JP2010123802A - 光半導体封止用シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セパレーターの上に、第1樹脂層及び第2樹脂層がこの順に、直接又は間接的に積層されてなる光半導体封止用シートであって、前記第1樹脂層が波長変換機能を有する粒子を含有し、前記第2樹脂層が該粒子を含有しないか、あるいは第1樹脂層における含有量より低濃度で含有し、該第2樹脂層の150℃の貯蔵弾性率が1.0×105Pa以下、200℃1時間加熱硬化後の150℃の貯蔵弾性率が5.0×105Pa以上である、光半導体封止用シート。
【選択図】なし
Description
〔1〕 セパレーターの上に、第1樹脂層及び第2樹脂層がこの順に、直接又は間接的に積層されてなる光半導体封止用シートであって、前記第1樹脂層が波長変換機能を有する粒子を含有し、前記第2樹脂層が該粒子を含有しないか、あるいは第1樹脂層における含有量より低濃度で含有し、該第2樹脂層の150℃の貯蔵弾性率が1.0×105Pa以下、200℃1時間加熱硬化後の150℃の貯蔵弾性率が5.0×105Pa以上である、光半導体封止用シート、
〔2〕 前記〔1〕記載の光半導体封止用シートを、光半導体素子搭載基板に積層して凹構造の金型で加圧成形後、セパレーターを剥離してなる、光半導体素子パッケージ、
〔3〕 前記〔1〕記載の光半導体封止用シートで封止してなる、光半導体装置、ならびに
〔4〕 前記〔1〕記載の光半導体封止用シートを用いて半導体デバイスを封止する、光半導体装置の製造方法
に関する。
態様1:平板なLEDチップ搭載基板の上に、本発明のシートを第2樹脂層がLEDチップと対向するよう設置して、セパレーターを付けたまま加圧して接着させた後に、セパレーターを剥離する態様
態様2:底部にLEDチップが存在する凹部が形成された基板の上に本発明のシートを第2樹脂層がLEDチップと対向するよう設置して、セパレーターを付けたまま加圧することにより成形させて接着させた後に、セパレーターを剥離する態様
態様3:平板なLEDチップ搭載基板の上に本発明のシートをそのまま設置して、凹構造の金型を押し付けて加圧成型して接着させた後に、セパレーターを剥離する態様
長さ5cm、幅1cmに樹脂層を切断し、得られた樹脂層の長さ3cm、幅1cmの部分(試料)についてテンシロン(島津製作所社製)にて引張り試験を行う。具体的には、上記試料に100gの荷重をかけて固定し、その状態で1時間放置する。1時間後の荷重値を装置より読み取り、以下の式より、応力緩和率を算出する。
応力緩和率(%)=100−1時間後の荷重値/100g×100
各樹脂層を複数枚貼りあわせることで約1mmの厚みのシートを成形し、動的粘弾性測定装置(DMS-200、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製)にて、せん断時の粘弾性測定を行い、150℃の貯蔵弾性率を求める。なお、200℃1時間加熱硬化後の貯蔵弾性率とは、樹脂層を200℃の乾燥機内にて1時間加熱して硬化させたサンプルについて、上記測定を行って求めることができる。
<第1樹脂層>
攪拌機、還流冷却機、及び窒素導入管を備えた容器に、シリコーンエラストマー(旭化成ワッカー社製、商品名「LR7556」、ジメチルシロキサン骨格誘導体)溶液、及び、黄色蛍光体(α−サイアロン)を粒子濃度40重量%となるようにそれぞれ添加し、1時間攪拌した。得られた溶液をテフロン(登録商標)フィルム(日東電工社製、商品名「ニトフロン」、NO900、40μm)上に100μmの厚さに塗工し、150℃で10分乾燥することにより、セパレーター上に積層された第1樹脂層を得た(厚さ100μm)。
攪拌機、還流冷却機、及び窒素導入管を備えた容器に、両末端シラノール型シリコーンオイル(信越化学工業社製、商品名「KF-9701」、ジメチルシロキサン骨格誘導体)0.2mol、アルミニウムイソプロポキシド40.2molを添加し、室温(25℃)で24時間攪拌混合した。その後、得られた混合物を遠心分離して不溶物を除去し、減圧下(4.0kPa)、50℃で2時間濃縮して、ポリアルミノシロキサンオイルを得た。得られたポリアルミノシロキサンオイル100重量部に対して、エポキシ型シランカップリング剤(信越化学工業社製、KBM-403)10重量部を添加して、減圧下(4.0kPa)、80℃で7分間攪拌してシリコーン樹脂溶液を得た。
上記で得られた、第1樹脂層と第2樹脂層を樹脂同士が接するように積層してラミネートし、半導体封止用シートAを得た(厚さ600μm)。
<第1樹脂層>
攪拌機、還流冷却機、及び窒素導入管を備えた容器に、シリコーンゲル(旭化成ワッカー社製、商品名「612S」、ジメチルシロキサン骨格誘導体)溶液、及び、黄色蛍光体(α−サイアロン)を粒子濃度40重量%となるようにそれぞれ添加し、1時間攪拌した。得られた溶液をテフロン(登録商標)フィルム(日東電工社製、商品名「ニトフロン」、NO900、40μm)上に100μmの厚さに塗工し、150℃で10分乾燥することにより、セパレーター上に積層された第1樹脂層を得た(厚さ100μm)。
実施例1と同様にして第2樹脂層を成形後、上記で得られた第1樹脂層と第2樹脂層を樹脂同士が接するように積層してラミネートし、半導体封止用シートBを得た(厚さ600μm)。なお、第2樹脂層側の2軸延伸ポリエステルフィルムは後述の試験直前に剥離した。
<第1樹脂層>
攪拌機、還流冷却機、及び窒素導入管を備えた容器に、シリコーンエラストマー(旭化成ワッカー社製、LR7556)溶液、及び、黄色蛍光体(α−サイアロン)を粒子濃度40重量%となるようにそれぞれ添加し、1時間攪拌した。得られた溶液をテフロン(登録商標)フィルム(日東電工社製、商品名「ニトフロン」、NO900、40μm)上に100μmの厚さに塗工し、150℃で10分乾燥することにより、セパレーター上に積層された第1樹脂層を得た(厚さ100μm)。
シリコーンエラストマー(旭化成ワッカー社製、LR7556)溶液を2軸延伸ポリエステルフィルム(三菱化学ポリエステル社製、50μm)上に500μmの厚さに塗工し、100℃で10分乾燥することにより、第2樹脂層を得た(厚さ500μm)。
実施例1と同様にして、上記で得られた第1樹脂層と第2樹脂層をラミネートして、半導体封止用シートCを得た(厚さ600μm)。なお、第2樹脂層側の2軸延伸ポリエステルフィルムは後述の試験直前に剥離した。
第1樹脂層を含有せずに、セパレーター、及び第2樹脂層からなる半導体封止用シートを調製した。
攪拌機、還流冷却機、及び窒素導入管を備えた容器に、両末端シラノール型シリコーンオイル(信越化学工業社製、KF-9701)0.2mol、アルミニウムイソプロポキシド40.2molを添加し、室温(25℃)で24時間攪拌混合した。その後、得られた混合物を遠心分離して不溶物を除去し、減圧下(4.0kPa)、50℃で2時間濃縮して、ポリアルミノシロキサンオイルを得た。得られたポリアルミノシロキサンオイル10重量部に対して、エポキシ型シランカップリング剤(信越化学工業社製、KBM-403)1重量部を添加して、減圧下(4.0kPa)、80℃で7分間攪拌してシリコーン樹脂溶液を得た。
次に、上記で得られた半導体封止用シートを用いて、以下の方法に従って各アレイパッケージを作製した。なお、参考例1として、液状のシリコーン樹脂を用いて封止を行うアレイパッケージ4を作製した。
1cm間隔で7つの青色LEDチップが搭載されているアレイ基板(1cm×8cm、メタル基板)上に、第2樹脂層がチップに接するように重ねて、真空ラミネーター(ニチゴーモートン社製)を用いて、0.1MPaの圧力下で、150℃で10分加熱した。その後、真空ラミネーターから取り出し、200℃の乾燥機にて1時間ポストキュアを行った後、セパレーターを剥離してアレイパッケージを得た。
9mmφ、深さ450μmの凹部(1cm間隔)に7つの青色LEDチップが搭載されているアレイ基板(1cm×8cm、メタル基板)上に、第2樹脂層がチップに接するように重ねて、真空ラミネーター(ニチゴーモートン社製)を用いて、0.1MPaの圧力下で、150℃で10分加熱した。その後、真空ラミネーターから取り出し、200℃の乾燥機にて1時間ポストキュアを行った後、セパレーターを剥離してアレイパッケージを得た。
1cm間隔で7つの青色LEDチップが搭載されているアレイ基板(1cm×8cm、メタル基板)上に、実施例1〜2又は比較例1のシートは第2樹脂層側のセパレーターを剥離してから第2樹脂層がチップに接するように、比較例2のシートはそのまま第2樹脂層がチップに接するように重ねた。次に、その上に、8mm×8mm、深さ500μmの凹部(1cm間隔)が形成されている金型(1cm×8cm、厚さ2mm、鉄製)を、金型の凹部が基板上のチップと対向するように重ねて、真空ラミネーター(ニチゴーモートン社製)を用いて、0.1MPaの圧力下で、150℃で10分加熱した。その後、真空ラミネーターから取り出し、200℃の乾燥機にて1時間ポストキュアを行った後、金型をはずし、さらにセパレーターを剥離して、アレイパッケージを得た。
深さ2mm、直径4mmの半球状の凹構造が7つ(1cm間隔)形成されている金型に、第2樹脂層として、シリコーンエラストマー(旭化成ワッカー社製、LR7556)溶液をポッティングして金型凹部を充填した。次に、1cm間隔で7つの青色LEDチップが搭載されているアレイ基板(1cm×8cm、メタル基板)を、チップが上記金型凹部のシリコーンエラストマーに包埋するように対向させて重ね、200gの荷重下、200℃でキュアさせることにより、透明なシリコーンエラストマー(第2樹脂層)で封止されたアレイパッケージ(封止アレイパッケージ)を得た。
上記で得られたアレイパッケージの7個のLEDチップが直列配列で点灯するよう配線を設置し、直流電源につないだ場合に点灯するか否かを確認した。
各アレイパッケージに350mAの電流を流して7個のチップを点灯させた状態で、アレイパッケージより50cm離れた位置における照度を照度計にて測定した。なお、照度が高いほど、輝度が高いことを示す。
試験例2の試験時に、各チップの真上の色度を、CIE色度指標で測定し、7個のチップの最大色度と最小色度の差を、最大色度差として算出した。なお、最大色度差が小さいほど、色度のバラツキが小さいことを示す。
2 第1樹脂層
3 第2樹脂層
4 LEDチップ
5 基板
6 金型
Claims (7)
- セパレーターの上に、第1樹脂層及び第2樹脂層がこの順に、直接又は間接的に積層されてなる光半導体封止用シートであって、前記第1樹脂層が波長変換機能を有する粒子を含有し、前記第2樹脂層が該粒子を含有しないか、あるいは第1樹脂層における含有量より低濃度で含有し、該第2樹脂層の150℃の貯蔵弾性率が1.0×105Pa以下、200℃1時間加熱硬化後の150℃の貯蔵弾性率が5.0×105Pa以上である、光半導体封止用シート。
- 第1樹脂層の応力緩和率が20%以下であり、かつ、150℃の貯蔵弾性率が1.0×105〜1.0×107Paである、請求項1記載の光半導体封止用シート。
- 第1樹脂層及び第2樹脂層が主成分としてシリコーン樹脂を含有してなる、請求項1又は2記載の光半導体封止用シート。
- セパレーターが主成分として熱可塑性樹脂を含有してなる、請求項1〜3いずれか記載の光半導体封止用シート。
- 請求項1〜4いずれか記載の光半導体封止用シートを、光半導体素子搭載基板に積層して凹構造の金型で加圧成型後、セパレーターを剥離してなる、光半導体素子パッケージ。
- 請求項1〜4いずれか記載の光半導体封止用シートで封止してなる、光半導体装置。
- 請求項1〜4いずれか記載の光半導体封止用シートを用いて半導体デバイスを封止する、光半導体装置の製造方法。
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