物的涂膜进行加热固化时的加热条件,并无特别限定,例如可以在130~180℃、30~600分钟的条件下进行加热。
然后,通过磨光等去除附着于导体部件602表面上的多余的树脂成分,使由导体部件602构成的电路暴露,并将其作为光半导体元件搭载用基板。并且,为了确保光反射树脂层603和导体部件602的密合性,可以对导体部件602进行氧化还原处理、CZ处理(MEC Co.,Ltd.制)等粗糙化处理。
具有本实施方式所涉及的光反射用热固性树脂组合物的固化物的光半导体元件搭载用基板及光半导体装置的光反射率高且能够在高温下长时间使用时维持光学特性。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行详细叙述,但本发明并不限定于此。
[光反射用热固性树脂组合物]
为了制作实施例及比较例的光反射用热固性树脂组合物,准备了以下成分。
(环氧树脂)
Nissan Chemical Industries,Ltd.制的商品名“TEPIC-S”(异氰脲酸三缩水甘油酯、环氧当量:100)
(固化剂)
式(1)的四羧酸二酐(Rx:环己烷环、熔点:40℃)
New Japan Chemical Co.,Ltd.制的商品名“RIKACID HH”(六氢邻苯二甲酸酐、熔点:35℃)
Manac Incorporated.制的商品名“ODPA-C”(4,4’-氧双邻苯二甲酸酐、熔点:229℃)
(苯并噁唑化合物)
NIPPON CHEMICAL WORKS CO.,LTD.制的商品名「NIKKAFLUOR SC 200」(在410~500nm范围具有荧光强度的苯并噁唑化合物)
(吡唑啉化合物)
NIPPON CHEMICAL WORKS CO.,LTD.制的商品名「NIKKAFLUOR U5」(在410~500nm范围具有荧光强度的吡唑啉化合物)
(固化促进剂)
Nippon Chemical Industrial CO.,LTD.制的商品名“PX-4PB”(四苯基硼酸四丁基鏻)
(偶联剂)
环氧硅烷化合物(3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)
(脱模剂)
NOF CORPORATION制的商品名“ZNST”(硬脂酸锌)
(分散剂)
Gelest制的商品名“DBL-C32”(硅酮系蜡分散剂)
(白色颜料)
氧化钛(中值粒径0.2μm)
(无机中空粒子)
3M Japan Limited制的商品名“iM30K”(中值粒径:18μm、壳层的厚度:0.61μm、堆积密度:0.33g/cm3、耐压强度:186MPa)
(二氧化硅)
Denka Company Limited制的商品名“FB-950”(熔融二氧化硅)
Admatechs Company Limited制、商品名“SO-25R”(熔融二氧化硅)
FUJI SILYSIA CHEMICAL LTD.制的商品名“SYLOPHOBIC 702”(疏水性微粉二氧化硅)
利用混合机将表1所示的配合比(质量份)的各成分充分进行混炼之后,利用混合辊在40℃下熔融混炼15分钟,得到混炼物。冷却混炼物,进行粉碎,由此制作出光反射用热固性树脂组合物。
(光反射率)
将光反射用热固性树脂组合物在成型模具温度180℃、成型压力6.9MPa、固化时间90秒的条件下进行传递成型之后,在150℃下后固化2小时,由此制作出厚度3.0mm的试验片。使用分光测色仪「CM-600d」(KONICA MINOLTA,INC.制),测定了波长460nm下的试验片的光反射率。接着,将试验片在设定为150℃的恒温槽中放置1008小时后测定了光反射率。
(b值)
对于在上述光反射率的测定中制作出的试验片,使用分光测色仪「CM-600d」计算出b值。
[表1]
由表1可以确认,实施例的光反射用热固性树脂组合物能够形成初始光反射率高且在高温下长时间使用时光反射性也优异的固化物(成型体)。
符号说明
100-光半导体元件,101-密封树脂,102-接合线,103-反射器,103’-绝缘性树脂成型体,104-Ni/Ag镀层,105-金属线路,106-荧光体,107-焊料凸块,110-光半导体元件搭载用基板,150-树脂注入口,151-模具,200-光半导体元件搭载区域,300-LED元件,301-接合线,302-密封树脂,303-反射器,304-引线,305-荧光体,306-晶粒接合材料,400-覆铜层压板,401-基材,402-光反射树脂层,403-铜箔,404-密封树脂,408-黏合层,409-接合线,410-光半导体元件,500、600-光半导体装置,601-基材,602-导体部件,603-光反射树脂层,604-密封树脂,608-黏合层,609-接合线,610-光半导体元件。
Claims (11)
1.一种光反射用热固性树脂组合物,其含有环氧树脂、固化剂、在410~500nm范围具有荧光强度的苯并噁唑化合物、无机中空粒子及白色颜料。
2.根据权利要求1所述的光反射用热固性树脂组合物,其中,
相对于所述环氧树脂100质量份,所述苯并噁唑化合物的含量为0.05~5.0质量份。
3.根据权利要求1所述的光反射用热固性树脂组合物,其中,
相对于所述环氧树脂100质量份,所述无机中空粒子的含量为100~200质量份。
4.根据权利要求1所述的光反射用热固性树脂组合物,其中,
所述无机中空粒子的中值粒径为1~25μm。
5.根据权利要求1所述的光反射用热固性树脂组合物,其中,
所述白色颜料含有选自由氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化锑及氧化锆组成的组中的至少一种。
6.一种光半导体元件搭载用基板,其具备权利要求1至5中任一项所述的光反射用热固性树脂组合物的固化物。
7.一种光半导体元件搭载用基板,其具有由底面及壁面构成的凹部,该凹部的所述底面为光半导体元件的搭载部,
所述凹部的所述壁面的至少一部分含有权利要求1至5中任一项所述的光反射用热固性树脂组合物的固化物。
8.一种光半导体元件搭载用基板,其具备基板及设置于该基板上的第1连接端子及第2连接端子,
在所述第1连接端子与所述第2连接端子之间具有权利要求1至5中任一项所述的光反射用热固性树脂组合物的固化物。
9.一种光半导体装置,其具有权利要求6所述的光半导体元件搭载用基板及搭载于该光半导体元件搭载用基板的光半导体元件。
10.一种光半导体装置,其具有权利要求7所述的光半导体元件搭载用基板及搭载于该光半导体元件搭载用基板的光半导体元件。
11.一种光半导体装置,其具有权利要求8所述的光半导体元件搭载用基板及搭载于该光半导体元件搭载用基板的光半导体元件。
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