JP2016036028A - リフレクター、リフレクター付きリードフレーム、半導体発光装置、及び樹脂組成物 - Google Patents
リフレクター、リフレクター付きリードフレーム、半導体発光装置、及び樹脂組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016036028A JP2016036028A JP2015152873A JP2015152873A JP2016036028A JP 2016036028 A JP2016036028 A JP 2016036028A JP 2015152873 A JP2015152873 A JP 2015152873A JP 2015152873 A JP2015152873 A JP 2015152873A JP 2016036028 A JP2016036028 A JP 2016036028A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflector
- mass
- resin
- resin composition
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
- H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
【課題】要求される耐熱性、反射率等の基本性能を少なくとも維持したままで、基板との優れた密着性を有するリフレクターを提供すること。【解決手段】本発明に係るリフレクターは、樹脂と、白色顔料及び繊維状フィラーを含む無機フィラーを含有する樹脂組成物から成形されてなる光反射面を有するリフレクターであって、該繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2以上100μm2以下であり、TG−DTA法に基づく熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、該リフレクターの加熱前の質量を測定した後、大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後に600℃で30分間加熱して残る灰分量が加熱前の該リフレクターの全質量基準で70質量%以上90質量%以下である。【選択図】なし
Description
本発明は、リフレクター、リフレクター付きリードフレーム、半導体発光装置、及び樹脂組成物に関する。
従来、電子部品を基板等に実装させる方法として、所定の場所に予め半田が点着された基板上に電子部品を仮固定した後、この基板を赤外線、熱風等の手段により加熱して半田を溶融させて電子部品を固定する方法(リフロー法)が採用されている。この方法により基板表面における電子部品の実装密度を向上させることができる。
また、半導体発光装置の一つであるLED素子は、小型で長寿命であり、省電力性に優れることから、表示灯等の光源として広く利用されている。そして近年では、より輝度の高いLED素子が比較的安価に製造されるようになったことから、蛍光ランプ及び白熱電球に替わる光源としての利用が検討されている。このような光源に適用する場合、大きな照度を得るために、表面実装型LEDパッケージ、即ち、アルミニウム等の金属製の基板(LED実装用基板)上に複数のLED素子を配置し、各LED素子の周りに光を所定方向に反射させるリフレクター(反射体)を配設する方式が多用されている。
しかし、LED素子は発光時に発熱を伴うため、このような方式のLED照明装置では、LED素子の発光時の温度上昇によりリフレクターが劣化してその反射率が低下することで輝度が低下し、LED素子の短寿命化等を招くこととなる。従って、リフレクターには耐熱性が要求されることとなる。
上記耐熱性の要求に応えるべく、特許文献1では、発光ダイオードのリフレクターに用いるポリマー組成物を提案し、具体的には、ポリフタルアミド、カーボンブラック、二酸化チタン、ガラス繊維、及び酸化防止剤を含むポリマー組成物を開示している。そして、当該組成物について熱老化後の反射率を測定し、カーボンブラックを含有しないポリマー組成物に比べて、当該組成物では良好な反射率が得られ、黄変も少ないことを示している。しかし、特許文献1に記載のポリマー組成物の熱老化試験は170℃で3時間という短時間での評価であり、より長時間の実用的な条件での耐熱耐久性で良好な結果が得られるかどうかは不明である。
また、特許文献2では、光半導体素子と蛍光体等の波長変換手段とを組み合わせた光半導体装置に用いる熱硬化性光反射用樹脂組成物が開示されている。この特許文献2に記載の熱硬化性光反射用樹脂組成物の熱老化試験は150℃で500時間というより実用的な条件で検証しているが、成形時間が90秒と熱可塑性樹脂に比べ長く、またポストキュアとして150℃で2時間が必要なため、生産性に問題があった。
また、特許文献2では、光半導体素子と蛍光体等の波長変換手段とを組み合わせた光半導体装置に用いる熱硬化性光反射用樹脂組成物が開示されている。この特許文献2に記載の熱硬化性光反射用樹脂組成物の熱老化試験は150℃で500時間というより実用的な条件で検証しているが、成形時間が90秒と熱可塑性樹脂に比べ長く、またポストキュアとして150℃で2時間が必要なため、生産性に問題があった。
これらの問題点を解決するために、特許文献3では、オレフィン樹脂と、分子量が1000以下であるアリル系置換基を有する架橋処理剤と、球状溶融シリカ、ガラス繊維等の無機粒子と、白色顔料とを含む樹脂組成物が記載されている。また、このような樹脂組成物は、優れた耐熱性を有するために、リフロー工程を経てリフレクター等の成形体を作製する場合に有用であることが記載されている。
しかし、上述した樹脂組成物に、無機粒子としてガラス繊維を用いて、例えば、リフレクターを作製した場合、リフレクターの要求厚みが薄くなるにつれて、リフレクターの変形が顕著になり、リフレクターと基板との密着性が悪化することが明らかになってきた。この場合、パッケージされたLED素子の封止が不完全になり、発光装置としての寿命が短くなると推定される。
そこで、無機粒子としてガラス繊維を用いた場合に、要求される耐熱性等の基本性能を少なくとも維持したままで、基板との優れた密着性を有するリフレクターが求められている。
そこで、無機粒子としてガラス繊維を用いた場合に、要求される耐熱性等の基本性能を少なくとも維持したままで、基板との優れた密着性を有するリフレクターが求められている。
本発明は、要求される耐熱性、反射率等の基本性能を少なくとも維持したままで、基板との優れた密着性を有するリフレクターを提供することを課題とする。
本発明者等は、径方向において特定の断面積を有する繊維状フィラーを用いることにより、前記課題を解決した。すなわち、本発明は、下記のものを提供することである。
樹脂と、白色顔料及び繊維状フィラーを含む無機フィラーとを含有する樹脂組成物から成形されてなる光反射面を有するリフレクターであって、該繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2以上100μm2以下であり、TG−DTA法に基づく熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、該リフレクターの加熱前の質量を測定した後、大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後に600℃で30分間加熱して残る灰分量が加熱前の該リフレクターの全質量基準で70%以上90%以下である。
本発明によれば、要求される耐熱性、反射率等の基本性能を少なくとも維持したままで、基板との優れた密着性を有するリフレクターを提供することができる。
以下に、本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態により限定されるものではない。なお、本明細書において、好ましいとされている規定は任意に採用することができ、好ましいもの同士の組み合わせはより好ましいと言える。
[1.リフレクター]
本発明の実施形態に係るリフレクターは、樹脂と、白色顔料及び繊維状フィラーを含む無機フィラーとを含有する樹脂組成物(以下では、リフレクター用樹脂組成物ということがある)から成形されてなる光反射面を有するリフレクターであって、該繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2以上100μm2以下であり、TG−DTA法に基づく熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、該リフレクターの加熱前の質量を測定した後、大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後に600℃で30分間加熱して残る灰分量が加熱前の該リフレクターの全質量基準で70質量%以上90質量%以下である。
本実施形態に係るリフレクターの灰分量が70質量%未満であると、リフロー工程において要求される耐熱性を満足することができない。また、灰分量が90質量%を超えると、リフレクターの成形性が低下する。
上述の観点から、上記灰分量の下限値は、72質量%であることが好ましく、75質量%であることがより好ましい。また、上記灰分量の上限値は、88質量%であることが好ましく、85質量%であることがより好ましい。
本発明の実施形態に係るリフレクターは、主として、半導体発光装置のLED素子からの光をレンズ(出光部)の方へ反射させる作用を有するものである。
本実施形態に係るリフレクターは、後述する半導体発光装置と組み合わせて用いてよいし、他の材料からなる半導体発光装置、LED実装用基板等と組み合わせて用いてもよい。リフレクターの詳細については、図1及び図2を用いて後述する半導体発光装置に適用されるリフレクター(図1及び図2におけるリフレクター12)と同じであるため、ここでは省略する。
本実施形態に係るリフレクターは、種々の用途に適用することができる。例えば、耐熱性絶縁膜、耐熱性離型シート、太陽電池の光反射シートやLEDを始めとした照明、テレビ用の光源のリフレクター等に適用することができる。特に、LEDの場合には、光半導体素子の密封性が、該半導体素子の寿命に影響を与えるが、本実施形態に係るリフレクターは、密着性が良好で、高い密封性が得られるため、LEDに好ましく適用できる。さらには、リードフレームをエッチング及びハーフエッチングで加工して作成され、素子の設置部の裏面を電極として利用するメタルサブストレート型LEDに、より好適に適用できる。
[1.リフレクター]
本発明の実施形態に係るリフレクターは、樹脂と、白色顔料及び繊維状フィラーを含む無機フィラーとを含有する樹脂組成物(以下では、リフレクター用樹脂組成物ということがある)から成形されてなる光反射面を有するリフレクターであって、該繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2以上100μm2以下であり、TG−DTA法に基づく熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、該リフレクターの加熱前の質量を測定した後、大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後に600℃で30分間加熱して残る灰分量が加熱前の該リフレクターの全質量基準で70質量%以上90質量%以下である。
本実施形態に係るリフレクターの灰分量が70質量%未満であると、リフロー工程において要求される耐熱性を満足することができない。また、灰分量が90質量%を超えると、リフレクターの成形性が低下する。
上述の観点から、上記灰分量の下限値は、72質量%であることが好ましく、75質量%であることがより好ましい。また、上記灰分量の上限値は、88質量%であることが好ましく、85質量%であることがより好ましい。
本発明の実施形態に係るリフレクターは、主として、半導体発光装置のLED素子からの光をレンズ(出光部)の方へ反射させる作用を有するものである。
本実施形態に係るリフレクターは、後述する半導体発光装置と組み合わせて用いてよいし、他の材料からなる半導体発光装置、LED実装用基板等と組み合わせて用いてもよい。リフレクターの詳細については、図1及び図2を用いて後述する半導体発光装置に適用されるリフレクター(図1及び図2におけるリフレクター12)と同じであるため、ここでは省略する。
本実施形態に係るリフレクターは、種々の用途に適用することができる。例えば、耐熱性絶縁膜、耐熱性離型シート、太陽電池の光反射シートやLEDを始めとした照明、テレビ用の光源のリフレクター等に適用することができる。特に、LEDの場合には、光半導体素子の密封性が、該半導体素子の寿命に影響を与えるが、本実施形態に係るリフレクターは、密着性が良好で、高い密封性が得られるため、LEDに好ましく適用できる。さらには、リードフレームをエッチング及びハーフエッチングで加工して作成され、素子の設置部の裏面を電極として利用するメタルサブストレート型LEDに、より好適に適用できる。
次に、リフレクターの構成要素について、詳細に説明する。
[2.リフレクター用樹脂組成物]
本発明の実施形態に係るリフレクターの光反射面の成形に用いることのできるリフレクター用樹脂組成物は、少なくとも、樹脂と、白色顔料及び繊維状フィラーを含む無機フィラーとを含有する。
[2.リフレクター用樹脂組成物]
本発明の実施形態に係るリフレクターの光反射面の成形に用いることのできるリフレクター用樹脂組成物は、少なくとも、樹脂と、白色顔料及び繊維状フィラーを含む無機フィラーとを含有する。
<樹脂>
本実施形態で使用可能な樹脂としては、光反射面の成形に用いることのできる樹脂であればよく、ポリアミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン等が挙げられる。なかでも、ポリオレフィン樹脂を用いることが好ましい。樹脂は単独で用いてもよいし、異なる樹脂をブレンドして使用することも可能である。さらには、異なるモノマーから得られたブロックポリマー、コポリマー、ターポリマーを利用してもよい。
ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、ノルボルネン誘導体を開環メタセシス重合させた樹脂あるいはその水素添加樹脂等が挙げられる。中でも、ポリオレフィン樹脂として、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状構造を含むポリエチレン、環状構造を含むポリプロピレン、及びポリメチルペンテンから選択される少なくとも1つが好ましい。
ポリメチルペンテンは、融点が230〜240℃と高く、成形温度が280℃程度でも分解せず、耐薬品性及び電気絶縁性に優れているという特性を有する。このような特性を考慮すると、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン樹脂は、例えば、半導体発光装置のリフレクターに好適に使用できる。
本実施形態で使用可能な樹脂としては、光反射面の成形に用いることのできる樹脂であればよく、ポリアミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン等が挙げられる。なかでも、ポリオレフィン樹脂を用いることが好ましい。樹脂は単独で用いてもよいし、異なる樹脂をブレンドして使用することも可能である。さらには、異なるモノマーから得られたブロックポリマー、コポリマー、ターポリマーを利用してもよい。
ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、ノルボルネン誘導体を開環メタセシス重合させた樹脂あるいはその水素添加樹脂等が挙げられる。中でも、ポリオレフィン樹脂として、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状構造を含むポリエチレン、環状構造を含むポリプロピレン、及びポリメチルペンテンから選択される少なくとも1つが好ましい。
ポリメチルペンテンは、融点が230〜240℃と高く、成形温度が280℃程度でも分解せず、耐薬品性及び電気絶縁性に優れているという特性を有する。このような特性を考慮すると、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン樹脂は、例えば、半導体発光装置のリフレクターに好適に使用できる。
ポリメチルペンテン樹脂としては、4−メチルペンテン−1の単独重合体が好ましいが、4−メチルペンテン−1と他のα−オレフィン、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン等の炭素数2〜20のα−オレフィンとの共重合体であって、4−メチル−1−ペンテンを主体とした共重合体でもよい。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物に使用可能なポリオレフィン樹脂は、重量平均分子量が220,000〜800,000であることが好ましい。
ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量が上記範囲にあると、ポリオレフィン樹脂を含むリフレクター用樹脂組成物を成形して得られるリフレクター等の成形体のクラック発生を抑えることができ、例えば、リフロー工程におけるリフレクターの破壊等を防止できる。
また、ポリオレフィン樹脂を含むリフレクター用樹脂組成物の成形性の観点から、重量平均分子量の下限値は、好ましくは230,000以上、より好ましくは240,000以上である。また、重量平均分子量の上限値は、好ましくは700,000以下、より好ましくは650,000以下である。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が好ましい。ただし、再現性よく重量平均分子量を測定することができる手法であれば、これに限定されない。例えば、適切な溶媒で抽出した材料を例示した方法で重量平均分子量を測定することができる。
GPCによる重量平均分子量の測定条件の一例は、下記のとおりである。
溶離液:o−ジクロロベンゼン
温度:140〜160℃
流速:1.0mL/min
試料濃度:1.0g/L
注入量:300μL
ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量が上記範囲にあると、ポリオレフィン樹脂を含むリフレクター用樹脂組成物を成形して得られるリフレクター等の成形体のクラック発生を抑えることができ、例えば、リフロー工程におけるリフレクターの破壊等を防止できる。
また、ポリオレフィン樹脂を含むリフレクター用樹脂組成物の成形性の観点から、重量平均分子量の下限値は、好ましくは230,000以上、より好ましくは240,000以上である。また、重量平均分子量の上限値は、好ましくは700,000以下、より好ましくは650,000以下である。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が好ましい。ただし、再現性よく重量平均分子量を測定することができる手法であれば、これに限定されない。例えば、適切な溶媒で抽出した材料を例示した方法で重量平均分子量を測定することができる。
GPCによる重量平均分子量の測定条件の一例は、下記のとおりである。
溶離液:o−ジクロロベンゼン
温度:140〜160℃
流速:1.0mL/min
試料濃度:1.0g/L
注入量:300μL
<無機フィラー>
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物に使用可能な無機フィラーは、白色顔料と、繊維状フィラーとを含む。以下、無機フィラーについて説明する。
(白色顔料)
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物に使用可能な白色顔料としては、酸化チタン、硫化亜鉛、酸化亜鉛、硫化バリウム、チタン酸カリウム等を単独もしくは混合して用いることが可能である。
白色顔料は、当該樹脂組成物から得られる成形体に白色系の色調を付与するために用いられるものであり、特にその色調を高度の白色とすることにより、成形体の光線反射率を向上させることができる。成形体がリフレクターである場合には、良好な光線反射率が要求されるため、白色顔料としては、入手が容易で、光線反射率にも優れる酸化チタンを用いることが好ましい。
白色顔料の平均粒径は、成形性を考慮し、かつ高い反射率を得る観点からは、一次粒度分布において0.10μm以上0.50μm以下であることが好ましく、0.10μm以上0.40μm以下であることがより好ましく、0.21μm以上0.25μm以下であることがさらに好ましい。平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値D50として求めることができる。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物に使用可能な無機フィラーは、白色顔料と、繊維状フィラーとを含む。以下、無機フィラーについて説明する。
(白色顔料)
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物に使用可能な白色顔料としては、酸化チタン、硫化亜鉛、酸化亜鉛、硫化バリウム、チタン酸カリウム等を単独もしくは混合して用いることが可能である。
白色顔料は、当該樹脂組成物から得られる成形体に白色系の色調を付与するために用いられるものであり、特にその色調を高度の白色とすることにより、成形体の光線反射率を向上させることができる。成形体がリフレクターである場合には、良好な光線反射率が要求されるため、白色顔料としては、入手が容易で、光線反射率にも優れる酸化チタンを用いることが好ましい。
白色顔料の平均粒径は、成形性を考慮し、かつ高い反射率を得る観点からは、一次粒度分布において0.10μm以上0.50μm以下であることが好ましく、0.10μm以上0.40μm以下であることがより好ましく、0.21μm以上0.25μm以下であることがさらに好ましい。平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値D50として求めることができる。
(繊維状フィラー)
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物に使用可能な無機フィラーは、繊維状フィラーを含むことを要し、繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2以上100μm2以下であることを要する。繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2未満であると、フィラー強度低下により加工時に繊維長方向で破損、折れやすくなり、長さが短くなる結果、十分な補強効果が得られず、耐熱性が低下する。
繊維状フィラーの断面積を測定する方法は、いくつかあるが、本実施形態における繊維状フィラーの断面積は、半導体発光装置のリフレクターを破断し、その破断面をSEM観察して得られた実測値から算出するものとする。
すなわち、SEM像において、リフレクターの断面に現れている繊維状フィラーの径長を測定する。フィラーの断面が楕円形状であった場合には、この楕円の長径と短径とを測定し、長径と短径の比が0.8以上1.2以下のものを対象とし、少なくとも10個の断面についての平均値を繊維状フィラーの断面積とする。
測定により得られた径長から繊維状フィラーの断面積を算出する際には、径長は、有効数字3桁まで測定するものとする。また、断面積は、繊維状フィラーの断面のうち、断面積の小さいものから測定総数の50%のものについての平均値として算出し、算出後の数値の3桁目を四捨五入して測定値とする。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物に使用可能な無機フィラーは、繊維状フィラーを含むことを要し、繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2以上100μm2以下であることを要する。繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2未満であると、フィラー強度低下により加工時に繊維長方向で破損、折れやすくなり、長さが短くなる結果、十分な補強効果が得られず、耐熱性が低下する。
繊維状フィラーの断面積を測定する方法は、いくつかあるが、本実施形態における繊維状フィラーの断面積は、半導体発光装置のリフレクターを破断し、その破断面をSEM観察して得られた実測値から算出するものとする。
すなわち、SEM像において、リフレクターの断面に現れている繊維状フィラーの径長を測定する。フィラーの断面が楕円形状であった場合には、この楕円の長径と短径とを測定し、長径と短径の比が0.8以上1.2以下のものを対象とし、少なくとも10個の断面についての平均値を繊維状フィラーの断面積とする。
測定により得られた径長から繊維状フィラーの断面積を算出する際には、径長は、有効数字3桁まで測定するものとする。また、断面積は、繊維状フィラーの断面のうち、断面積の小さいものから測定総数の50%のものについての平均値として算出し、算出後の数値の3桁目を四捨五入して測定値とする。
繊維状フィラーの径方向の断面積が100μm2を超えると、樹脂中での流動性が低下することにより、リフレクターと基板の界面付近まで均一に充填されにくくなり、繊維状フィラーが界面近傍に存在しなくなることにより界面付近の強度が低下、半導体発光装置等に用いた場合にリフレクターと基板との密着性が低下する。
上記観点から、繊維状フィラーの径方向の断面積の下限値は、好ましくは、30μm2であり、より好ましくは、35μm2である。また、繊維状フィラーの径方向の断面積の上限値は、好ましくは、85μm2であり、より好ましくは、50μm2である。
繊維状フィラーとしては、アスベスト繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、金属繊維、スラグ繊維、石膏繊維、シリカ繊維、シリカ−アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、窒化珪素繊維、ホウ素繊維、ガラス繊維等が挙げられる。
これらのなかでも、リフレクターの光反射面を形成し、光線反射率を向上させる観点から、繊維状フィラーが二酸化ケイ素を60質量%以上含むガラス繊維であることが好ましい。繊維状フィラーにおける二酸化ケイ素の割合は、65質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。
繊維状フィラーの断面形状は、一般的な、略円形状であってもよいし、扁平形状等の異形断面であってもよい。さらに断面形状、断面積が一定の繊維でなくともよい。この場合の断面績は長さ方向に異なる断面積を平均して得られた断面積として規定される。
一例として、繊維状フィラーがガラス繊維の場合には、断面のサイズとしては、上述の断面積の規定を満足し、かつ断面の短径D1が0.5μm以上25μm以下、長径D2が0.5μm以上300μm以下、D1に対するD2の比D2/D1が1.0以上30以下であることが好ましい。また、ガラス繊維の平均繊維長は、0.75μm以上300μm以下であることが好ましい。このようなガラス繊維は、ミルドファイバーとも呼ばれ、長繊維を粉砕して得ることができる。
上記観点から、繊維状フィラーの径方向の断面積の下限値は、好ましくは、30μm2であり、より好ましくは、35μm2である。また、繊維状フィラーの径方向の断面積の上限値は、好ましくは、85μm2であり、より好ましくは、50μm2である。
繊維状フィラーとしては、アスベスト繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、金属繊維、スラグ繊維、石膏繊維、シリカ繊維、シリカ−アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、窒化珪素繊維、ホウ素繊維、ガラス繊維等が挙げられる。
これらのなかでも、リフレクターの光反射面を形成し、光線反射率を向上させる観点から、繊維状フィラーが二酸化ケイ素を60質量%以上含むガラス繊維であることが好ましい。繊維状フィラーにおける二酸化ケイ素の割合は、65質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。
繊維状フィラーの断面形状は、一般的な、略円形状であってもよいし、扁平形状等の異形断面であってもよい。さらに断面形状、断面積が一定の繊維でなくともよい。この場合の断面績は長さ方向に異なる断面積を平均して得られた断面積として規定される。
一例として、繊維状フィラーがガラス繊維の場合には、断面のサイズとしては、上述の断面積の規定を満足し、かつ断面の短径D1が0.5μm以上25μm以下、長径D2が0.5μm以上300μm以下、D1に対するD2の比D2/D1が1.0以上30以下であることが好ましい。また、ガラス繊維の平均繊維長は、0.75μm以上300μm以下であることが好ましい。このようなガラス繊維は、ミルドファイバーとも呼ばれ、長繊維を粉砕して得ることができる。
(その他の無機フィラー)
本実施形態においては、リフレクター用樹脂組成物に、白色顔料及び繊維状フィラーのほか、通常、熱可塑樹脂組成物;エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂のような熱硬化樹脂組成物に無機フィラーとして配合可能なものであって、リフレクターとしての反射特性を阻害しないものであれば、単独若しくは混合して使用することができる。
一例としては、ホウ酸アルミニウムウィスカー、マグネシウム系ウィスカー、珪素系ウィスカー、ワラストナイト、イモゴライト、セピオライト、ゾノライト、シリカ粒子、層状珪酸塩、有機オニウムイオンで交換された層状珪酸塩、ガラスフレーク、非膨潤性雲母、グラファイト、金属箔、セラミックビーズ、クレイ、マイカ、セリサイト、ゼオライト、ベントナイト、ドロマイト、カオリン、粉末珪酸、長石粉、シラスバルーン、石膏、ノバキュライト、ドーソナイト及び白土フラーレン等のカーボンナノ粒子等の板状や粒子状の無機フィラーが挙げられる。
本実施形態においては、リフレクター用樹脂組成物に、白色顔料及び繊維状フィラーのほか、通常、熱可塑樹脂組成物;エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂のような熱硬化樹脂組成物に無機フィラーとして配合可能なものであって、リフレクターとしての反射特性を阻害しないものであれば、単独若しくは混合して使用することができる。
一例としては、ホウ酸アルミニウムウィスカー、マグネシウム系ウィスカー、珪素系ウィスカー、ワラストナイト、イモゴライト、セピオライト、ゾノライト、シリカ粒子、層状珪酸塩、有機オニウムイオンで交換された層状珪酸塩、ガラスフレーク、非膨潤性雲母、グラファイト、金属箔、セラミックビーズ、クレイ、マイカ、セリサイト、ゼオライト、ベントナイト、ドロマイト、カオリン、粉末珪酸、長石粉、シラスバルーン、石膏、ノバキュライト、ドーソナイト及び白土フラーレン等のカーボンナノ粒子等の板状や粒子状の無機フィラーが挙げられる。
<架橋処理剤>
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物は、さらに架橋処理剤を含有していてもよい。樹脂組成物が架橋処理剤を含む場合には、リフレクターの形状に成形した後、電子線を照射させてリフレクターを得る。これにより、本実施形態に係るリフレクターに、より優れた耐熱性を付与できる。
架橋処理剤は、飽和もしくは不飽和の少なくとも1つの環構造を有し、環構造を形成する原子のうち少なくとも1つの原子に、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基が結合した構造を有する。
本実施形態における樹脂組成物は、かかる構造を有する架橋処理剤を含有することにより、良好な電子線硬化性を発揮し、優れた耐熱性を有する。
飽和もしくは不飽和の環構造としては、シクロ環、ヘテロ環、芳香環等が挙げられる。環構造を形成する原子の数は、3〜12であることが好ましく、5〜8であることがより好ましく、6員環であることがさらに好ましい。環構造の数は1〜3であることが好ましく、1又は2であることがより好ましく、1であることがさらに好ましい。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物は、さらに架橋処理剤を含有していてもよい。樹脂組成物が架橋処理剤を含む場合には、リフレクターの形状に成形した後、電子線を照射させてリフレクターを得る。これにより、本実施形態に係るリフレクターに、より優れた耐熱性を付与できる。
架橋処理剤は、飽和もしくは不飽和の少なくとも1つの環構造を有し、環構造を形成する原子のうち少なくとも1つの原子に、アリル基、メタリル基、連結基を介したアリル基、及び連結基を介したメタリル基のいずれかのアリル系置換基が結合した構造を有する。
本実施形態における樹脂組成物は、かかる構造を有する架橋処理剤を含有することにより、良好な電子線硬化性を発揮し、優れた耐熱性を有する。
飽和もしくは不飽和の環構造としては、シクロ環、ヘテロ環、芳香環等が挙げられる。環構造を形成する原子の数は、3〜12であることが好ましく、5〜8であることがより好ましく、6員環であることがさらに好ましい。環構造の数は1〜3であることが好ましく、1又は2であることがより好ましく、1であることがさらに好ましい。
架橋処理剤の分子量は、1000以下であることが好ましく、500以下であることがより好ましく、300以下であることがさらに好ましい。分子量が1000以下であることで、樹脂組成物中において良好な分散性が得られ、電子線照射による有効な架橋反応を起こすことが可能となる。
架橋処理剤の融点は、使用するポリオレフィン樹脂の融点以下であることが好ましく、例えば、200℃以下であることが好ましい。
架橋処理剤の融点は、使用するポリオレフィン樹脂の融点以下であることが好ましく、例えば、200℃以下であることが好ましい。
上述した架橋処理剤であれば、成形時の流動性に優れるため、樹脂組成物の成形温度を低下させ熱負荷を軽減したり、成形時の摩擦を軽減したり、白色顔料を含む無機フィラーの含有率を増やすことができる。
架橋処理剤における連結基としては、エステル結合、エーテル結合、アルキレン基、(ヘテロ)アリーレン基等が挙げられる。環を形成する原子のうちアリル系置換基と結合しない原子は、水素、酸素、窒素等が結合した状態、又は種々の置換基が結合した状態となっている。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物に使用可能な架橋処理剤としては、当該架橋処理剤の1つの環を形成する原子のうち少なくとも2つの原子に、それぞれ独立に、アリル系置換基が結合されていることが好ましい。また環構造が6員環である場合、当該環を形成する原子のうちの少なくとも2つの原子に、それぞれ独立に、アリル系置換基が結合されていることが好ましく、1つのアリル系置換基が結合された原子のメタ位に他のアリル系置換基が結合されていることが好ましい。
さらに、架橋処理剤は、下記式(1)又は(2)で表されることが好ましい。
さらに、架橋処理剤は、下記式(1)又は(2)で表されることが好ましい。
上記式(1)で表される架橋処理剤としてはトリアリルイソシアヌレート、メチルジアリルイソシアヌレート、ジアリルモノグリシジルイソシアヌル酸、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート、トリメタリルイソシアヌレート等が挙げられる。
上記式(2)で表される架橋処理剤としてはオルトフタル酸のジアリルエステル、イソフタル酸のジアリルエステル等が挙げられる。
上記式(2)で表される架橋処理剤としてはオルトフタル酸のジアリルエステル、イソフタル酸のジアリルエステル等が挙げられる。
また、本実施形態においては、ポリオレフィン樹脂に対して、成形性、リフレクターとしての物性値を改善する目的で、必要に応じてエラストマーをブレンドしてもよい。
エラストマーは、ガラス転移温度が40℃以下の重合体であって、通常のゴム質重合体及び熱可塑性エラストマーが含まれる。なお、ブロック共重合したゴム質重合体等でガラス転移温度が2点以上ある場合は、最も低いガラス転移温度が40℃以下であれば本発明のガラス転移温度が40℃以下のゴム質重合体として用いることができる。
エラストマーは、ガラス転移温度が40℃以下の重合体であって、通常のゴム質重合体及び熱可塑性エラストマーが含まれる。なお、ブロック共重合したゴム質重合体等でガラス転移温度が2点以上ある場合は、最も低いガラス転移温度が40℃以下であれば本発明のガラス転移温度が40℃以下のゴム質重合体として用いることができる。
エラストマーの例としては、イソプレンゴム、その水素添加物;クロロプレンゴム、その水素添加物;エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の飽和ポリオレフィンゴム;エチレン・プロピレン・ジエン共重合体、α−オレフィン・ジエン共重合体、イソブチレン・イソプレン共重合体、イソブチレン・ジエン共重合体等のジエン系共重合体、これらのハロゲン化物、ジエン系重合体又はそのハロゲン化物の水素添加物;アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、その水素添加物;フッ化ビニリデン・三フッ化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン・六フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン・六フッ化プロピレン・四フッ化エチレン共重合体、プロピレン・四フッ化エチレン共重合体等のフッ素ゴム;ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリエーテル系ゴム、アクリルゴム、クロルスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、プロピレンオキサイドゴム、エチレンアクリルゴム等の特殊ゴム;ノルボルネン系単量体とエチレン又はα−オレフィンの共重合体、ノルボルネン系単量体とエチレンとα−オレフィンの三元共重合体、ノルボルネン系単量体の開環重合体、ノルボルネン系単量体の開環重合体水素添加物等のノルボルネン系ゴム質重合体;乳化重合又は溶液重合したスチレン・ブタジエン・ゴム、ハイスチレンゴム等のランダム又はブロック・スチレン・ブタジエン系共重合体、これらの水素添加物;スチレン・ブタジエン・スチレン・ゴム、スチレン・イソプレン・スチレン・ゴム、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン・ゴム等の芳香族ビニル系モノマー・共役ジエンのランダム共重合体、これらの水素添加物;スチレン・ブタジエン・スチレン・ゴム、スチレン・イソプレン・スチレン・ゴム、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン・ゴム等の芳香族ビニル系モノマー・共役ジエンの直鎖状又は放射状ブロック共重合体、それらの水素添加物等のスチレン系熱可塑性エラストマーをはじめ、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、1,2−ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー;等のうち、主成分となる脂環構造含有熱可塑性樹脂と非相溶のものが挙げられる。
これらの中でも、芳香族ビニル系モノマーと共役ジエン系モノマーの共重合体、及びその水素添加物が、脂環構造含有熱可塑性樹脂との分散性がよいため、好ましい。芳香族ビニル系モノマーと共役ジエン系モノマーの共重合体はブロック共重合体でもランダム共重合体でも良い。耐候性の点から芳香環以外の部分を水素添加しているものがより好ましい。具体的には、スチレン・ブタジエンブロック共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレン・ブロック共重合体、スチレン・イソプレン・ブロック共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン・ブロック共重合体、及びこれらの水素添加物、スチレン・ブタジエン・ランダム共重合体及びこれらの水素添加物等が挙げられる。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物には、該リフレクター用樹脂組成物から成形されてなるリフレクターの機能を損なわない限りにおいて、種々の添加剤を含有させることができる。例えば、樹脂組成物の性質を改善する目的で、種々のウィスカー、シリコーンパウダー、熱可塑性エラストマー、有機合成ゴム、脂肪酸エステル、グリセリン酸エステル、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の内部離型剤や、ベンゾフェノン系、サリチル酸系、シアノアクリレート系、イソシアヌレート系、シュウ酸アニリド系、ベンゾエート系、ヒンダートアミン系、ベンゾトリアゾール系、フェノール系等の酸化防止剤や、ヒンダードアミン系、ベンゾエート系等の光安定剤といった添加剤を配合することができる。
また、リフレクター用樹脂組成物には、上述した添加剤のほかにも、シランカップリング剤のような分散剤を配合することができる。シランカップリング剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン等のジシラザン;環状シラザン;トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、トリメトキシシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、及びビニルトリアセトキシシラン等のアルキルシラン化合物;γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、及びN−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン等のアミノシラン化合物;等が挙げられる。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物は、上述したポリオレフィン樹脂と、白色顔料及び繊維状フィラーを含む無機フィラーとを溶融混練し、ペレット等の造粒物に成形されていてもよい。溶融混練方法としては、溶融混練押出機、2本ロールあるいは3本ロール、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー等の撹拌機、ポリラボシステムやラボプラストミル等の溶融混練機等の公知の溶融混練方法を用いることができる。
<リフレクター用樹脂組成物中の各成分の含有率>
本実施形態において用いられるリフレクター用樹脂組成物において、樹脂の含有率は、リフレクター用樹脂組成物の全質量基準で7質量%以上30質量%以下であることが好ましい。樹脂の含有率の下限値は、より好ましくは10質量%であり、さらに好ましくは11質量%である。また、樹脂の含有率の上限値は、より好ましくは28質量%であり、さらに好ましくは25質量%以下である。樹脂の含有率が上記範囲であれば、樹脂組成物を成形する際の成形性を保ちながら、耐熱性の優れた成形体とすることができる。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物中における無機フィラー含有率は、リフレクター用樹脂組成物の全質量基準で、70質量%以上が好ましく、より好ましくは、72質量%以上であり、さらに好ましくは75質量%以上である。無機フィラー含有率の上限値は、成形性の観点から90質量%程度である。無機フィラー含有率が70質量%以上であれば、リフロー工程において要求される耐熱性を満足することができる。
また、白色顔料の含有量は、リフレクターの光反射率、強度、成形反り等の製品性能の観点から、樹脂100質量部に対し、200質量部超、500質量部以下とすることが好ましい。また、300質量部以上480質量部以下であることがより好ましく、350質量部以上450質量部以下であることがさらに好ましい。
白色顔料の含有量が樹脂100質量部に対して200質量部超であれば、リフレクターの光反射率、強度、成形反り等において十分な製品性能が得られる。また、500質量部以下であれば、無機成分が多く含まれることによる加工性の悪化、或いは、成形状態の悪化を防止することができる。
また、無機フィラー中の白色顔料の含有量を上記範囲にすることで、該リフレクター用樹脂組成物から成形されてなるリフレクターの色調を白色系とすることができ、リフレクターとして好適な光線反射率が得られる。
無機フィラー中の繊維フィラーの含有量は、樹脂100質量部に対し、10質量部以上300質量部以下であることが好ましく、30質量部以上200質量部以下であることがより好ましく、50質量部以上180質量部以下であることがさらに好ましい。
無機フィラー中の繊維フィラーの含有量を上記範囲にすることで、リフレクターとして好適な光線反射率を阻害することなく、リフロー工程において要求される耐熱性を満足することができる。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物に架橋処理剤を含有する場合には、架橋処理剤の含有量は、樹脂100質量部に対して、15質量部以上40質量部以下、好ましくは15質量部以上30質量部以下、より好ましくは16質量部以上20質量部以下とすることができる。架橋処理剤が上記範囲内であれば、架橋前の成形体から架橋処理剤をブリードアウトさせることなく、架橋を効果的に行うことができる。
本実施形態において用いられるリフレクター用樹脂組成物において、樹脂の含有率は、リフレクター用樹脂組成物の全質量基準で7質量%以上30質量%以下であることが好ましい。樹脂の含有率の下限値は、より好ましくは10質量%であり、さらに好ましくは11質量%である。また、樹脂の含有率の上限値は、より好ましくは28質量%であり、さらに好ましくは25質量%以下である。樹脂の含有率が上記範囲であれば、樹脂組成物を成形する際の成形性を保ちながら、耐熱性の優れた成形体とすることができる。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物中における無機フィラー含有率は、リフレクター用樹脂組成物の全質量基準で、70質量%以上が好ましく、より好ましくは、72質量%以上であり、さらに好ましくは75質量%以上である。無機フィラー含有率の上限値は、成形性の観点から90質量%程度である。無機フィラー含有率が70質量%以上であれば、リフロー工程において要求される耐熱性を満足することができる。
また、白色顔料の含有量は、リフレクターの光反射率、強度、成形反り等の製品性能の観点から、樹脂100質量部に対し、200質量部超、500質量部以下とすることが好ましい。また、300質量部以上480質量部以下であることがより好ましく、350質量部以上450質量部以下であることがさらに好ましい。
白色顔料の含有量が樹脂100質量部に対して200質量部超であれば、リフレクターの光反射率、強度、成形反り等において十分な製品性能が得られる。また、500質量部以下であれば、無機成分が多く含まれることによる加工性の悪化、或いは、成形状態の悪化を防止することができる。
また、無機フィラー中の白色顔料の含有量を上記範囲にすることで、該リフレクター用樹脂組成物から成形されてなるリフレクターの色調を白色系とすることができ、リフレクターとして好適な光線反射率が得られる。
無機フィラー中の繊維フィラーの含有量は、樹脂100質量部に対し、10質量部以上300質量部以下であることが好ましく、30質量部以上200質量部以下であることがより好ましく、50質量部以上180質量部以下であることがさらに好ましい。
無機フィラー中の繊維フィラーの含有量を上記範囲にすることで、リフレクターとして好適な光線反射率を阻害することなく、リフロー工程において要求される耐熱性を満足することができる。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物に架橋処理剤を含有する場合には、架橋処理剤の含有量は、樹脂100質量部に対して、15質量部以上40質量部以下、好ましくは15質量部以上30質量部以下、より好ましくは16質量部以上20質量部以下とすることができる。架橋処理剤が上記範囲内であれば、架橋前の成形体から架橋処理剤をブリードアウトさせることなく、架橋を効果的に行うことができる。
<リフレクター用樹脂組成物の燃焼後の灰分量>
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物の、TG−DTA法に基づく灰分量が加熱前のリフレクター用樹脂組成物の全質量基準で70質量%以上90質量%以下であることを要する。
ここで、TG−DTA法に基づく灰分量とは、上述した条件と同様に、熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、該リフレクター用樹脂組成物の加熱前の質量を測定した後、大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後に600℃で30分間加熱して残る灰分量である。
リフレクター用樹脂組成物の灰分が70質量%未満であると、リフロー工程において要求される耐熱性、及び必要な反射率を満足することができない。また、灰分量が90質量%を超えると、リフレクターの成形性が低下する。
上述の観点から、上記灰分量の下限値は、72質量%であることが好ましく、75質量%であることがより好ましい。また、上記灰分量の上限値は、88質量%であることが好ましく、85質量%であることがより好ましい。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物の、TG−DTA法に基づく灰分量が加熱前のリフレクター用樹脂組成物の全質量基準で70質量%以上90質量%以下であることを要する。
ここで、TG−DTA法に基づく灰分量とは、上述した条件と同様に、熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、該リフレクター用樹脂組成物の加熱前の質量を測定した後、大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後に600℃で30分間加熱して残る灰分量である。
リフレクター用樹脂組成物の灰分が70質量%未満であると、リフロー工程において要求される耐熱性、及び必要な反射率を満足することができない。また、灰分量が90質量%を超えると、リフレクターの成形性が低下する。
上述の観点から、上記灰分量の下限値は、72質量%であることが好ましく、75質量%であることがより好ましい。また、上記灰分量の上限値は、88質量%であることが好ましく、85質量%であることがより好ましい。
本実施形態において、リフレクター用樹脂組成物からリフレクターを成形するには、トランスファー成形、圧縮成形、射出成形等の成形方法を用いることができる。例えば、射出成形方法を用いる場合、シリンダー温度200〜400℃、金型温度20〜150℃で射出成形してリフレクターの形状の成形体を得ることができる。架橋処理剤を使用した場合には、得られた成形体に電子線照射処理を施すことにより、より硬化されたリフレクターを得ることができる。このように、電子線照射処理を行うことによりリフレクターの耐熱性を一層高めることができる。
なお、電子線照射処理は、成形前のリフレクター用樹脂組成物に施してもよく、その電子線照射処理後のリフレクター用樹脂組成物をリフレクターとして所望の形状に成形してもよい。
なお、電子線照射処理は、成形前のリフレクター用樹脂組成物に施してもよく、その電子線照射処理後のリフレクター用樹脂組成物をリフレクターとして所望の形状に成形してもよい。
電子線の加速電圧については、リフレクター用樹脂組成物の大きさや、成形後のリフレクターの厚みに応じて適宜選定し得る。例えば、厚みが1mm程度のリフレクターの場合、通常、250〜3000kV程度の加速電圧で、使用した架橋処理剤を架橋し、硬化させることができる。なお、電子線の照射においては、加速電圧が高いほど透過能力が増加するため、基材として電子線により劣化する基材を使用する場合には、電子線の透過深さと成形体の厚みが実質的に等しくなるように、加速電圧を選定することにより、成形体への余分の電子線の照射を抑制することができ、過剰電子線による成形体の劣化を最小限にとどめることができる。また、電子線を照射する際の吸収線量は樹脂組成物の組成により適宜設定されるが、成形体中の架橋密度が飽和する量が好ましく、照射線量は50〜600kGyであることが好ましい。
さらに、電子線源としては、特に制限はなく、例えばコックロフトワルトン型、バンデグラフト型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、あるいは直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器を用いることができる。
さらに、電子線源としては、特に制限はなく、例えばコックロフトワルトン型、バンデグラフト型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、あるいは直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器を用いることができる。
[3.リフレクター付きリードフレーム]
本発明の実施形態に係るリフレクター付きリードフレームは、上述した光反射面を有するリフレクターを備えるリフレクター付きリードフレームであって、該光反射面が、上述した樹脂と、白色顔料及び繊維状フィラーを含む無機フィラーとを含有する樹脂組成物から成形されてなり、該繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2以上100μm2以下であり、TG−DTA法に基づく熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、該リフレクターの加熱前の質量を測定した後、大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後に600℃で30分間加熱して残る灰分量が加熱前の該リフレクターの全質量基準で70質量%以上90質量%以下である。
本実施形態に係るリフレクター付きリードフレームは、リードフレームに、上述したリフレクター用樹脂組成物を射出成形によって所望のリフレクター形状に成形することで製造することができる。
ここで、リードフレームとは、リフレクターを載置するための基板を示す。リードフレームは、半導体発光装置の分野で基板として用いられるものあればいかなるものであっても使用可能である。リードフレームの材料としては、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、ガラス等の焼結体から構成されるセラミック等を挙げることができる。これ以外にも、ポリイミド樹脂等のフレキシブル性を有する樹脂材料等を挙げることができる。特に金属で形成されたリフレクター用基板をリードフレームと称する。なお、リードフレームに形成された端子部等の形状は、ハーフエッチングにより形成されていてもよい。
リフレクター用基板を形成する金属材料としては、アルミニウム、銅及び銅の合金が用いられる。また、反射率の向上のため、銀等の反射率が高い貴金属によりめっきされていてもよい。
また、本実施形態に係るリフレクター付リードフレームの厚さは、0.1mm以上3.0mm以下であることが好ましい。
本発明の実施形態に係るリフレクター付きリードフレームは、上述した光反射面を有するリフレクターを備えるリフレクター付きリードフレームであって、該光反射面が、上述した樹脂と、白色顔料及び繊維状フィラーを含む無機フィラーとを含有する樹脂組成物から成形されてなり、該繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2以上100μm2以下であり、TG−DTA法に基づく熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、該リフレクターの加熱前の質量を測定した後、大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後に600℃で30分間加熱して残る灰分量が加熱前の該リフレクターの全質量基準で70質量%以上90質量%以下である。
本実施形態に係るリフレクター付きリードフレームは、リードフレームに、上述したリフレクター用樹脂組成物を射出成形によって所望のリフレクター形状に成形することで製造することができる。
ここで、リードフレームとは、リフレクターを載置するための基板を示す。リードフレームは、半導体発光装置の分野で基板として用いられるものあればいかなるものであっても使用可能である。リードフレームの材料としては、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライト、ガラス等の焼結体から構成されるセラミック等を挙げることができる。これ以外にも、ポリイミド樹脂等のフレキシブル性を有する樹脂材料等を挙げることができる。特に金属で形成されたリフレクター用基板をリードフレームと称する。なお、リードフレームに形成された端子部等の形状は、ハーフエッチングにより形成されていてもよい。
リフレクター用基板を形成する金属材料としては、アルミニウム、銅及び銅の合金が用いられる。また、反射率の向上のため、銀等の反射率が高い貴金属によりめっきされていてもよい。
また、本実施形態に係るリフレクター付リードフレームの厚さは、0.1mm以上3.0mm以下であることが好ましい。
[4.半導体発光装置]
本発明の実施形態に係る半導体発光装置を、図1に例示する。本実施形態に係る半導体発光装置は、光半導体素子10と、この光半導体素子10の周りに設けられ、光半導体素子10からの光を所定方向に反射させる光反射面を有するリフレクター12とを基板14上に有する。光半導体素子10は、LED素子又はLEDパッケージであることが好ましい。半導体発光装置において、リフレクター12は、上述のリフレクターに相当し、光反射面の少なくとも一部(図1の場合は全部)は、上述したリフレクター用樹脂組成物からなる成形体で構成されている。
本発明の実施形態に係る半導体発光装置を、図1に例示する。本実施形態に係る半導体発光装置は、光半導体素子10と、この光半導体素子10の周りに設けられ、光半導体素子10からの光を所定方向に反射させる光反射面を有するリフレクター12とを基板14上に有する。光半導体素子10は、LED素子又はLEDパッケージであることが好ましい。半導体発光装置において、リフレクター12は、上述のリフレクターに相当し、光反射面の少なくとも一部(図1の場合は全部)は、上述したリフレクター用樹脂組成物からなる成形体で構成されている。
光半導体素子10は、放射光(一般に、白色光LEDにおいてはUV又は青色光)を放出する、例えば、AlGaAs、AlGaInP、GaP又はGaNからなる活性層を、n型及びp型のクラッド層により挟んだダブルヘテロ構造を有する半導体チップ(発光体)であり、例えば、一辺の長さが0.5mm程度の六面体の形状をしている。そして、ワイヤーボンディング実装の形態の場合には、リード線16を介して不図示の電極(接続端子)に接続されている。
リフレクター12の形状は、レンズ18の端部(接合部)の形状に準じており、通常、角形、円形、楕円形等の筒状又は輪状である。図1の概略断面図においては、リフレクター12は、筒状体(輪状体)であり、リフレクター12のすべての端面が基板14の表面に接触、固定されている。
なお、リフレクター12の内面は、光半導体素子10からの光の指向性を高めるために、テーパー状に上方に広げられていてもよい(図1参照)。
また、リフレクター12は、レンズ18側の端部を、当該レンズ18の形状に応じた形に加工された場合には、レンズホルダーとしても機能させることができる。
なお、リフレクター12の内面は、光半導体素子10からの光の指向性を高めるために、テーパー状に上方に広げられていてもよい(図1参照)。
また、リフレクター12は、レンズ18側の端部を、当該レンズ18の形状に応じた形に加工された場合には、レンズホルダーとしても機能させることができる。
リフレクター12は、図2に示すように、光反射面側だけを本発明の樹脂組成物からなる光反射層12bとしてもよい。この場合、光反射層12bの厚さは、熱抵抗を低くする等の観点から、500μm以下とすることが好ましく、300μm以下とすることがより好ましい。光反射層12bが形成される部材12aは、公知の耐熱性樹脂で構成することができる。
既述のようにリフレクター12上にはレンズ18が設けられているが、これは通常樹脂製であり、目的、用途等により様々な構造が採用され、着色されることもある。
基板14とリフレクター12とレンズ18とで形成される空間部は、透明封止部であってよいし、必要により空隙部であってもよい。この空間部は、通常、透光性及び絶縁性を与える材料等が充填された透明封止部であり、ワイヤーボンディング実装において、リード線16に直接接触することにより加わる力、及び、間接的に加わる振動、衝撃等により、光半導体素子10との接続部、及び/又は、電極との接続部からリード線16が外れたり、切断したり、短絡したりすることによって生じる電気的な不具合を防止することができる。また、同時に、湿気、塵埃等から光半導体素子10を保護し、長期間に渡って信頼性を維持することができる。
この透光性及び絶縁性を与える材料(透明封止剤組成物)としては、通常、シリコーン樹脂、エポキシシリコーン樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらのうち、耐熱性、耐候性、低収縮性及び耐変色性の観点から、シリコーン樹脂が好ましい。
以下に、図1に示す半導体発光装置の製造方法の一例について説明する。
まず、上記本発明の実施形態に係る反射材樹脂組成物を用いて、所定形状のキャビティ空間を備える金型を用いたトランスファー成形、圧縮成形、射出成形等により、基板14上において、所定形状のリフレクター12に成形する。金型に基板を入れて樹脂をその上に成形するためにアウトサート成形とも呼ばれる。その後、別途準備した光半導体素子10及び電極を、接着剤又は接合部材により基板14に固定し、リード線16によりLED素子と電極を接続する。
次いで、基板14及びリフレクター12により形成された凹部に、シリコーン樹脂等を含む透明封止剤組成物を注入し、加熱、乾燥等により硬化させて透明封止部とする。その後、透明封止部上にレンズ18を配設して、図1に示す半導体発光装置が得られる。
なお、透明封止剤組成物が未硬化の状態でレンズ18を載置してから、組成物を硬化させてもよい。
本実施形態に係るリフレクター用樹脂組成物は、該リフレクター用樹脂組成物を成形してなる成形体において優れた密着性により、封止性の改善、ひいては半導体素子の寿命を改善する効果が得られるため、厚みが3.0mm以下、好ましくは1.0mm以下、より好ましくは0.8mm以下であるリフレクター付きリードフレームや、薄型半導体発光装置パッケージ用のリフレクターの製造に好適に用いることができる。
まず、上記本発明の実施形態に係る反射材樹脂組成物を用いて、所定形状のキャビティ空間を備える金型を用いたトランスファー成形、圧縮成形、射出成形等により、基板14上において、所定形状のリフレクター12に成形する。金型に基板を入れて樹脂をその上に成形するためにアウトサート成形とも呼ばれる。その後、別途準備した光半導体素子10及び電極を、接着剤又は接合部材により基板14に固定し、リード線16によりLED素子と電極を接続する。
次いで、基板14及びリフレクター12により形成された凹部に、シリコーン樹脂等を含む透明封止剤組成物を注入し、加熱、乾燥等により硬化させて透明封止部とする。その後、透明封止部上にレンズ18を配設して、図1に示す半導体発光装置が得られる。
なお、透明封止剤組成物が未硬化の状態でレンズ18を載置してから、組成物を硬化させてもよい。
本実施形態に係るリフレクター用樹脂組成物は、該リフレクター用樹脂組成物を成形してなる成形体において優れた密着性により、封止性の改善、ひいては半導体素子の寿命を改善する効果が得られるため、厚みが3.0mm以下、好ましくは1.0mm以下、より好ましくは0.8mm以下であるリフレクター付きリードフレームや、薄型半導体発光装置パッケージ用のリフレクターの製造に好適に用いることができる。
本発明の実施形態に係るリフレクターを、実施例を用いて詳細に説明する。本発明はこれら実施例に限定されない。
[リフレクター用樹脂組成物]
実施例及び比較例のリフレクター用樹脂組成物を下記の方法により作製し、成形性と灰分量を評価した。結果を第1表に示す。
<リフレクター用樹脂組成物の作製>
下記の各種材料を、第1表に示す配合処方により、押出機(日本プラコン株式会社 MAX30:ダイス径3.0mm)とペレタイザー(株式会社東洋精機製作所 MPETC1)を用いて混合し、リフレクター用樹脂組成物を得た。
・ポリオレフィン樹脂…ポリメチルペンテン樹脂、重量平均分子量=497,000)
・白色顔料…酸化チタン粒子:平均粒径0.21μm
・繊維状フィラー1…ガラス繊維:PF70E−001(日東紡株式会社製、平均繊維長62μm、平均断面積104.2μm2、断面形状は丸形のガラス繊維)
・繊維状フィラー2…ガラス繊維:SS05DE−413SP(日東紡株式会社製、平均繊維長65μm、平均断面積41.6μm2、断面形状は丸形のガラス繊維)
・繊維状フィラー3・・・ガラス繊維:EFDE50−01(セントラルグラスファイバー株式会社製、平均繊維長55μm、平均断面積33.2μm2)
・繊維状フィラー4・・・ガラス繊維:MF03JB1−20(旭ファイバーグラス株式会社製、平均繊維長34μm、平均断面積81.7μm2)
・繊維状フィラー5・・・ガラス繊維:MF03JB1−20(旭ファイバーグラス株式会社製、平均繊維長71μm、平均断面積81.7μm2)
・架橋処理剤…トリアリルイソシアヌレート
・シランカップリング剤…ヘキシルトリメトキシシラン
・酸化防止剤1…IRGANOX1010(BASFジャパン株式会社製)
・酸化防止剤2…ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト
・離型剤…ステアリン酸亜鉛
なお、上述した繊維状フィラー1〜5において、平均繊維長及び平均断面積は、リフレクター樹脂組成物に混合する前のものを、カーボンテープを用いSEM観察用の試料台に固定し、SEM(株式会社日立ハイテクノロジーズ S−4800)により、観察して測定された値である。少なくとも10個の繊維状フィラーの平均値として算出した。
<ペレット作成>
上記の樹脂組成物を得る工程は押出し機のスクリューを用いて混練されるが、この工程において安定してペレット化された樹脂組成物が得られた場合は可、押出し機のスクリューにかかる負荷が大きく、連続運転が不可能な状態で安定してペレット化された樹脂組成物が得られない場合を不可とした。
[リフレクター用樹脂組成物]
実施例及び比較例のリフレクター用樹脂組成物を下記の方法により作製し、成形性と灰分量を評価した。結果を第1表に示す。
<リフレクター用樹脂組成物の作製>
下記の各種材料を、第1表に示す配合処方により、押出機(日本プラコン株式会社 MAX30:ダイス径3.0mm)とペレタイザー(株式会社東洋精機製作所 MPETC1)を用いて混合し、リフレクター用樹脂組成物を得た。
・ポリオレフィン樹脂…ポリメチルペンテン樹脂、重量平均分子量=497,000)
・白色顔料…酸化チタン粒子:平均粒径0.21μm
・繊維状フィラー1…ガラス繊維:PF70E−001(日東紡株式会社製、平均繊維長62μm、平均断面積104.2μm2、断面形状は丸形のガラス繊維)
・繊維状フィラー2…ガラス繊維:SS05DE−413SP(日東紡株式会社製、平均繊維長65μm、平均断面積41.6μm2、断面形状は丸形のガラス繊維)
・繊維状フィラー3・・・ガラス繊維:EFDE50−01(セントラルグラスファイバー株式会社製、平均繊維長55μm、平均断面積33.2μm2)
・繊維状フィラー4・・・ガラス繊維:MF03JB1−20(旭ファイバーグラス株式会社製、平均繊維長34μm、平均断面積81.7μm2)
・繊維状フィラー5・・・ガラス繊維:MF03JB1−20(旭ファイバーグラス株式会社製、平均繊維長71μm、平均断面積81.7μm2)
・架橋処理剤…トリアリルイソシアヌレート
・シランカップリング剤…ヘキシルトリメトキシシラン
・酸化防止剤1…IRGANOX1010(BASFジャパン株式会社製)
・酸化防止剤2…ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト
・離型剤…ステアリン酸亜鉛
なお、上述した繊維状フィラー1〜5において、平均繊維長及び平均断面積は、リフレクター樹脂組成物に混合する前のものを、カーボンテープを用いSEM観察用の試料台に固定し、SEM(株式会社日立ハイテクノロジーズ S−4800)により、観察して測定された値である。少なくとも10個の繊維状フィラーの平均値として算出した。
<ペレット作成>
上記の樹脂組成物を得る工程は押出し機のスクリューを用いて混練されるが、この工程において安定してペレット化された樹脂組成物が得られた場合は可、押出し機のスクリューにかかる負荷が大きく、連続運転が不可能な状態で安定してペレット化された樹脂組成物が得られない場合を不可とした。
<成形性>
リフレクター用樹脂組成物を用いて、以下の条件でリフレクター付きリードフレームを作製した。
射出成形機ソディックTR40ERソディック(プリプラ式)を用いて、銀めっきフレーム(厚み:250μm)に樹脂組成物(厚み:700μm、外形寸法:35mm×35mm、開口部:2.9mm×2.9mm)を成形し、リフレクター付きリードフレームを得た。射出成形機条件は、シリンダー温度:270℃、金型温度:80℃、射出速度:100mm/sec、保圧力:80MPa、保圧時間:1sec、冷却時間:8secとした。
成形後に、金型内にリフレクター用樹脂組成物が完全に充填されていない場合はショートとした。また、リフレクター付きリードフレームの開口部のバリを顕微鏡を用いて計測し、最大幅が100μm以上をバリ発生有りとした。いずれにも該当しない場合を成形性良とした。
<灰分量>
TG−DTA法に基づく熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、リフレクター用樹脂組成物の加熱前の質量を測定した後、アルミパン中で大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後、600℃で30分間加熱して残る灰分の重量を測定して、加熱後の質量の加熱前の質量に対する割合を求めた。
リフレクター用樹脂組成物を用いて、以下の条件でリフレクター付きリードフレームを作製した。
射出成形機ソディックTR40ERソディック(プリプラ式)を用いて、銀めっきフレーム(厚み:250μm)に樹脂組成物(厚み:700μm、外形寸法:35mm×35mm、開口部:2.9mm×2.9mm)を成形し、リフレクター付きリードフレームを得た。射出成形機条件は、シリンダー温度:270℃、金型温度:80℃、射出速度:100mm/sec、保圧力:80MPa、保圧時間:1sec、冷却時間:8secとした。
成形後に、金型内にリフレクター用樹脂組成物が完全に充填されていない場合はショートとした。また、リフレクター付きリードフレームの開口部のバリを顕微鏡を用いて計測し、最大幅が100μm以上をバリ発生有りとした。いずれにも該当しない場合を成形性良とした。
<灰分量>
TG−DTA法に基づく熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、リフレクター用樹脂組成物の加熱前の質量を測定した後、アルミパン中で大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後、600℃で30分間加熱して残る灰分の重量を測定して、加熱後の質量の加熱前の質量に対する割合を求めた。
[リフレクター用樹脂組成物の硬化物]
実施例及び比較例のリフレクター用樹脂組成物の硬化物を下記の方法により作製し、荷重たわみ温度を評価した。結果を第1表に示す。
<リフレクター用樹脂組成物硬化物の作製>
射出成形機ソディックTR40ERソディック(プリプラ式)を用いて、ASTM用ダンベル金型を用いて成形し、リフレクター用樹脂成形物を得た。射出成形機条件は、シリンダー温度:260℃、金型温度:45℃、射出速度:15mm/sec、保圧力:55MPa、保圧時間:7sec、冷却時間:15secとした。この成形物を加速電圧800kV、照射線量400kGyにて電子線を照射して硬化させて、リフレクター用樹脂組成物硬化物を得た。
<熱変形温度>
供試体をASTM D648に準拠し、規定たわみ量に達した温度を荷重たわみ温度(熱変形温度)とした。
実施例及び比較例のリフレクター用樹脂組成物の硬化物を下記の方法により作製し、荷重たわみ温度を評価した。結果を第1表に示す。
<リフレクター用樹脂組成物硬化物の作製>
射出成形機ソディックTR40ERソディック(プリプラ式)を用いて、ASTM用ダンベル金型を用いて成形し、リフレクター用樹脂成形物を得た。射出成形機条件は、シリンダー温度:260℃、金型温度:45℃、射出速度:15mm/sec、保圧力:55MPa、保圧時間:7sec、冷却時間:15secとした。この成形物を加速電圧800kV、照射線量400kGyにて電子線を照射して硬化させて、リフレクター用樹脂組成物硬化物を得た。
<熱変形温度>
供試体をASTM D648に準拠し、規定たわみ量に達した温度を荷重たわみ温度(熱変形温度)とした。
[リフレクター付きリードフレーム]
実施例及び比較例のリフレクター付きリードフレームを下記の方法により作製し、密着度、反射率、及び耐久性Aを評価した。結果を第1表に示す。
<リフレクター付きリードフレームの作製>
以下の評価は、上述した成形性の評価に用いたものと同条件で作製したリフレクター用樹脂組成物を成形し、加速電圧800kV、照射線量400kGyにて電子線を照射して硬化させてリフレクター付きリードフレームを得た。
<密着度>
リフレクター付きリードフレームの各供試体と基板との密着度を、レッドチェック試験により測定し、可否を判定した。すなわち、リフレクターのキャビティにレッドインキ(株式会社パイロットコーポレーション製「INK30R」)を0.8μL滴下し、6時間経過後の裏面へのインキの漏れ具合を50倍の光学顕微鏡で観察した。評価基準は、以下の通りとした。
6時間経過後でも漏れが観察されない場合を合格とした。
6時間経過前に漏れが観察された場合を不合格とした。
<反射率>
得られたリフレクター付きリードフレームの供試体の波長230〜780nmにおける光反射率を、反射率測定装置MCPD9800(大塚電子株式会社製)を使用して測定した。波長450nmの反射率にて比較した。
<耐久性A>
リフレクター付きリードフレームの供試体を、200℃で45時間放置した後の、反射率を測定した。反射率の測定には、上記反射率測定装置を用い、同一の条件にて測定した。波長450nmの反射率にて比較した。
実施例及び比較例のリフレクター付きリードフレームを下記の方法により作製し、密着度、反射率、及び耐久性Aを評価した。結果を第1表に示す。
<リフレクター付きリードフレームの作製>
以下の評価は、上述した成形性の評価に用いたものと同条件で作製したリフレクター用樹脂組成物を成形し、加速電圧800kV、照射線量400kGyにて電子線を照射して硬化させてリフレクター付きリードフレームを得た。
<密着度>
リフレクター付きリードフレームの各供試体と基板との密着度を、レッドチェック試験により測定し、可否を判定した。すなわち、リフレクターのキャビティにレッドインキ(株式会社パイロットコーポレーション製「INK30R」)を0.8μL滴下し、6時間経過後の裏面へのインキの漏れ具合を50倍の光学顕微鏡で観察した。評価基準は、以下の通りとした。
6時間経過後でも漏れが観察されない場合を合格とした。
6時間経過前に漏れが観察された場合を不合格とした。
<反射率>
得られたリフレクター付きリードフレームの供試体の波長230〜780nmにおける光反射率を、反射率測定装置MCPD9800(大塚電子株式会社製)を使用して測定した。波長450nmの反射率にて比較した。
<耐久性A>
リフレクター付きリードフレームの供試体を、200℃で45時間放置した後の、反射率を測定した。反射率の測定には、上記反射率測定装置を用い、同一の条件にて測定した。波長450nmの反射率にて比較した。
[発光装置]
実施例及び比較例のリフレクター付きリードフレームを用いて発光装置を作製し、初期光束、ガラス繊維の直径を評価した。結果を第1表に示す。
第1表に示す配合処方により作製したリフレクター用樹脂組成物を、リフレクター形状に成形し、該成形体に、加速電圧800kV、照射線量400kGyにて電子線を照射して硬化させた。硬化後にリフレクター付きリードフレームを得た。得られたリフレクター付きリードフレームと、別途準備したLED素子及び電極を、接着剤により基板上に固定し、リード線によりLED素子と電極を接続した後、ダイシングして個片化し、半導体発光装置(LEDパッケージ)を得た。配線基板上に半田を設けておき、その半田上に該半導体発光装置を載せ、リフロー炉により240℃に加熱し、半田を溶融させて配線基板上に半導体発光装置を実装した。
<初期光束>
定電流200mAで発光させた際の光束を瞬間マルチ測光システム(広ダイナミックレンジタイプ) MCPD−9800(大塚電子株式会社製)にて測定し初期光束とした。
実施例及び比較例のリフレクター付きリードフレームを用いて発光装置を作製し、初期光束、ガラス繊維の直径を評価した。結果を第1表に示す。
第1表に示す配合処方により作製したリフレクター用樹脂組成物を、リフレクター形状に成形し、該成形体に、加速電圧800kV、照射線量400kGyにて電子線を照射して硬化させた。硬化後にリフレクター付きリードフレームを得た。得られたリフレクター付きリードフレームと、別途準備したLED素子及び電極を、接着剤により基板上に固定し、リード線によりLED素子と電極を接続した後、ダイシングして個片化し、半導体発光装置(LEDパッケージ)を得た。配線基板上に半田を設けておき、その半田上に該半導体発光装置を載せ、リフロー炉により240℃に加熱し、半田を溶融させて配線基板上に半導体発光装置を実装した。
<初期光束>
定電流200mAで発光させた際の光束を瞬間マルチ測光システム(広ダイナミックレンジタイプ) MCPD−9800(大塚電子株式会社製)にて測定し初期光束とした。
<繊維状フィラーの断面積>
繊維状フィラーの断面積は、下記の通り測定した。
半導体発光装置のリフレクターを破断し、その破断面を、SEM(株式会社日立ハイテクノロジーズ S−4800)により観察した。破断面を金属製の試料台に略平行に固定した後に、破断面の垂直方向から倍率2500倍で観察を行った。
得られたSEM像において、リフレクターの断面に現れている繊維状フィラーの径長を測定した。フィラーの断面が楕円形状であった場合には、この楕円の長径と短径とを測定し、長径と短径の比が0.8以上1.2以下のものを対象とした。
測定により得られた径長から繊維状フィラーの断面積を算出する際には、径長は、有効数字3桁まで測定した。また、断面積は、繊維状フィラーの断面のうち、断面積の小さいものから測定総数の50%のものについての平均値として算出した。少なくとも10個の断面の平均値が得られるようにサンプリングした。
すなわち、測定総数が20個であれば、断面積の小さいものから10個についての平均値を算出した。算出後の数値の3桁目を四捨五入して、断面積の値とした。
繊維状フィラーの断面積は、下記の通り測定した。
半導体発光装置のリフレクターを破断し、その破断面を、SEM(株式会社日立ハイテクノロジーズ S−4800)により観察した。破断面を金属製の試料台に略平行に固定した後に、破断面の垂直方向から倍率2500倍で観察を行った。
得られたSEM像において、リフレクターの断面に現れている繊維状フィラーの径長を測定した。フィラーの断面が楕円形状であった場合には、この楕円の長径と短径とを測定し、長径と短径の比が0.8以上1.2以下のものを対象とした。
測定により得られた径長から繊維状フィラーの断面積を算出する際には、径長は、有効数字3桁まで測定した。また、断面積は、繊維状フィラーの断面のうち、断面積の小さいものから測定総数の50%のものについての平均値として算出した。少なくとも10個の断面の平均値が得られるようにサンプリングした。
すなわち、測定総数が20個であれば、断面積の小さいものから10個についての平均値を算出した。算出後の数値の3桁目を四捨五入して、断面積の値とした。
第1表に示すように、実施例1−4の配合処方により作製したリフレクター用樹脂組成物を用いたものは、発光装置の作成に必要な特性を損なわずに、密着度を改善できることがわかった。特に、繊維状フィラーの断面積のサイズが大きいものほど、良好な反射率を示した。繊維状フィラーの断面積が81.7μm2のものを用いた場合には、比較例のものに比べて、反射率と耐久性Aのいずれの特性も顕著に高めることができた。
灰分量が70%以下である比較例3、比較例4、比較例5は耐久性Aの悪化が著しく、発光装置への使用は好ましくない。一方、比較例6は成形に使用する樹脂組成物を得ることができなかったことから、リフレクター樹脂組成物としての使用は不可能である。
灰分量が70%以下である比較例3、比較例4、比較例5は耐久性Aの悪化が著しく、発光装置への使用は好ましくない。一方、比較例6は成形に使用する樹脂組成物を得ることができなかったことから、リフレクター樹脂組成物としての使用は不可能である。
10…光半導体素子、 12…リフレクター、 14…基板、 16…リード線、 18…レンズ
Claims (19)
- 樹脂と、白色顔料及び繊維状フィラーを含む無機フィラーとを含有する樹脂組成物から成形されてなる光反射面を有するリフレクターであって、
該繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2以上100μm2以下であり、
TG−DTA法に基づく熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、該リフレクターの加熱前の質量を測定した後、大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後に600℃で30分間加熱して残る灰分量が加熱前の該リフレクターの全質量基準で70質量%以上90質量%以下であるリフレクター。 - 前記繊維状フィラーの径方向の断面積が30μm2以上85μm2以下である請求項1に記載のリフレクター。
- 前記繊維状フィラーが二酸化ケイ素を60質量%以上含むガラス繊維である請求項1又は2に記載のリフレクター。
- 前記灰分量が加熱前のリフレクターの全質量基準で72質量%以上88質量%以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のリフレクター。
- 前記白色顔料の含有量が、前記樹脂100質量部に対し、200質量部超500質量部以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載のリフレクター。
- 前記白色顔料の含有量が、前記樹脂100質量部に対し、300質量部以上480質量部以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載のリフレクター。
- 前記樹脂がポリオレフィン樹脂である請求項1〜6のいずれか1項に記載のリフレクター。
- 前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン、ポリプロピレン、環状構造を含むポリエチレン、環状構造を含むポリプロピレン、及びポリメチルペンテンから選択される少なくとも1つである請求項7に記載のリフレクター。
- 前記白色顔料が酸化チタンである請求項1〜8のいずれか1項に記載のリフレクター。
- 前記樹脂組成物が、さらに架橋処理剤を含有する請求項1〜9のいずれか1項に記載のリフレクター。
- 前記樹脂組成物を該リフレクターの形状に成形した後に、電子線を照射してなる請求項10に記載のリフレクター。
- 光反射面を有するリフレクターを備えるリフレクター付きリードフレームであって、
該光反射面が、樹脂と、白色顔料及び繊維状フィラーを含む無機フィラーとを含有する樹脂組成物から成形されてなり、
該繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2以上100μm2以下であり、
TG−DTA法に基づく熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、該リフレクターの加熱前の質量を測定した後、大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後に600℃で30分間加熱して残る灰分量が加熱前の該リフレクターの全質量基準で70質量%以上90質量%以下であるリフレクター付きリードフレーム。 - 厚さが0.1mm以上3.0mm以下である請求項12に記載のリフレクター付きリードフレーム。
- 前記樹脂がポリオレフィン樹脂である請求項12又は13に記載のリフレクター付きリードフレーム。
- 前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン、ポリプロピレン、環状構造を含むポリエチレン、環状構造を含むポリプロピレン、及びポリメチルペンテンから選択される少なくとも1つである請求項14に記載のリフレクター付きリードフレーム。
- 光半導体素子と、該光半導体素子の周りに設けられており該光半導体素子からの光を所定方向に反射させるリフレクターと、基板とを備え、該光半導体素子と該リフレクターとが該基板上に配置された半導体発光装置であって、
該リフレクターが請求項1〜11のいずれか1項に記載のリフレクターである半導体発光装置。 - 樹脂と、白色顔料及び繊維状フィラーを含む無機フィラーとを含有する樹脂組成物であって、
該繊維状フィラーの径方向の断面積が1μm2以上100μm2以下であり、
TG−DTA法に基づく熱重量/示差熱同時分析装置を用いて、該樹脂組成物の加熱前の質量を測定した後、大気雰囲気下において、10℃/分で600℃まで昇温した後に600℃で30分間加熱して残る灰分量が加熱前の該リフレクターの全質量基準で70質量%以上90質量%以下である樹脂組成物。 - 前記樹脂がポリオレフィン樹脂である請求項17に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン、ポリプロピレン、環状構造を含むポリエチレン、環状構造を含むポリプロピレン、及びポリメチルペンテンから選択される少なくとも1つである請求項18に記載の樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015152873A JP2016036028A (ja) | 2014-08-01 | 2015-07-31 | リフレクター、リフレクター付きリードフレーム、半導体発光装置、及び樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014157983 | 2014-08-01 | ||
JP2014157983 | 2014-08-01 | ||
JP2015152873A JP2016036028A (ja) | 2014-08-01 | 2015-07-31 | リフレクター、リフレクター付きリードフレーム、半導体発光装置、及び樹脂組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016036028A true JP2016036028A (ja) | 2016-03-17 |
Family
ID=55523696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015152873A Pending JP2016036028A (ja) | 2014-08-01 | 2015-07-31 | リフレクター、リフレクター付きリードフレーム、半導体発光装置、及び樹脂組成物 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016036028A (ja) |
TW (1) | TW201608743A (ja) |
-
2015
- 2015-07-31 JP JP2015152873A patent/JP2016036028A/ja active Pending
- 2015-08-03 TW TW104125078A patent/TW201608743A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201608743A (zh) | 2016-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6277963B2 (ja) | 電子線硬化性樹脂組成物、リフレクター用樹脂フレーム、リフレクター、半導体発光装置、及び成形体の製造方法 | |
JP6311319B2 (ja) | 樹脂組成物、リフレクター、リフレクター付きリードフレーム、及び半導体発光装置 | |
JP2016166285A (ja) | インサート成形用樹脂組成物、成形体、リフレクター、リフレクター付き光半導体素子実装用基板、及び半導体発光装置 | |
JP2016222761A (ja) | 樹脂組成物、リフレクター、リフレクター付きリードフレーム、半導体発光装置、架橋剤用イソシアヌレート化合物、及び架橋剤用グリコールウリル化合物 | |
WO2016117471A1 (ja) | 樹脂組成物、リフレクター、リフレクター付きリードフレーム及び半導体発光装置 | |
JP6277592B2 (ja) | リフレクター用電子線硬化性樹脂組成物、リフレクター用樹脂フレーム、リフレクター、半導体発光装置、成形体の製造方法、及び半導体発光装置の製造方法 | |
JP5920497B2 (ja) | 半導体発光装置及び光半導体実装用基板 | |
WO2016117624A1 (ja) | 半導体発光装置、反射体形成用樹脂組成物及びリフレクター付きリードフレーム | |
WO2016017818A1 (ja) | リフレクター及び樹脂組成物 | |
JP6102413B2 (ja) | 電子線硬化性樹脂組成物、リフレクター用樹脂フレーム、リフレクター、半導体発光装置、及び成形体の製造方法 | |
JP2017002296A (ja) | 樹脂組成物、リフレクター、リフレクターの製造方法、リフレクター付き光半導体素子実装用基板及び半導体発光装置 | |
JP2016036028A (ja) | リフレクター、リフレクター付きリードフレーム、半導体発光装置、及び樹脂組成物 | |
JP6292130B2 (ja) | 電子線硬化性樹脂組成物、リフレクター用樹脂フレーム、リフレクター、半導体発光装置、及び成形体の製造方法 | |
JP6155929B2 (ja) | 半導体発光装置、半導体発光装置用部品及びそれらの製造方法、並びに反射体及びその製造方法 | |
JP2017079293A (ja) | リフレクター付き光半導体素子実装用基板、半導体発光装置、リフレクター及びリフレクター形成用樹脂組成物 | |
JP6149457B2 (ja) | 光半導体実装用基板、半導体発光装置、及び光半導体実装用基板の製造方法 | |
JP6155930B2 (ja) | 半導体発光装置、半導体発光装置用部品及びそれらの製造方法、並びに反射体、その製造方法及び反射体形成用組成物 | |
JP6094412B2 (ja) | 半導体発光装置の製造方法、成形体の製造方法、電子線硬化性樹脂組成物、リフレクター用樹脂フレーム、およびリフレクター | |
JP6167603B2 (ja) | 電子線硬化性樹脂組成物、リフレクター用樹脂フレーム、リフレクター、半導体発光装置、成形体の製造方法、及び半導体発光装置の製造方法 | |
JP2015023099A (ja) | 半導体発光装置の製造方法、成形体の製造方法、電子線硬化性樹脂組成物、リフレクター用樹脂フレーム、およびリフレクター | |
JP2016035010A (ja) | 樹脂組成物、リフレクター、リフレクター付きリードフレーム及び半導体発光装置 | |
WO2015152098A1 (ja) | 半導体発光装置及び光半導体実装用基板 | |
JP2017069348A (ja) | 半導体発光装置、光半導体実装用基板及びリフレクター |