JP5919903B2 - Package for semiconductor light emitting device, semiconductor light emitting device having the package, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、照明器具、ディスプレイ、携帯電話や液晶テレビなどのバックライト、デジタルサイネージ及びその他の光源などに用いられる半導体発光装置及びそれに適した半導体発光装置用パッケージ並びにそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device used for a lighting fixture, a display, a backlight such as a mobile phone or a liquid crystal television, a digital signage and other light sources, a package for a semiconductor light emitting device suitable for the semiconductor light emitting device, and a manufacturing method thereof.
発光素子を用いた表面実装型発光装置は、小型で電力効率がよくまた発光色も鮮やかである。また、この発光素子は半導体素子であるため球切れなどの心配がない。さらに初期駆動特性が優れ、振動や点灯のオン・オフの繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いる発光装置は、各種の光源として利用されている。 A surface-mounted light-emitting device using a light-emitting element is small in size, has high power efficiency, and has a bright emission color. In addition, since this light emitting element is a semiconductor element, there is no fear of a broken ball. Furthermore, it has excellent initial drive characteristics and is strong against repeated on / off of vibration and lighting. Because of such excellent characteristics, light-emitting devices using light-emitting elements such as light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) are used as various light sources.
このような半導体発光装置は、リードと樹脂組成物とを一体的に成形した樹脂成形体を有してなる半導体発光装置用パッケージに、リードと電気的に接続された発光素子を搭載し、該発光素子を封止材で被覆した構成を基本構成とする。
前記パッケージを構成する樹脂成形体の材料としてはポリアミド等の熱可塑性樹脂に光の反射効率を上げるための反射材料として白色顔料を配合した熱可塑性樹脂組成物が広く用いられているが、半導体発光装置とするためには、近年の鉛使用回避のための高融点の鉛フリーハンダを用いるリフロー条件では耐熱性が不十分となることがあった。
そこで、熱可塑性樹脂に代え耐熱性に優れたエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂をパッケージに使用することが提案されている（特許文献１参照）。また、同特許文献１には、トランスファーモールド法によりリードと樹脂とを一体的に成形した量産性に優れた樹脂成形体および表面実装型発光装置の製造方法が記載されている。
しかしながら、半導体発光装置用パッケージに使用される樹脂の耐熱性、耐光性、密着性や量産性の面で更なる改良が求められており、また半導体発光装置用パッケージを構成するリードや樹脂成形体の構造及びその構造に適合した成形方法についても更なる改善が求められていた。
Such a semiconductor light-emitting device includes a light-emitting element electrically connected to a lead mounted on a package for a semiconductor light-emitting device having a resin molded body in which a lead and a resin composition are integrally molded. A basic structure is a structure in which a light-emitting element is covered with a sealing material.
As a material of the resin molded body constituting the package, a thermoplastic resin composition in which a white pigment is blended as a reflective material for increasing the light reflection efficiency to a thermoplastic resin such as polyamide is widely used. In order to obtain an apparatus, the heat resistance sometimes becomes insufficient under reflow conditions using a high melting point lead-free solder for avoiding the use of lead in recent years.
Therefore, it has been proposed to use a thermosetting resin such as an epoxy resin or a silicone resin excellent in heat resistance instead of the thermoplastic resin for the package (see Patent Document 1). Further, Patent Document 1 describes a resin molded body excellent in mass productivity and a method for manufacturing a surface mount light emitting device, in which a lead and a resin are integrally molded by a transfer mold method.
However, further improvements are required in terms of heat resistance, light resistance, adhesion and mass productivity of the resin used in the semiconductor light emitting device package, and leads and resin molded bodies constituting the semiconductor light emitting device package Further improvements have also been demanded for the structure of and the molding method adapted to that structure.
従来より用いられている熱可塑性樹脂による射出成形法は生産性のよさが利点であったが、これを半導体発光装置用パッケージに適用しようとすると、樹脂が高粘度である上に、反射材料として白色顔料を配合すると組成物の粘度がさらに高くなって流動性が低下するため、白色顔料の添加量をあまり多くすることはできなかった。
また、従来この用途に用いられる熱可塑性樹脂は高いガラス転移温度（Ｔｇ）を確保するために紫外吸収があり耐熱耐光性に劣る芳香族成分を多く含むので、屈折率が高くなり、従って用いることができる白色顔料もバインダ樹脂との屈折率差が大きく少量添加にて高い反射率を得られるチタニア等に限られていた。チタニアは可視光領域において少量にて高い反射率が得られるが、樹脂、チタニア共に紫外領域に吸収があるため青〜紫外領域においては反射率が低くなる。この結果、射出成形に用いるためには「芳香族基含有樹脂＋チタニア」に代表される組成しか選択できず、結果的に耐熱・耐光性が劣り、反射率の低いパッケージしか得ることができなかった。
Conventionally, the injection molding method using thermoplastic resin has the advantage of good productivity, but when this is applied to the package for semiconductor light emitting device, the resin is highly viscous and as a reflective material When a white pigment is blended, the viscosity of the composition is further increased and the fluidity is lowered, so that the amount of white pigment added cannot be increased too much.
In addition, the thermoplastic resin conventionally used in this application contains a large amount of aromatic components that have ultraviolet absorption and inferior heat resistance and light resistance in order to ensure a high glass transition temperature (Tg), and therefore the refractive index becomes high, and therefore should be used. The white pigments that can be produced are also limited to titania and the like that have a large refractive index difference from the binder resin and can obtain a high reflectance when added in a small amount. Although titania has a high reflectance in a small amount in the visible light region, both resin and titania have absorption in the ultraviolet region, so the reflectance is low in the blue to ultraviolet region. As a result, only the composition represented by “aromatic group-containing resin + titania” can be selected for use in injection molding, and as a result, only a package with low heat resistance and light resistance and low reflectance can be obtained. It was.
一方で、特許文献１に開示されたトランスファー成形法では、室温で固形状の原料組成物が用いられるため、芳香族成分を用いることなく極性基や剛直な有機基を多く含む熱硬化性樹脂組成物や半硬化状のエポキシ化合物を用いることができる。しかしながら得られる硬化物は有機骨格主体の樹脂であるため耐熱性は十分とはいえなかった。またこれらの熱硬化性樹脂の屈折率も高いため、やはり反射材としてはチタニアを主体に使用する組成しか選択できず、広い波長域において高い反射率を有するパッケージを得ることは困難であった。また、トランスファー成形は射出成形と比較して成形サイクルが長く、大量生産には不向きで、成形品の形状選択の自由度にも課題があった。更に、多数個を１回のショットで製造するためには高価なダイサーを必要とするなど、設備投資面での問題もあった。 On the other hand, in the transfer molding method disclosed in Patent Document 1, since a solid raw material composition is used at room temperature, a thermosetting resin composition containing many polar groups and rigid organic groups without using an aromatic component. Or a semi-cured epoxy compound can be used. However, since the obtained cured product is a resin mainly composed of an organic skeleton, the heat resistance is not sufficient. Moreover, since the refractive index of these thermosetting resins is also high, it is difficult to obtain a package having a high reflectance in a wide wavelength range because only a composition mainly using titania can be selected as a reflecting material. In addition, transfer molding has a longer molding cycle than injection molding, is not suitable for mass production, and has a problem in the degree of freedom in selecting the shape of a molded product. Furthermore, in order to manufacture a large number of pieces in one shot, there is a problem in terms of capital investment, such as requiring an expensive dicer.
本発明は、上述の従来技術の課題を解決し、耐熱・耐光性に優れ、広い波長範囲において薄肉でも高い反射率を有し、成形性、量産性に優れた半導体発光装置用パッケージ、半導体発光装置、及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems of the prior art, has excellent heat resistance and light resistance, has a high reflectance even when thin in a wide wavelength range, and has excellent moldability and mass productivity. An object is to provide an apparatus and a method for manufacturing the same.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that the following inventions meet the above object, and have reached the present invention.
本発明の半導体発光装置用パッケージは、第１のリードと、第２のリードと、第１のリード及び第２のリードと一体的に成形されてなる樹脂成形体とを有してなる半導体発光装置用パッケージであって、
第１のリードは第１のインナーリード部と第１のアウターリード部とを有しており、第１のインナーリード部は前記樹脂成形体中に配置されており、第１のアウターリード部は前記樹脂成形体から露出されており、
第２のリードは第２のインナーリード部と第２のアウターリード部とを有しており、第２のインナーリード部は前記樹脂成形体中に配置されており、第２のアウターリード部は前記樹脂成形体から露出されており、
前記樹脂成形体は、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、及び（Ｃ）硬化触媒を含有する熱硬化性シリコーン樹脂組成物から形成されてなり、
当該半導体発光装置用パッケージには、底面と側面とを持つ凹部が形成されており、
前記凹部の底面は、第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部を含み、かつ少なくともその一部が露出するように構成され、前記凹部の側面は、前記樹脂成形体から構成されることを特徴とする。
A semiconductor light emitting device package according to the present invention includes a semiconductor light emitting device including a first lead, a second lead, and a resin molded body formed integrally with the first lead and the second lead. A package for the device,
The first lead has a first inner lead portion and a first outer lead portion, the first inner lead portion is disposed in the resin molded body, and the first outer lead portion is Exposed from the resin molding,
The second lead has a second inner lead portion and a second outer lead portion, the second inner lead portion is disposed in the resin molded body, and the second outer lead portion is Exposed from the resin molding,
The resin molded body comprises (A) a polyorganosiloxane, (B) a white pigment having an aspect ratio of primary particles of 1.2 to 4.0, a primary particle diameter of 0.1 to 2.0 μm, and (C ) Formed from a thermosetting silicone resin composition containing a curing catalyst,
The semiconductor light emitting device package has a recess having a bottom surface and a side surface,
The bottom surface of the concave portion includes a first inner lead portion and a second inner lead portion, and is configured such that at least a part thereof is exposed, and the side surface of the concave portion is configured from the resin molded body. It is characterized by.
本発明において、「樹脂成形体」とは、半導体発光装置用樹脂組成物を成形して得られるものをいい、「半導体発光装置用パッケージ」（以下、単に「パッケージ」と記載する場合がある。）とは、導電性金属であるリードと樹脂成形体の原料である半導体発光装置用樹脂組成物とが一体的に成形されたものである。
また、「半導体発光装置」とは、上記半導体発光装置用パッケージと、半導体発光素子（以下、単に「発光素子」と記載する場合がある。）及び該半導体発光素子を被覆する封止材等を含む発光装置である。
また、本発明において「リード」は、いわゆる「リード線」、即ち、導電配線の他に、所謂「リードフレーム」といわれる、電気的な接続に用いられる板状その他の任意の形状に成形された導電体をも含むものである。
In the present invention, the “resin molded product” refers to a product obtained by molding a resin composition for a semiconductor light-emitting device, and may be referred to as “semiconductor light-emitting device package” (hereinafter simply referred to as “package”). ) Is obtained by integrally molding a lead, which is a conductive metal, and a resin composition for a semiconductor light emitting device, which is a raw material of a resin molded body.
The “semiconductor light-emitting device” refers to the package for a semiconductor light-emitting device, a semiconductor light-emitting element (hereinafter sometimes simply referred to as “light-emitting element”), a sealing material that covers the semiconductor light-emitting element, and the like. A light emitting device.
Further, in the present invention, the “lead” is formed into a so-called “lead wire”, that is, a so-called “lead frame” in addition to the conductive wiring, and is formed into any other shape such as a plate used for electrical connection. It also includes a conductor.
また、「インナーリード部」は、リードの中で樹脂成形体の内側に設置される部分をいう。インナーリード部は、樹脂成形体の凹部底面から少なくともその一部が露出しており、露出部において発光素子の電極と電気的に接続される。
「アウターリード部」は樹脂成形体の凹部が形成された面（以下「主面」ということがある）と反対の面（以下「裏面」ということがある）または樹脂成形体から外部に露出するリードの部分をいい、放熱効率の向上と外部電極との電気的接続に用いられ、このアウターリード部を所定の長さとして折り曲げて使用する等により、照明器具等にそのまま実装することも可能となる。
The “inner lead portion” refers to a portion of the lead that is installed inside the resin molded body. At least a part of the inner lead portion is exposed from the bottom surface of the concave portion of the resin molded body, and is electrically connected to the electrode of the light emitting element at the exposed portion.
The “outer lead portion” is exposed to the outside from the surface (hereinafter also referred to as “back surface”) opposite to the surface (hereinafter also referred to as “main surface”) on which the concave portion of the resin molded body is formed. The lead part is used for improving heat dissipation efficiency and electrical connection with external electrodes, and it can be mounted on lighting fixtures as it is by bending this outer lead part to a predetermined length. Become.
本発明の半導体発光装置用パッケージは、樹脂成形体部分に上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物を用いていることにより、成形性、耐熱性、耐光性、密着性、反射率等に優れる。また、発光素子を載置しやすい構造とすることができる。
なお、前記凹部の底面において、第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部の少なくとも一部は露出された構造となるが、露出部分の少ない構造であると、本発明の反射率に優れる樹脂成形体により、発光素子からの光の反射効率を高めることができる。 また、樹脂成形体から延びる第１のアウターリード部及び第２のアウターリード部は露出することによって、発光素子から発生する熱を外部に放熱することができる。
The package for a semiconductor light-emitting device of the present invention is excellent in moldability, heat resistance, light resistance, adhesion, reflectivity, and the like by using the thermosetting silicone resin composition in the resin molded body portion. In addition, a structure in which the light emitting element can be easily placed can be obtained.
Note that, at the bottom surface of the recess, at least a part of the first inner lead part and the second inner lead part is exposed, but if the structure has few exposed parts, the reflectance of the present invention is excellent. With the resin molding, the reflection efficiency of light from the light emitting element can be increased. Moreover, the heat | fever generate | occur | produced from a light emitting element can be thermally radiated outside by exposing the 1st outer lead part and 2nd outer lead part which are extended from a resin molding.
なお、樹脂成形体を形成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物に含まれる、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）白色顔料、及び（Ｃ）硬化触媒の詳細ついては、実施形態の説明にて記載する。 The details of (A) polyorganosiloxane, (B) white pigment, and (C) curing catalyst contained in the thermosetting silicone resin composition forming the resin molding are described in the description of the embodiment. .
本発明の半導体発光装置用パッケージにおいて、樹脂成形体を構成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物中の（Ａ）ポリオルガノシロキサンが、常温、常圧下で液体の熱硬化性ポリオルガノシロキサンであることが好ましい。
なお、上記「常温」とは２０℃±１５℃（５〜３５℃）の範囲の温度をいい、「常圧」とは大気圧に等しい圧力をいい、ほぼ一気圧である。また、「液体」とは流動性の有る状態をいう。
In the semiconductor light emitting device package of the present invention, the (A) polyorganosiloxane in the thermosetting silicone resin composition constituting the resin molded body is a thermosetting polyorganosiloxane that is liquid at normal temperature and normal pressure. preferable.
The “normal temperature” refers to a temperature in the range of 20 ° C. ± 15 ° C. (5-35 ° C.), and the “normal pressure” refers to a pressure equal to atmospheric pressure, which is approximately one atmospheric pressure. “Liquid” means a fluid state.
本発明の半導体発光装置用パッケージにおいて、前記熱硬化性シリコーン樹脂組成物が、さらに（Ｄ）硬化速度制御剤を含有することが好ましい。 In the package for a semiconductor light emitting device of the present invention, it is preferable that the thermosetting silicone resin composition further contains (D) a curing rate control agent.
さらに前記熱硬化性シリコーン樹脂組成物が、（Ｅ）流動性調整剤を含有することが好ましい。
なお、前記樹脂組成物が、（Ｅ）流動性調整剤を含有する場合、該樹脂組成物中の、（Ｂ）白色顔料及び（Ｅ）流動性調整剤の合計含有量は、５０重量％以上８５重量％以下であることが好ましい。
Furthermore, it is preferable that the thermosetting silicone resin composition contains (E) a fluidity modifier.
When the resin composition contains (E) fluidity modifier, the total content of (B) white pigment and (E) fluidity modifier in the resin composition is 50% by weight or more. It is preferable that it is 85 weight% or less.
また、前記樹脂成形体は、液状射出成形（ＬＩＭ）法により成形されたものであることが好ましい。液状射出成形（ＬＩＭ）法による成形は連続的な成形が可能であることから大量生産に適し、無駄な硬化物が発生せず二次加工が不要（すなわちバリが発生しにくい）であり、樹脂成形体の成形工程の自動化、成形サイクルの短縮化、成形品のコスト削減が可能になる等大きなメリットがある。ＬＩＭ成形とトランスファー成形とを比較すると、ＬＩＭ成形は、成形形状の自由度が高く、単位生産量あたりの成形機および金型価格が比較的安価であるというメリットがある。 Moreover, it is preferable that the said resin molding is shape | molded by the liquid injection molding (LIM) method. Molding by liquid injection molding (LIM) method is suitable for mass production because it can be continuously molded, does not generate useless cured products, and does not require secondary processing (ie, hardly generates burrs), and is a resin There are significant advantages such as automation of the molding process of the molded body, shortening of the molding cycle, and cost reduction of the molded product. Comparing LIM molding and transfer molding, LIM molding has the advantages of a high degree of freedom in molding shape and relatively low cost of molding machines and molds per unit production.
本発明の半導体発光装置は、上記半導体発光装置用パッケージと、半導体発光素子と、該半導体発光素子を被覆する封止材と、を少なくとも有してなり、前記半導体発光素子は、半導体発光装置用パッケージの凹部の底面にて露出された第１のインナーリード部に載置され、かつ、第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部と電気的に接続されていることを特徴とする。上記半導体発光装置用パッケージを用いることにより、耐久性（耐光性、耐熱性）が高く、かつ優れた反射率によりＬＥＤ出力を向上させることができる。さらに、所定の長さを有する第１のリードと第２のリードを折り曲げ等して用いることができるため、外部電極と電気的に接続し易く、既存の照明器具等に実装してそのまま使用することもできる。 The semiconductor light emitting device of the present invention comprises at least the package for a semiconductor light emitting device, a semiconductor light emitting element, and a sealing material that covers the semiconductor light emitting element, and the semiconductor light emitting element is for a semiconductor light emitting device. It is mounted on the first inner lead portion exposed at the bottom surface of the concave portion of the package, and is electrically connected to the first inner lead portion and the second inner lead portion. By using the package for a semiconductor light emitting device, the durability (light resistance, heat resistance) is high, and the LED output can be improved with excellent reflectance. Furthermore, since the first lead and the second lead having a predetermined length can be used by being bent, it is easy to be electrically connected to the external electrode, and is used as it is mounted on an existing lighting fixture or the like. You can also.
本発明の半導体発光装置用パッケージの製造方法は、第１のインナーリード部と第１のアウターリード部を有する第１のリードと、第２のインナーリード部と第２のアウターリード部を有する第２のリードと、樹脂成形体とを一体的に成形してなり、底面と側面とを持つ凹部を有し、かつ、前記凹部の底面が第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部を含んで構成され、前記凹部の側面が前記樹脂成形体から構成される半導体発光装置用パッケージの製造方法であって、
前記樹脂成形体の形状に対応する凹部及び前記パッケージにおける凹部の形状に対応する凸部が形成された金型における、前記凸部の上面が前記パッケージにおける凹部の底面に対応する第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部と密着するように、第１のリードと第２のリードとを上金型と、下金型とで挟み込む第１の工程と、
上金型と下金型との隙間で形成される空間部分に、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出して充填する第２の工程と、
充填された液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を加熱して硬化し、前記樹脂成形体を成形する第３の工程と、を少なくとも有することを特徴とする。
The method for manufacturing a package for a semiconductor light emitting device according to the present invention includes a first lead having a first inner lead portion and a first outer lead portion, and a second lead having a second inner lead portion and a second outer lead portion. The lead and the resin molded body are integrally formed, and has a recess having a bottom surface and a side surface, and the bottom surface of the recess has a first inner lead portion and a second inner lead portion. A method for manufacturing a package for a semiconductor light emitting device, wherein the side surface of the recess is configured by the resin molded body,
A first inner lead in which a top surface of the convex portion corresponds to a bottom surface of the concave portion in the package in a mold in which a concave portion corresponding to the shape of the resin molded body and a convex portion corresponding to the shape of the concave portion in the package are formed. A first step of sandwiching the first lead and the second lead between the upper die and the lower die so as to be in close contact with the portion and the second inner lead portion;
In the space formed by the gap between the upper mold and the lower mold, the aspect ratio of (A) polyorganosiloxane and (B) primary particles is 1.2 to 4.0 and the primary particle diameter is 0.1 μm. A second step of injecting and filling a liquid thermosetting silicone resin composition containing a white pigment of 2.0 μm or less and (C) a curing catalyst;
It has at least a third step of heating and curing the filled liquid thermosetting silicone resin composition to mold the resin molded body.
これにより、第１の工程で第１のインナーリード部と第２のインナーリード部とを上金型と下金型で挟み込むため、液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出成形する第２及び第３の工程における、リードのばたつきを抑制することができ、バリの発生がない樹脂成形体を製造することができる。
また、液状射出成形法によって樹脂成形体を形成するため、複雑な形状の凹部を有す
る樹脂成形体を製造することができ、さらには連続的な成形が可能であることから大量生産に適し、バリが発生しにくいため二次加工が不要であり、樹脂成形体の成形工程の自動化、成形サイクルの短縮化、成形品のコスト削減が可能になるという利点がある。
また、発光素子を載置する部分に相当する第１のインナーリード部を露出することができ、また、凹部の底面にリードを露出させることで、放熱性を向上させることができる。
Thereby, in order to sandwich the first inner lead portion and the second inner lead portion between the upper mold and the lower mold in the first step, the second and second liquid injection thermosetting silicone resin compositions are injection molded. In step 3, the lead fluttering can be suppressed, and a resin molded body free from burrs can be produced.
Further, since the resin molded body is formed by the liquid injection molding method, it is possible to manufacture a resin molded body having a concave portion with a complicated shape, and furthermore, since continuous molding is possible, it is suitable for mass production, Therefore, there is an advantage that secondary processing is unnecessary, and it is possible to automate the molding process of the resin molded body, shorten the molding cycle, and reduce the cost of the molded product.
Moreover, the 1st inner lead part corresponded to the part which mounts a light emitting element can be exposed, and heat dissipation can be improved by exposing a lead to the bottom face of a recessed part.
本発明の製造方法において、第２の工程が、射出成形機を用いて行われ、かつ、射出成形圧力が、１０ｋｇ／ｃｍ2以上２０００ｋｇ／ｃｍ2以下であることが好ましく、より好ましくは１００ｋｇ／ｃｍ2以上１８００ｋｇ／ｃｍ2以下、さらに好ましくは２００ｋｇ／ｃｍ2以上１６００ｋｇ／ｃｍ2以下、特に好ましくは３７０ｋｇ／ｃｍ2以上１２００ｋｇ／ｃｍ2以下である。 In the production method of the present invention, the second step is preferably performed using an injection molding machine, and the injection molding pressure is preferably 10 kg / cm 2 or more and 2000 kg / cm 2 or less, more preferably 100 kg / cm 2. cm 2 or more and 1800 kg / cm 2 or less, more preferably 200 kg / cm 2 or more and 1600 kg / cm 2 or less, and particularly preferably 370 kg / cm 2 or more and 1200 kg / cm 2 or less.
本発明の製造方法において、第２の工程が、射出成形機を用いて行われ、かつ、射出成形機のシリンダー温度（設定温度）が、０℃以上１００℃以下であることが好ましい。 In the production method of the present invention, the second step is preferably performed using an injection molding machine, and the cylinder temperature (set temperature) of the injection molding machine is preferably 0 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
本発明の製造方法において、液状射出成形時の硬化温度が１２０℃以上２３０℃以下であり、かつ、成形時間が３秒以上１０分間以下であることが好ましい。 In the production method of the present invention, it is preferable that the curing temperature at the time of liquid injection molding is 120 ° C. or higher and 230 ° C. or lower and the molding time is 3 seconds or longer and 10 minutes or shorter.
本発明の製造方法において、前記液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が、２５℃、剪断速度１００／ｓの条件で、１０Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。 In the production method of the present invention, the viscosity of the liquid thermosetting silicone resin composition is preferably 10 Pa · s or more and 10,000 Pa · s or less under the conditions of 25 ° C. and a shear rate of 100 / s.
本発明の半導体発光装置の製造方法は、第１のインナーリード部と第１のアウターリード部を有する第１のリードと、第２のインナーリード部と第２のアウターリード部を有する第２のリードと、樹脂成形体とを一体的に成形してなり、底面と側面とを持つ凹部を有し、かつ、前記凹部の底面が第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部を含んで構成され、前記凹部の側面が前記樹脂成形体から構成される半導体発光装置用パッケージと、該パッケージの凹部に設置された半導体発光素子と、該半導体発光素子を被覆する封止材と、を有する半導体発光装置の製造方法であって、
前記樹脂成形体の形状に対応する凹部及び前記パッケージにおける凹部の形状に対応する凸部が形成された金型における、前記凸部の上面が前記パッケージにおける凹部の底面に対応する第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部と密着するように、第１のリードと第２のリードとを上金型と、下金型とで挟み込む第１の工程と、
上金型と下金型とで挟み込まれた凹み部分に（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出して充填する第２の工程と、
充填された液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を加熱して硬化し、樹脂成形体を成形する第３の工程と、
上金型を取り外す第４の工程と、
半導体発光素子を該パッケージの凹部に設置するとともに、該半導体発光素子が持つ第１の電極と第１のインナーリード部とを電気的に接続し、該半導体発光素子が持つ第２の電極と第２のインナーリード部とを電気的に接続する第５の工程と、
半導体発光素子が載置された前記パッケージにおける凹部内に封止材用熱硬化性樹脂組成物を配置する第６の工程と、
前記パッケージにおける凹部内に装入された封止材用熱硬化性樹脂組成物を加熱して硬化し、封止材を成形する第７の工程と、
を有することを特徴とする。
The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention includes a first lead having a first inner lead portion and a first outer lead portion, and a second lead having a second inner lead portion and a second outer lead portion. The lead and the resin molded body are integrally molded, and have a recess having a bottom surface and a side surface, and the bottom surface of the recess includes a first inner lead portion and a second inner lead portion. And a semiconductor light emitting device package having a side surface of the recess made of the resin molded body, a semiconductor light emitting element installed in the recess of the package, and a sealing material covering the semiconductor light emitting element. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising:
A first inner lead in which a top surface of the convex portion corresponds to a bottom surface of the concave portion in the package in a mold in which a concave portion corresponding to the shape of the resin molded body and a convex portion corresponding to the shape of the concave portion in the package are formed. A first step of sandwiching the first lead and the second lead between the upper die and the lower die so as to be in close contact with the portion and the second inner lead portion;
The aspect ratio of (A) polyorganosiloxane and (B) primary particles is 1.2 to 4.0 and the primary particle diameter is 0.1 μm or more to the recesses sandwiched between the upper mold and the lower mold. A second step of injecting and filling a liquid thermosetting silicone resin composition containing a white pigment of 0 μm or less and (C) a curing catalyst;
A third step of heating and curing the filled liquid thermosetting silicone resin composition to form a resin molded body;
A fourth step of removing the upper mold;
The semiconductor light emitting element is installed in the recess of the package, and the first electrode of the semiconductor light emitting element and the first inner lead portion are electrically connected, and the second electrode of the semiconductor light emitting element and the second electrode A fifth step of electrically connecting the two inner lead portions;
A sixth step of disposing a thermosetting resin composition for a sealing material in a recess in the package on which a semiconductor light emitting element is placed;
A seventh step of heating and curing the thermosetting resin composition for a sealing material charged in the recess in the package, and molding the sealing material;
It is characterized by having.
本発明によれば、耐久性（耐光性、耐熱性）が高く、かつ優れた反射率によりＬＥＤ出力を向上させることが可能な半導体発光装置用パッケージ及び該パッケージを備えた半導体発光装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, durability (light resistance, heat resistance) is high, the package for semiconductor light-emitting devices which can improve LED output with the outstanding reflectance, and a semiconductor light-emitting device provided with the package are provided. The
以下、本発明に係る半導体発光装置用パッケージ及び半導体発光装置並びそれらの製造方法を、実施形態及び実施例を用いて説明する。 Hereinafter, a package for a semiconductor light-emitting device, a semiconductor light-emitting device, and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described using embodiments and examples.
＜１．半導体発光装置の概要＞
半導体発光装置の概要を図１を例にして説明する。図１は、半導体発光装置の一例を示す概略断面図である。図２は、その概略平面図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａの概略断面図である。
<1. Overview of Semiconductor Light Emitting Device>
An outline of the semiconductor light emitting device will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a semiconductor light emitting device. FIG. 2 is a schematic plan view thereof. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
図１の半導体発光装置１は、パッケージ１０と、パッケージ１０に載置される発光素子２０と、発光素子２０を被覆する封止材３０とを有する。パッケージ１０は、発光素子２０を載置するための第１のリード１１と、発光素子２０と電気的に接続される第２のリード１２と、半導体発光装置用樹脂成形体１３を一体的に成形してなる。
The semiconductor light emitting device 1 of FIG. 1 includes a
発光素子２０は、同一面側に正負一対の第１の電極２１と第２の電極２２とを有している。本明細書においては、同一面側に正負一対の電極を有するものについて説明するが、発光素子の上面と下面とから正負一対の電極を有するものを用いることもできる。この場合、発光素子の下面の電極はワイヤを用いずに、電気伝導性のあるダイボンド部材を用いて第１のリード１１と電気的に接続すればよい。
The
第１のリード１１は第１のインナーリード部１１ａと第１のアウターリード部１１ｂとを有している。発光素子２０は、第１のインナーリード部１１ａ上にダイボンド部材を介して載置されている。第１のインナーリード部１１ａは、発光素子２０が持つ第１の電極２１とワイヤ４０を介して電気的に接続されている。第１のリード１１は、樹脂成形体１３の側面外側に露出する第１のアウターリード部１１ｂを有しており、第１のアウターリード部１１ｂは、外部電極（図示せず）と電気的に接続される。そのため、材質としては、金属等の導電性部材を用いる。
The
第２のリード１２は第２のインナーリード部１２ａと第２のアウターリード部１２ｂとを有している。第２のインナーリード部１２ａは、発光素子２０が持つ第２の電極２２とワイヤ４０を介して電気的に接続されている。第２のリード１２は、樹脂成形体１３の側面外側に露出する第２のアウターリード部１２ｂを有しており、第２のアウターリード部１２ｂは、外部電極（図示せず）と電気的に接続されるため、材質としては、金属等の導電性部材を用いる。
第１のリード１１と第２のリード１２とは短絡しないように、裏面側において第１のリード１１と第２のリード１２との近接する部分の表面には、絶縁体５０が設けられている。
また、第１のインナーリード部１１ａと第２のインナーリード部１２ａの裏面は露出せずパッケージの一部である樹脂成形体に覆われ一体的に成形されていてもよい。
The
An
Further, the back surfaces of the first
樹脂成形体１３は、第１のリード１１と第２のリード１２と一体的に成形され、パッケージ１０を構成する。図２のＡ−Ａ線断面において、樹脂成形体１３は、上部開口面において底面１４ａと比較して同等径又は広口に開口した連通口を有する。
樹脂成形体１３は、液状射出成形（ＬＩＭ）法により成形することができる。樹脂成形体１３用の樹脂組成物としては、後述する熱硬化性シリコーン樹脂組成物が用いられる。
The resin molded
The
パッケージ１０には、底面１４ａと側面１４ｂとを含む凹部１４が形成されている。
図１、２に示すように底面１４ａは、第１のインナーリード部１１ａ、及び第２のインナーリード部１２ａのそれぞれ一部、及び、樹脂成形体１３の連結部１３ａからなり、また、側面１４ｂは、樹脂成形体１３に形成された開口した連通穴の壁面からなる。
なお、第１のリード１１の第１のインナーリード部１１ａは、凹部１４の底面１４ａから露出している。この露出部分にダイボンド部材を介して発光素子２０を載置している。
なお、凹部１４の開口部は、底面１４ａよりも広口になっており、樹脂成形体１３で形成される側面１４ｂには傾斜が設けられていることが好ましい。
The
As shown in FIGS. 1 and 2, the
Note that the first
In addition, it is preferable that the opening part of the recessed
封止材３０は、発光素子２０を被覆するように凹部１４内に装入される。封止材３０は、熱硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を主成分とする組成物（以下、「封止材用熱硬化性樹脂組成物」と総称する。）を用いており、発光素子２０の光を直接利用する場合には透明封止するが、発光素子２０の光を任意の波長に変換する場合には、通常、蛍光体を含有している。なお、蛍光体は、通常、封止材３０よりも比重の大きいものが使用されるため、凹部１４の底面１４ａ側に沈降している。蛍光体が発光素子の熱や光により劣化しやすい場合など、蛍光体を沈降させたくない時には、封止材３０にヒュームドシリカなどのチキソ性付与剤を添加して蛍光体の沈降を抑制し、凹部１４内に均一に分散させることもできる。
The sealing
樹脂成形体１３を構成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物と封止材３０を構成する封止材用熱硬化性樹脂組成物とはそれぞれ熱硬化性樹脂を用いている点で共通しており、膨張係数などの物理的性質が近似していることから密着性が極めてよい。また、上記構成にすることにより、耐熱性、耐光性等に優れた半導体発光装置を提供することができる。
The thermosetting silicone resin composition constituting the resin molded
以下、各構成部材について詳細に説明する。
＜２．半導体発光装置用パッケージ＞
＜２．１．パッケージ概要＞
上述のように半導体発光装置用パッケージ１０は、発光素子２０を載置するための第１のリード１１と、発光素子２０と電気的に接続される第２のリード１２と、半導体発光装置用樹脂成形体１３とが一体的に構成されている。
Hereinafter, each component will be described in detail.
<2. Package for Semiconductor Light Emitting Device>
<2.1. Package Overview>
As described above, the semiconductor light emitting
パッケージ１０は、底面１４ａと側面１４ｂとを持つ凹部１４を有している。
第１のリード１１の第１のインナーリード部１１ａは、凹部１４の底面１４ａの一部を形成している。第２のリード１２の第２のインナーリード部１２ａは、凹部１４の底面１４ａの一部を形成しており、第１のインナーリード部１１ａと（樹脂成形体の）連結部１３ａを介して所定の間隔離れている。これらのインナーリード部１１ａ、１２ａの主面側及びアウターリード部１１ｂ，１２ｂはそれぞれ樹脂成形体から露出しており、この部位からの電気的接続が可能となっている。パッケージ１０を他の配線基板上に表面実装する場合には、パッケージ１０の裏面に当たる部分に各リード１１，１２を露出させることにより側面のみならず裏面側からも電気接続することができる。また、高放熱とするためにインナーリード部１１ａ，１２ａの裏面に当たる部分を露出させることもできる。インナーリード部１１ａ，１２ａの裏面露出部はアウターリード部１１ｂ，１２ｂと同様に電気的接続が可能となる。なお、発光素子２０は、凹部１４の底面１４ａに露出する第１のインナーリード部１１ａに載置される。
The
The first
凹部１４は、開口方向に広口となるように傾斜を設けられている。これにより開口方向への光の取り出し効率を向上することができる。ただし、傾斜を設けず、円筒形状の凹部とすることもできる。また、傾斜面は平滑な方が好ましいが凹凸を設けることもできる。凹凸を設けることにより樹脂成形体１３と封止材３０との界面の密着性を向上することができる。凹部１４の傾斜角度は、底面から９５°以上１５０°以下が好ましいが、１００°以上１２０°以下が特に好ましい。
The
なお、パッケージ１０の主面側の形状は矩形であるが、楕円、円形、五角形、六角形等とすることもできる。凹部１４の主面側の形状は、円〜楕円であるが、矩形、五角形、六角形等とすることも可能である。必要に応じて、カソードマークを付けてもよい。
The shape of the main surface side of the
＜２．２．（半導体発光装置用）樹脂成形体＞
樹脂成形体１３の材質である熱硬化性シリコーン樹脂組成物は、（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２〜４．０、一次粒子径が０．１〜２．０μｍの白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有してなり、その他必要に応じて、（Ｄ）硬化速度制御剤、（Ｅ）流動性調整剤を含有してなる。
熱硬化性シリコーン樹脂組成物については別途説明する。
<2.2. Resin molded body (for semiconductor light emitting device)>
The thermosetting silicone resin composition that is the material of the resin molded
The thermosetting silicone resin composition will be described separately.
また、本発明に用いる樹脂成形体は、熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上３．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが好ましく、０．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることがより好ましい。熱伝導率は、例えばアイフェイズ・モバイル（アイフェイズ社製）を用いて測定することができる。
なお、この評価のため樹脂組成物から成形体を作製する場合の硬化条件は１８０℃×４分間とする。
The resin molded body used in the present invention preferably has a thermal conductivity of 0.4 W / (m · K) or more and 3.0 W / (m · K) or less, 0.6 W / (m · K). More preferably, it is 2.0 W / (m · K) or less. The thermal conductivity can be measured using, for example, Eye Phase Mobile (manufactured by Eye Phase).
For this evaluation, the curing condition for producing a molded body from the resin composition is 180 ° C. × 4 minutes.
半導体発光装置においては、半導体発光素子から発せられる光により発熱が生じ、特に該素子の出力が大きい場合は発熱量がより大きくなる。この発熱により樹脂成形体近傍の蛍光体層の劣化が生じ、該装置の耐久性を低下させてしまうことがある。また、蛍光体や半導体発光素子は高温になるほど発光効率が低下するため、発光装置内に発生した熱は、速やかに系外に放熱することが好ましい。
かかる問題に対し、本発明者らは、樹脂成形体の熱伝導率を上記範囲とすることにより、樹脂成形体およびそれを用いて構成した半導体発光装置の放熱性が向上し、該装置の耐久性や発光効率が向上することを見出した。
上記熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）より小さいと、該装置において半導体発光素子から発せられる光による発熱により該装置に含まれる蛍光体層が熱劣化しやすくなる。
また、上記熱伝導率が３．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超えるようにするためには、熱伝導率を優先させるため反射率の低い白色顔料を多量に使用せざるを得なかったり、フィラーの配合量が多くなって組成物の粘度が液状射出成形ができないほどの高粘度になったりすることがある。
上記熱伝導率は、後述の熱硬化性シリコーン樹脂組成物に含有させる（Ｂ）白色顔料としてアルミナや窒化硼素を用いることにより上記範囲に制御することができる。
In a semiconductor light emitting device, heat is generated by light emitted from a semiconductor light emitting element, and the amount of generated heat is larger particularly when the output of the element is large. This heat generation may cause deterioration of the phosphor layer in the vicinity of the resin molded body, thereby reducing the durability of the apparatus. Further, since the luminous efficiency of the phosphor and the semiconductor light emitting element decreases as the temperature rises, it is preferable that the heat generated in the light emitting device is quickly dissipated out of the system.
In response to this problem, the present inventors have improved the heat dissipation of the resin molded body and the semiconductor light-emitting device configured using the resin molded body by setting the thermal conductivity of the resin molded body in the above range. It has been found that the property and luminous efficiency are improved.
When the thermal conductivity is less than 0.4 W / (m · K), the phosphor layer included in the device is likely to be thermally deteriorated due to heat generated by light emitted from the semiconductor light emitting element in the device.
Further, in order to make the thermal conductivity exceed 3.0 W / (m · K), it is necessary to use a large amount of a white pigment having a low reflectance in order to prioritize the thermal conductivity. The blending amount of the composition may increase so that the viscosity of the composition becomes so high that liquid injection molding cannot be performed.
The thermal conductivity can be controlled within the above range by using alumina or boron nitride as the white pigment (B) contained in the thermosetting silicone resin composition described later.
また、本発明に用いる樹脂成形体は、紫外〜可視光の反射率が高いことが好ましい。具体的には、本発明に用いる半導体発光素子が青色発光する素子である場合に多く含まれる波長成分である波長４６０ｎｍの光の反射率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。また、同様に半導体発光素子が紫色発光する素子である場合には波長４００ｎｍの光の反射率が６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。さらに、紫外発光する素子である場合には、波長３６０ｎｍの光の反射率が６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。
発光素子の発光波長に対する反射率が高いほど高効率かつ高輝度の半導体発光装置とすることができる。素子の発光を直接利用する半導体発光装置場合のみならず、蛍光体を用いて発光素子の発光色をさらに長波長側に変換して用いる場合でも、発光素子の光が減衰せず蛍光体に入射するため発光効率が高く高輝度の半導体発光装置とすることができる。
発光素子の発光色の一部又は全部を蛍光体により波長変換し、必要に応じて半導体発光素子の発光波長と混色して白色光とする場合、樹脂成形体の反射率は用いる半導体発光素子の発光波長以上の可視光全域、通常４６０ｎｍ以上７５０ｎｍ、好ましくは４００ｎｍ以上７８０ｎｍ、さらに好ましくは３５０ｎｍ以上８００ｎｍのより広い領域において８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。
ここで、本発明における樹脂成形体の反射率は、厚さ０．４ｍｍの試験片の反射率をいう。試験片の調製は、例えば、１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力下、１８０℃で４分間、硬化させることにより行うことができる
樹脂成形体の反射率は、原料樹脂の種類（例えば、樹脂の屈折率や官能基組成を変えることにより反射率を制御することができる。）やフィラーの種類、フィラーの粒径や含有量などにより制御することができる。
Moreover, it is preferable that the resin molding used for this invention has a high reflectance of ultraviolet-visible light. Specifically, when the semiconductor light emitting element used in the present invention is an element that emits blue light, the reflectance of light having a wavelength of 460 nm, which is a wavelength component that is often included, is preferably 80% or more, and is 90% or more. It is more preferable. Similarly, when the semiconductor light emitting element is an element that emits purple light, the reflectance of light having a wavelength of 400 nm is preferably 60% or more, more preferably 80% or more, and 90% or more. Is more preferable. Furthermore, in the case of an element that emits ultraviolet light, the reflectance of light having a wavelength of 360 nm is preferably 60% or more, more preferably 80% or more, and still more preferably 90% or more.
The higher the reflectance with respect to the emission wavelength of the light emitting element, the higher the efficiency and the brightness of the semiconductor light emitting device. Not only in the case of a semiconductor light-emitting device that directly uses the light emission of the element, but also when the emission color of the light-emitting element is converted to a longer wavelength side using a phosphor, the light of the light-emitting element is incident on the phosphor without being attenuated Therefore, a semiconductor light emitting device with high luminous efficiency and high luminance can be obtained.
When part or all of the emission color of the light emitting element is converted into a wavelength by a phosphor and mixed with the emission wavelength of the semiconductor light emitting element as necessary to obtain white light, the reflectance of the resin molding is determined by the semiconductor light emitting element used. It is preferably 80% or more and more preferably 90% or more in a wider region of visible light longer than the emission wavelength, usually 460 nm to 750 nm, preferably 400 nm to 780 nm, more preferably 350 nm to 800 nm.
Here, the reflectance of the resin molding in the present invention refers to the reflectance of a test piece having a thickness of 0.4 mm. The test piece can be prepared, for example, by curing at 180 ° C. for 4 minutes under a pressure of 10 kg / cm 2. The reflectance of the resin molding is determined by the type of the raw material resin (for example, the refractive index of the resin, The reflectance can be controlled by changing the functional group composition.), The type of filler, the particle size and content of the filler, and the like.
また、本発明に用いる樹脂成形体は、ショアＤ硬度が２５以上８５以下であることが好ましく、３０以上８０以下であることがより好ましく、３５以上７５以下であることが特に好ましい。ショアＤ硬度は例えばゴム・プラスチック硬度計ＫＯＲＩ Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ ＫＲ−２５Ｄを用いて、ＪＩＳ Ｋ６２５３に従い測定することができる。
樹脂成形体が小さく通常の硬度計にて直接ショアＤ硬度を測定できない場合には、例えばヒルデブランド社製マイクロ全自動ＩＲＨＤマイクロゴム硬さ測定システムのような微小部品用の硬度計を使用し測定した値を用いてもよい。
ショアＤ硬度がこの範囲より小さいと得られる成形体が応力により変形しやすく、発光装置として使用した場合にワイヤ断線が起きたり、機械搬送時に変形破損したりする恐れがある。また、ショアＤ硬度がこの範囲より大きいと得られる成形体が硬く応力緩和しにくいため、熱衝撃や物理衝撃によってリードが樹脂成形体から剥離しやすくなる。リードと樹脂成形体に隙間ができると隙間より環境中の水分や硫黄酸化物などが封止部に侵入し、発光装置として使用時に見た目に破損が無くてもリード上の銀メッキ着色や半導体発光素子や蛍光体の水分劣化が起きて発光装置の輝度の早期低下につながることがある。従来の半導体パッケージ用樹脂成形体は、線膨張係数を小さくするために硬質の樹脂を使用し無機充填剤を多く含有させてできるだけ高硬度としていたが、半導体発光装置においては意外にも適度な弾性を有する方が熱衝撃や物理衝撃に強くリードの剥離が起きにくいパッケージとすることができる。
The resin molded body used in the present invention preferably has a Shore D hardness of 25 or more and 85 or less, more preferably 30 or more and 80 or less, and particularly preferably 35 or more and 75 or less. The Shore D hardness can be measured according to JIS K6253 using, for example, a rubber / plastic hardness meter KORI Durometer KR-25D.
If the resin molding is small and the Shore D hardness cannot be measured directly with a normal hardness tester, use a micrometer hardness tester such as the Hildebrand micro full automatic IRHD micro rubber hardness measurement system. The value may be used.
If the Shore D hardness is less than this range, the resulting molded product is likely to be deformed by stress, and when used as a light-emitting device, there is a risk of wire breakage or deformation and breakage during machine transport. Further, if the Shore D hardness is larger than this range, the resulting molded body is hard and difficult to relieve stress, so that the lead is easily peeled off from the resin molded body due to thermal shock or physical shock. If there is a gap between the lead and the resin molded body, moisture and sulfur oxides in the environment will enter the sealed part from the gap, and even if there is no visual damage when used as a light-emitting device, silver plating coloring on the lead and semiconductor light emission Moisture deterioration of the element or phosphor may occur, leading to an early decrease in luminance of the light emitting device. Conventional resin molded products for semiconductor packages use a hard resin to reduce the linear expansion coefficient and contain a large amount of inorganic filler to make it as hard as possible. It is possible to obtain a package that is more resistant to thermal shock and physical impact and is less likely to cause lead peeling.
＜２．３．リード＞
本発明の半導体発光装置は、通常、上述のように第１のリード及び第２のリードを有している。
図１及び図２の実施形態において、第１のリード１１は、第１のインナーリード部１１ａと第１のアウターリード部１１ｂとを有する。第１のインナーリード部１１ａは、凹部１４の底面１４ａから露出しており、その露出した部分に発光素子２０を載置する。この露出した第１のインナーリード部１１ａは、発光素子２０を載置する面積を有していればよい。第１のリードは熱伝導性、電気伝導性などの観点からより面積が広い方が好ましい。第１のインナーリード部１１ａは、発光素子２０の第１の電極２１とワイヤ４０を介して電気的に接続されている。
上述のように第１のアウターリード部１１ｂは、樹脂成形体１３から露出している部分である。第１のアウターリード部１１ｂは、外部電極と電気的に接続されるとともに熱伝達する作用も有する。
なお、本発明の樹脂成形体の反射率が第１のリードより高く、発光素子の下面がサファイヤ基板等の絶縁体で第１のリードと直接接する必要が無い場合には、反射効率を優先するため第１のリードの上に樹脂成形体が被覆されその上に発光素子が戴置されていてもよい。この場合第１のインナーリード部は発光素子から離れた位置に発光素子２０の第１の電極２１とワイヤ４０を接続するための露出部を有する。
<2.3. Lead>
The semiconductor light emitting device of the present invention usually has a first lead and a second lead as described above.
In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the
As described above, the first
In the case where the reflectance of the resin molded body of the present invention is higher than that of the first lead and the lower surface of the light emitting element does not need to be in direct contact with the first lead by an insulator such as a sapphire substrate, priority is given to the reflection efficiency. Therefore, the resin molding may be coated on the first lead and the light emitting element may be placed thereon. In this case, the first inner lead portion has an exposed portion for connecting the
第２のリード１２は、第２のインナーリード部１２ａと第２のアウターリード部１２ｂとを有する。第２のインナーリード部１２ａは、凹部１４の底面１４ａから露出している。この露出した第２のインナーリード部１２ａは、発光素子２０の第２の電極２２と電気的に接続する面積を有していればよい。第２のリードは、熱伝導性、電気伝導性の観点からより面積が広い方が好ましい。裏面側の第１のアウターリード部１１ｂと第２のアウターリード部１２ｂとは樹脂成形体１３から露出しており、必要に応じ折り曲げ等の加工を行ってよいが、実装時に他の配線基板に接する部分は実質的に同一平面上にある。これにより半導体発光装置の実装安定性を向上することができる。また他の配線基板上に半田リフロー実装する際に第１のリードと第２のリードの裏面間が半田により短絡することを防止するため、電気絶縁性の絶縁体５０を薄くコーティングすることもできる。絶縁体５０は樹脂などである。
The
第１のリード１１及び第２のリード１２は、鉄、リン青銅、銅合金等の電気良導体を用いて構成することができる。また、発光素子２０からの光の反射率を向上させるため、第１ のリード１１及び第２ のリード１２の表面に銀、アルミニウム、銅や金等の金属メッキを施すこともできる。また、第１のリード１１及び第２のリード１２の表面は、その反射率を向上させるため、平滑にすることが好ましい。また、放熱性を向上させるため第１のリード１１及び第２のリード１２の面積は大きくすることができる。これにより発光素子２０の温度上昇を効果的に抑えることができ、発光素子２０に比較的多くの電気を流すことができる。また、第１のリード１１及び第２のリード１２を肉厚にすることにより放熱性を向上することができる。肉厚化することで第１のリード１１及び第２のリード１２を折り曲げるなどの成形工程が困難となった場合は所定の大きさに切断した部材として組み立ててもよい。また、第１のリード１１及び第２のリード１２を肉厚にすると、第１のリード１１及び第２のリード１２のたわみが少なくなり、発光素子２０の実装をし易くすることができる。逆に、第１のリード１１及び第２のリード１２を薄い平板状とすると、折り曲げやすくなり、所定の形状への成形が容易となる。
The
なお、第１のリードの裏面側の露出部分と第２のリードの裏面側の露出部分は、実質的に同一平面上にあることが好ましい。これにより、半導体発光装置の実装時の安定性を向上することができる。また、露出部分が同一平面上にあることから、平板上の外部電極に半田を用いて半導体発光装置を載置して実装すればよく、半導体発光装置の実装性を向上させることができる。さらに、金型による成形がより容易となる。 It is preferable that the exposed portion on the back surface side of the first lead and the exposed portion on the back surface side of the second lead are substantially on the same plane. Thereby, the stability at the time of mounting of a semiconductor light-emitting device can be improved. In addition, since the exposed portion is on the same plane, the semiconductor light emitting device may be mounted and mounted on the external electrode on the flat plate using solder, and the mountability of the semiconductor light emitting device can be improved. Furthermore, molding with a mold becomes easier.
第１のリード１１及び第２のリード１２は、正負の電極となるので、それぞれ少なくとも１つずつあればよいが、複数設けることもできる。また、第１のリードフレーム１１に複数の発光素子２０を載置する場合は、複数の第２のリードフレーム１２を設ける場合もある。
Since the
＜２．４．半導体発光素子＞
発光素子２０は、近紫外領域の波長を有する光を発する近紫外半導体発光素子、紫領域の波長の光を発する紫半導体発光素子、青領域の波長の光を発する青色半導体発光素子などを用いることが可能であり、通常、これらの発光素子は３５０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の波長を有する光を発する。
<2.4. Semiconductor light emitting device>
As the
発光素子として具体的には、基板上にＧａＡｌＮ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させたものが用いられる。
半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することができる。発光層は、量子効果が生ずる薄膜とした単一量子井戸構造や多重量子井戸構造としてもよい。
Specifically, a light-emitting element in which a semiconductor such as GaAlN, ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlN, InN, AlInGaP, InGaN, GaN, or AlInGaN is formed as a light-emitting layer on a substrate is used.
Examples of the semiconductor structure include a homo structure having a MIS junction, a PIN junction, and a PN junction, a hetero structure, and a double hetero structure. Various emission wavelengths can be selected from ultraviolet light to infrared light depending on the material of the semiconductor layer and the degree of mixed crystal. The light emitting layer may have a single quantum well structure or a multiple quantum well structure which is a thin film in which a quantum effect is generated.
屋外などでの使用を考える場合、高輝度な発光素子を形成可能な半導体材料として窒
化ガリウム系化合物半導体を用いることが好ましく、また、赤色ではガリウム・アルミニ
ウム・砒素系の半導体やアルミニウム・インジウム・ガリウム・燐系の半導体を用いる
ことが好ましいが、用途によって種々利用することもできる。
When considering use outdoors, it is preferable to use a gallium nitride compound semiconductor as a semiconductor material capable of forming a high-luminance light-emitting element. In red, gallium / aluminum / arsenic semiconductors and aluminum / indium / gallium are used. -It is preferable to use a phosphorus-based semiconductor, but it can be used in various ways depending on the application.
窒化ガリウム系化合物半導体を使用した場合、半導体基板にはサファイヤ、スピネル、
ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯやＧａＮ単結晶等の材料が用いられる。結晶性のよい窒化ガリウムを量産性よく形成させるためにはサファイヤ基板を用いることが好ましい。
窒化ガリウム系化合物半導体は、不純物をドープしない状態でＮ型導電性を示す。なお、発光効率を向上させる等所望のＮ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。
When using a gallium nitride compound semiconductor, sapphire, spinel,
Materials such as SiC, Si, ZnO, and GaN single crystal are used. In order to form gallium nitride with good crystallinity with high productivity, it is preferable to use a sapphire substrate.
Gallium nitride-based compound semiconductors exhibit N-type conductivity without being doped with impurities. When forming a desired N-type gallium nitride semiconductor such as improving luminous efficiency, Si, Ge, Se, Te, C, etc. are preferably introduced as appropriate as N-type dopants.
一方、Ｐ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｐ型ドーパンドであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化ガリウム系半導体は、Ｐ型ドーパントをドープしただけではＰ型化しにくいためＰ型ドーパント導入後に、炉による加熱、低電子線照射やプラズマ照射等によりアニールすることでＰ型化させる必要がある。こうして形成された半導体ウエハーを部分的にエッチングなどさせ正負の各電極を形成させる。その後半導体ウエハーを所望の大きさに切断することによって発光素子を形成させることができる。 On the other hand, when a P-type gallium nitride semiconductor is formed, a P-type dopant such as Zn, Mg, Be, Ca, Sr, or Ba is doped. Since a gallium nitride based semiconductor is difficult to be converted into a P-type simply by doping with a P-type dopant, it is necessary to make it P-type by annealing it by heating in a furnace, low electron beam irradiation, plasma irradiation or the like after introducing the P-type dopant. The semiconductor wafer thus formed is partially etched to form positive and negative electrodes. After that, the light emitting element can be formed by cutting the semiconductor wafer into a desired size.
こうした発光素子２０は、適宜複数個用いることができ、その組み合わせによって白色表示における混色性を向上させることもできる。例えば、緑色系が発光可能な発光素子２０を２ 個、青色系及び赤色色系が発光可能な発光素子２０をそれぞれ１個ずつとすることができる。なお、表示装置用のフルカラー発光装置として利用するためには赤色系の発光波長が６１０ｎｍから７００ｎｍ、緑色系の発光波長が４９５ｎｍから５６５ｎｍ、青色系の発光波長が４３０ｎｍから４９０ｎｍであることが好ましい。本発明の半導体発光装置において白色系の混色光を発光させる場合は、蛍光体からの発光波長との補色関係や透光性樹脂の劣化等を考慮して発光素子の発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。発光素子と蛍光体との励起、発光効率をそれぞれより向上させるためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好ましい。なお、比較的紫外線により劣化されにくい部材との組み合わせにより４００ｎｍより短い紫外線領域或いは可視光の短波長領域を主発光波長とする発光素子を用いることもできる。
なお、発光効率を向上させるために、発光層直下に蒸着等により金属反射膜を設けサファイヤ等の基板を剥離除去し、新たな支持基板となるＧｅやＳｉなどのウエハーに貼り替えた裏面メタル反射層付き発光素子を用いることもできる。
A plurality of such
In order to improve the luminous efficiency, a metal reflective film is provided directly under the light emitting layer by vapor deposition, etc., and the substrate such as sapphire is peeled and removed, and the backside metal reflection is replaced with a new support substrate such as Ge or Si. A light-emitting element with a layer can also be used.
＜２．５．封止材＞
封止材３０は、発光素子２０が載置されたパッケージ１０における凹部１４内に装入され、これにより発光素子２０を被覆する。
封止材３０は、外部環境からの外力や埃、水分などから発光素子２０を保護すると共に発光素子２０から出射される光を効率よく外部に放出することを可能とする。
前記のように、発光素子２０の屈折率と空気の屈折率とは大きく異なるため、発光素子２０から出射された光は効率よく外部に出力されてこないのに対し、封止材３０で発光素子２０を被覆することにより、発光素子２０から出射された光を効率よく外部に出力することができる。また、発光素子２０から出射された光の一部は凹部１４の底面１４ａ及び側面１４ｂに照射され、反射して、発光素子２０が載置されている主面側に出射される。これにより主面側の発光出力の向上を図ることができる。さらに、樹脂成形体１３で凹部１４の底面１４ａを覆うよりも、第１のリード１１は金属であるため発光素子２０からの光の反射効率を高めることができる。
<2.5. Sealing material>
The sealing
The sealing
As described above, since the refractive index of the
封止材３０を構成する封止材用樹脂組成物として熱硬化性樹脂組成物を使用することが好ましい。これによって、半導体発光装置用パッケージにおける樹脂成形体を構成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物と封止材を構成する封止材用熱硬化性樹脂組成物とはそれぞれ熱硬化性樹脂である点で共通するため、化学的性質や膨張係数などの物理的性質が近似していることから密着性がよく、樹脂成形体と封止材との界面での剥離を防止することができる。
これは熱硬化性シリコーン樹脂組成物から得られる成形体は、表面に多数の反応性官能基を有しているため、熱硬化性樹脂ベースの封止材用樹脂組成物と強固な接着界面を形成することができるからである。
更に、封止材用樹脂組成物として、熱硬化性シリコーン樹脂組成物と同種の熱硬化性樹脂を用いることにより界面張力の低減による接着力の改善だけでなく、界面で硬化反応が進行し極めて強固な密着性を得ることが可能となる。
It is preferable to use a thermosetting resin composition as the resin composition for a sealing material constituting the sealing
This is because the molded product obtained from the thermosetting silicone resin composition has a large number of reactive functional groups on the surface, and therefore has a strong adhesive interface with the thermosetting resin-based resin composition for sealing materials. It is because it can form.
Furthermore, by using the same type of thermosetting resin as the thermosetting silicone resin composition as the resin composition for the sealing material, not only the adhesive force is improved by reducing the interfacial tension but also the curing reaction proceeds at the interface. It becomes possible to obtain strong adhesion.
封止材の主成分の熱硬化性樹脂としては、透明性、耐光性、耐熱性に優れ、長期間使用してもクラックや剥離を生じることなく半導体発光装置を封止することができる樹脂が用いられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂等が例示され、その一種又は二種以上が使用できる。この中でもエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂が透明性、電気絶縁性に優れ、化学的に安定な点で好ましく、特にシリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂は耐光性、耐熱性に優れ前記樹脂成形体と同種類の樹脂であることから密着性等に優れ好適に使用される。
封止材３０は、発光素子２０を保護するため硬質のものが好ましい。封止材３０は、所定の機能を持たせるため、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光体、反射性物質からなる群から選択される少なくとも１種を混合することもできる。ここで用いることができる拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好ましい。また、所望外の波長の光をカットする目的で有機や無機の染料や顔料を含有させることができる。さらに、封止材３０に、発光素子２０からの光の波長を変換する蛍光体の一種又は二種以上を含有させることも好ましい。
The thermosetting resin as the main component of the sealing material is a resin that is excellent in transparency, light resistance, and heat resistance, and can seal a semiconductor light emitting device without cracking or peeling even after long-term use. Used.
Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a modified epoxy resin, a silicone resin, a modified silicone resin, an acrylate resin, and a urethane resin, and one or more of them can be used. Among these, epoxy resins, modified epoxy resins, silicone resins, and modified silicone resins are preferable in terms of transparency and electrical insulation and chemically stable. Particularly, silicone resins and modified silicone resins are excellent in light resistance and heat resistance. Since it is the same kind of resin as the resin molding, it is excellent in adhesion and is preferably used.
The sealing
また、封止材３０は上記の助剤以外に紫外線吸収剤、及び酸化防止剤を含んでいてもよい。
発光素子が載置されたパッケージの凹部内に封止材を装入することで発光素子を被覆することができる。また、発光素子の屈折率と空気の屈折率とは大きく異なるため、発光素子が発した光は効率的に空気中に出射されないのに対し、発光素子と空気の中間の屈折率を有する封止材で発光素子を被覆することにより、発光素子からの光を効率よく外部に取り出すことができる。また、発光素子からの光の一部は凹部の底面及び側面で反射して、発光素子が載置されている主面側に出射される。これにより主面側の発光出力を向上することができる。
Moreover, the sealing
The light emitting element can be covered by inserting a sealing material into the recess of the package on which the light emitting element is placed. In addition, since the refractive index of the light emitting element and the refractive index of air are greatly different, the light emitted from the light emitting element is not efficiently emitted into the air, whereas the sealing having a refractive index intermediate between the light emitting element and air. By covering the light emitting element with the material, light from the light emitting element can be efficiently extracted to the outside. In addition, part of the light from the light emitting element is reflected by the bottom and side surfaces of the recess and is emitted to the main surface side on which the light emitting element is placed. Thereby, the light emission output on the main surface side can be improved.
＜２．６．蛍光体＞
以下に説明する蛍光体と、封止材との組成物を、半導体発光デバイスのカップ内に注入して成型したり、適当な透明支持体に薄膜上に塗布したりすることにより、波長変換部材として用いることができる。
蛍光体としては、上述の半導体発光素子の発する光に直接的または間接的に励起され、異なる波長の光を発する物質であれば特に制限はなく、無機系蛍光体であっても有機系蛍光体であっても用いることができる。例えば、以下に例示するような青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、橙色ないし赤色蛍光体の１種または２種以上を用いることができる。所望の発光色を得られるよう、用いる蛍光体の種類や含有量を適宜調整することが好ましい。
<2.6. Phosphor>
A wavelength conversion member can be obtained by injecting and molding a composition of a phosphor and a sealing material described below into a cup of a semiconductor light-emitting device, or coating the thin film on a suitable transparent support. Can be used as
The phosphor is not particularly limited as long as it is a substance that is directly or indirectly excited by the light emitted from the semiconductor light-emitting element and emits light of a different wavelength. Even if it is an inorganic phosphor, an organic phosphor Can be used. For example, one or more of blue phosphor, green phosphor, yellow phosphor, orange to red phosphor as exemplified below can be used. It is preferable to appropriately adjust the type and content of the phosphor used so that a desired emission color can be obtained.
＜青色蛍光体＞
青色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常４２０ｎｍ以上、中でも４３０ｎｍ以上、更には４４０ｎｍ以上、また、通常４９０ｎｍ以下、中でも４８０ｎｍ以下、更には４７０ｎｍ以下の範囲にあるものが好ましい。
具体的には、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕが好ましく、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕがより好ましい。
<Blue phosphor>
As the blue phosphor, those having an emission peak wavelength of usually 420 nm or more, particularly 430 nm or more, more preferably 440 nm or more, and usually 490 nm or less, especially 480 nm or less, and further 470 nm or less are preferable.
Specifically, (Ca, Sr, Ba) MgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, (Ba, Ca, Mg, Sr) 2 SiO 4 : Eu, (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, (Ba, Ca, Sr) 3 MgSi 2 O 8 : Eu are preferred, Ba, Sr) MgAl 10 O 17 : Eu, (Ca, Sr, Ba) 10 (PO 4 ) 6 (Cl, F) 2 : Eu, Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu are more preferable.
＜緑色蛍光体＞
緑色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常５００ｎｍ以上、中でも５１０ｎｍ以上、更には５１５ｎｍ以上、また、通常５５０ｎｍ以下、中でも５４２ｎｍ以下、更には５３５ｎｍ以下の範囲にあるものが好ましい。
具体的には、Ｙ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ、Ｃａ3（Ｓｃ，Ｍｇ）2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、β型サイアロン、（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12：Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎが好ましい。
<Green phosphor>
The green phosphor preferably has an emission peak wavelength in the range of usually 500 nm or more, particularly 510 nm or more, more preferably 515 nm or more, and usually 550 nm or less, especially 542 nm or less, and even 535 nm or less.
Specifically, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, CaSc 2 O 4 : Ce, Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu Β-type sialon, (Ba, Sr) 3 Si 6 O 12 : N 2 : Eu, SrGa 2 S 4 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu, Mn are preferable.
＜黄色蛍光体＞
黄色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常５３０ｎｍ以上、中でも５４０ｎｍ以上、更には５５０ｎｍ以上、また、通常６２０ｎｍ以下、中でも６００ｎｍ以下、更には５８０ｎｍ以下の範囲にあるものが好適である。
黄色蛍光体としては、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ2Ｎ2Ｏ2：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ）3（Ｓｉ，Ｇｅ）6Ｎ11：Ｃｅが好ましい。
<Yellow phosphor>
As the yellow phosphor, those having an emission peak wavelength of usually 530 nm or more, particularly 540 nm or more, more preferably 550 nm or more, and usually 620 nm or less, especially 600 nm or less, further 580 nm or less are suitable.
The yellow phosphor, Y 3 Al 5 O 12: Ce, (Y, Gd) 3 Al 5 O 12: Ce, (Sr, Ca, Ba, Mg) 2 SiO 4: Eu, (Ca, Sr) Si 2 N 2 O 2 : Eu, (La, Y, Gd, Lu) 3 (Si, Ge) 6 N 11 : Ce are preferable.
＜橙色ないし赤色蛍光体＞
橙色ないし赤色蛍光体としては、発光ピーク波長が、通常５７０ｎｍ以上、中でも５８０ｎｍ以上、更には５８５ｎｍ以上、また、通常７８０ｎｍ以下、中でも７００ｎｍ以下、更には６８０ｎｍ以下の範囲にあるものが好ましい。
具体的には、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ（Ｎ，Ｏ）2：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｅｕ（ジベンゾイルメタン）3・１，１０−フェナントロリン錯体等のβ−ジケトン系Ｅｕ錯体、カルボン酸系Ｅｕ錯体、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎが好ましく、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎがより好ましい。
また、橙色蛍光体としては、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｃｅが好ましい。
<Orange to red phosphor>
As the orange to red phosphor, those having an emission peak wavelength in the range of usually 570 nm or more, particularly 580 nm or more, more preferably 585 nm or more, and usually 780 nm or less, particularly 700 nm or less, further 680 nm or less are preferable.
Specifically, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, (Ca, Sr, Ba) Si (N, O) 2 : Eu, (Ca, Sr, Ba) AlSi ( N, O) 3 : Eu, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu, (Ca, Sr) S: Eu, (La, Y) 2 O 2 S: Eu, Eu (dibenzoylmethane) 3 . Β-diketone Eu complex such as 10-phenanthroline complex, carboxylic acid Eu complex, K 2 SiF 6 : Mn is preferred, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, (Sr, Ca) AlSi (N, O): Eu, (La, Y) 2 O 2 S: Eu, and K 2 SiF 6 : Mn are more preferable.
As the orange phosphor, (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Ca, Sr, Ba) 2 Si 5 (N, O) 8 : Eu, ( Ca, Sr, Ba) AlSi (N, O) 3 : Ce is preferred.
＜３．熱硬化性シリコーン樹脂組成物＞
＜３．１．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の特性＞
＜３．１．１．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の組成＞
上記（Ａ）乃至（Ｅ）成分の、本発明に用いる半導体発光装置用樹脂成形体用の熱硬化性シリコーン樹脂組成物の好ましい組成は以下のとおりである。
本発明に用いる熱硬化性シリコーン樹脂組成物中における（Ａ）ポリオルガノシロキサンの含有量は、通常樹脂成形体用材料として用いることができる範囲であれば限定されないが、通常材料全体の１５重量％以上、５０重量％以下であり、好ましくは２０重量％以上、４０重量％以下であり、より好ましくは２５重量％以上、３５重量％以下である。なお、材料中に含まれる（Ｄ）硬化速度制御剤やその他成分である液状増粘剤がポリオルガノシロキサンである場合は上記（Ａ）の含有量に含まれるものとする。
また、上記組成物中の（Ｂ）白色顔料の含有量は、通常樹脂成形体用材料として用いることができる範囲であれば限定されないが、例えば組成物全体の３０重量％以上、８５重量%以下であり、好ましくは４０重量％以上８０重量％以下であり、より好ましくは４５重量％以上、７０重量%以下である。
本発明に用いる上記組成物中の（Ｅ）流動性調整剤の含有量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば限定されないが、例えば組成物全体の５５重量％以下であり、好ましくは２重量％以上５０重量％以下であり、より好ましくは５重量％以上、４５重量%以下である。
また、上記組成物全体に対する、（Ｂ）白色顔料及び（Ｅ）流動性調整剤の合計量の比は、５０重量％以上であることが好ましく、６０重量％以上であることがより好ましく、６５重量％以上であることが特に好ましく、また、８５重量％以下であることが好ましく、８０重量％以下であることがより好ましい。
<3. Thermosetting silicone resin composition>
<3.1. Characteristics of thermosetting silicone resin composition>
<3.1.1. Composition of thermosetting silicone resin composition>
The preferable composition of the thermosetting silicone resin composition for the resin molded body for a semiconductor light-emitting device used in the present invention for the components (A) to (E) is as follows.
The content of (A) polyorganosiloxane in the thermosetting silicone resin composition used in the present invention is not limited as long as it can be normally used as a material for a resin molded article, but is usually 15% by weight of the whole material. The content is 50% by weight or less, preferably 20% by weight or more and 40% by weight or less, more preferably 25% by weight or more and 35% by weight or less. In addition, when the liquid thickener which is (D) hardening rate control agent and other components contained in a material is polyorganosiloxane, it shall be contained in content of said (A).
Further, the content of the white pigment (B) in the composition is not limited as long as it can be used as a material for a resin molded body. For example, 30% by weight or more and 85% by weight or less of the entire composition It is preferably 40% by weight or more and 80% by weight or less, more preferably 45% by weight or more and 70% by weight or less.
The content of the (E) fluidity modifier in the composition used in the present invention is not limited as long as the effect of the present invention is not impaired. For example, it is 55% by weight or less of the entire composition, preferably It is 2 to 50% by weight, more preferably 5 to 45% by weight.
The ratio of the total amount of (B) white pigment and (E) fluidity modifier to the whole composition is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, 65 It is particularly preferably at least wt%, more preferably at most 85 wt%, and even more preferably at most 80 wt%.
＜３．１．２．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度＞
本発明に用いる熱硬化性シリコーン樹脂組成物は、２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上１０，０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。上記粘度は、半導体装置用樹脂成形体を成形する際の成形効率の観点から、５０Ｐａ・ｓ以上５，０００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく、１００Ｐａ・ｓ以上２，０００Ｐａ・ｓ以下であることがさらに好ましく、１５０Ｐａ・ｓ以上１，０００Ｐａ・ｓ以下であることが特に好ましい。
<3.1.2. Viscosity of thermosetting silicone resin composition>
The thermosetting silicone resin composition used in the present invention preferably has a viscosity of 10 Pa · s to 10,000 Pa · s at a shear rate of 100 s −1 at 25 ° C. The viscosity is more preferably from 50 Pa · s to 5,000 Pa · s, more preferably from 100 Pa · s to 2,000 Pa · s, from the viewpoint of molding efficiency when molding a resin molded body for a semiconductor device. More preferably, it is 150 Pa · s or more and 1,000 Pa · s or less.
加えて、チキソトロピー性の観点から、本発明に用いる熱硬化性シリコーン樹脂組成物は２５℃での剪断速度１００ｓ-1での粘度に対する２５℃での剪断速度１ｓ-1での粘度の比（１ｓ-1／１００ｓ-1）が１５以上であることが好ましく、２０以上であることがより好ましく、３０以上であることが特に好ましい。一方、上限は、５００以下であることが好ましく、３００以下であることがより好ましい。 In addition, from the viewpoint of thixotropy, the thermosetting silicone resin composition used in the present invention has a viscosity ratio (1 s at a shear rate of 1 s −1 at 25 ° C. to a viscosity at a shear rate of 100 s −1 at 25 ° C. preferably -1 / 100s -1) is 15 or more, more preferably 20 or more, and particularly preferably 30 or more. On the other hand, the upper limit is preferably 500 or less, and more preferably 300 or less.
また、２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度が１，０００Ｐａ・ｓ以下であり、かつ、２５℃での剪断速度１００ｓ-1での粘度に対する２５℃での剪断速度１ｓ-1での粘度の比（１ｓ-1／１００ｓ-1）が１５以上であることが好ましい。
成形性のよい材料とするためには、材料に一定以上のチキソトロピー性を持たせることが必要であるが、上記のような条件を満たすことにより、バリやショートモールド（未充填）の発生が少なく、成形時の材料の計量時間や成形サイクルを短縮でき、成形も安定しやすく、成形効率の高い材料となる。
Further, the viscosity at a shear rate of 100 s −1 at 25 ° C. is 1,000 Pa · s or less, and the viscosity at a shear rate of 1 s −1 at 25 ° C. relative to the viscosity at a shear rate of 100 s −1 at 25 ° C. The ratio (1 s −1 / 100 s −1 ) is preferably 15 or more.
In order to make a material with good moldability, it is necessary to provide the material with a certain level of thixotropy. However, by satisfying the above conditions, there are few burrs and short molds (unfilled). The material measurement time and molding cycle during molding can be shortened, the molding is easy to stabilize, and the material has high molding efficiency.
特に液状樹脂材料を用いたＬＩＭ成形では、金型の微小隙間から材料が染み出すことに起因するバリが発生しやすく、通常、バリを除去する後処理工程が必要であり、一方、バリの発生を抑えるために金型の隙間を小さくするとショートモールド（未充填）が発生しやすくなる等の問題があるが、前記液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が上記範囲にある場合、このような問題を解決することができ、樹脂成形体のＬＩＭ成形を容易に、効率よく行うことができる。
剪断速度１００ｓ-1での粘度が１０，０００Ｐａ・ｓより大きいと、樹脂の流れが悪いため金型への充填が不十分となったり、射出成形を行う際に前記液状樹脂組成物供給に時間がかかるため成形サイクルが長くなったりするなどして、成形効率が低下する傾向にある。
また、上記粘度が１０Ｐａ・ｓより小さいと、金型の隙間から前記液状樹脂組成物が漏れてバリが発生したり、金型の隙間に射出圧力が逃げやすくなるため成形が安定しにくくなったり、やはり成形効率が低下する傾向にある。特に成形体が小さい場合にはバリを除去するための後処理も困難になるため、バリの発生を抑えることは成形性には重要である。
In particular, in LIM molding using a liquid resin material, burrs are likely to occur due to the material seeping out from the minute gaps of the mold, and usually a post-processing step for removing the burrs is required, while burrs are generated. If the gap between the molds is made small in order to suppress the problem, short mold (unfilled) is likely to occur. However, when the viscosity of the liquid thermosetting silicone resin composition is in the above range, The problem can be solved, and LIM molding of the resin molding can be easily and efficiently performed.
If the viscosity at a shear rate of 100 s -1 is greater than 10,000 Pa · s, the resin flow is poor, so that filling of the mold becomes insufficient, or it takes time to supply the liquid resin composition when performing injection molding. Therefore, the molding efficiency tends to be lowered due to, for example, a longer molding cycle.
Further, if the viscosity is less than 10 Pa · s, the liquid resin composition leaks from the gap between the molds to generate burrs, or the injection pressure easily escapes into the gap between the molds, so that molding becomes difficult to stabilize. Again, the molding efficiency tends to decrease. In particular, when the molded body is small, post-processing for removing burrs becomes difficult, so it is important for moldability to suppress the generation of burrs.
また、２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度に対する２５℃における剪断速度１ｓ-1での粘度の比が１５未満の場合、つまり剪断速度１ｓ-1での粘度が比較的小さい場合は、成形機や金型の隙間にも材料が入り込みやすくなり、バリが発生しやすくなったり、ノズル部で液ダレしやすくなったり、射出圧力が材料に伝わりにくく成形が安定しにくくなったりするなど、成形のコントロールが難しくなることがある。ＬＩＭ成形ではスプルー部のパーティングラインの樹脂漏れが問題になりやすいが、上記の粘度範囲に調整することは樹脂漏れ抑制にも効果がある。
これらの２５℃における剪断速度１００ｓ-1での粘度と剪断速度１ｓ-1での粘度は、例えばＡＲＥＳ−Ｇ２−歪制御型レオメータ（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製）を用いて測定することができる。
When the ratio of the viscosity at a shear rate of 1 s −1 at 25 ° C. to the viscosity at a shear rate of 100 s −1 at 25 ° C. is less than 15, that is, when the viscosity at the shear rate of 1 s −1 is relatively small, molding is performed. Molding is easy because the material can easily enter the gaps between the machine and the mold, causing burrs, dripping easily at the nozzle part, and the injection pressure is not easily transmitted to the material, making molding difficult to stabilize. Can be difficult to control. In LIM molding, resin leakage in the parting line of the sprue part tends to be a problem, but adjusting to the above viscosity range is also effective in suppressing resin leakage.
The viscosity at a shear rate of 100 s −1 and the viscosity at a shear rate of 1 s −1 at 25 ° C. are measured using, for example, an ARES-G2-strain-controlled rheometer (manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd.). Can be measured.
＜３．２．熱硬化性シリコーン樹脂組成物の構成成分＞
＜３．２．１．（Ａ）ポリオルガノシロキサン＞
本発明におけるポリオルガノシロキサンとは、ケイ素原子が酸素を介して他のケイ素原子と結合した部分を持つ構造に有機基が付加している高分子物質を指す。ここでポリオルガノシロキサンは、常温常圧下において液体であることが好ましい。これは、半導体発光装置用樹脂成形体を成形する際に、材料の扱いが容易となるからである。また、常温常圧下において固体のポリオルガノシロキサンは、一般的に硬化物としての硬度は比較的高いが、破壊に要するエネルギーが小さく靭性が低いものや、耐光性、耐熱性が不十分で光や熱により変色しやすいものが多い傾向にあるからである。
<3.2. Components of Thermosetting Silicone Resin Composition>
<3.2.1. (A) Polyorganosiloxane>
The polyorganosiloxane in the present invention refers to a polymer substance in which an organic group is added to a structure having a portion in which a silicon atom is bonded to another silicon atom through oxygen. Here, the polyorganosiloxane is preferably a liquid at normal temperature and pressure. This is because the material becomes easy to handle when molding the resin molded body for a semiconductor light emitting device. Polyorganosiloxane that is solid under normal temperature and normal pressure generally has a relatively high hardness as a cured product, but has low energy required for destruction and low toughness, light resistance and heat resistance are insufficient, This is because many products tend to discolor due to heat.
上記ポリオルガノシロキサンは、通常、シロキサン結合を主鎖とする有機重合体をいい、例えば以下に示す一般組成式（１）で表される化合物や、その混合物が挙げられる。
（Ｒ1Ｒ2Ｒ3ＳｉＯ1/2）M（Ｒ4Ｒ5ＳｉＯ2/2）D（Ｒ6ＳｉＯ3/2）T（ＳｉＯ4/2）Q ・・・（１）
ここで、上記式（１）において、Ｒ1からＲ6は独立して、有機官能基、水酸基、水素原子から選択される。またＭ、Ｄ、ＴおよびＱは０以上１未満であり、Ｍ＋Ｄ＋Ｔ＋Ｑ＝１を満足する数である。
主なポリオルガノシロキサンを構成する単位は、１官能型[Ｒ3ＳｉＯ0.5](トリオルガノシルヘミオキサン)、２官能型[Ｒ2ＳｉＯ](ジオルガノシロキサン)、３官能型[ＲＳｉＯ1.5](オルガノシルセスキオキサン)、４官能型[ＳｉＯ2](シリケート)であり、これら４種の単位の構成比率を変えることにより、ポリオルガノシロキサンの性状の違いが出てくるので、所望の特性が得られるように適宜選択し、ポリオルガノシロキサンの合成を行う。
上記構成単位が１〜３官能型のポリオルガノシロキサンは、オルガノクロロシラン(一般式ＲnＳｉＣｌ4-n(ｎ＝１〜３))と呼ばれる一連の有機ケイ素化合物をもとにして合成することができる。例えば、メチルクロロシランは塩化メチルとケイ素ＳｉとをＣｕ触媒下高温で直接反応させて合成することができ、また、ビニル基などの有機基を持つシラン類は、一般の有機合成化学の手法によって合成することができる。
単離されたオルガノクロロシランを、単独で、あるいは任意の割合で混合し、水により加水分解を行うとシラノールが生成し、このシラノールが脱水縮合するとシリコーンの基本骨格であるポリオルガノシロキサンが合成される。
The polyorganosiloxane usually refers to an organic polymer having a siloxane bond as the main chain, and examples thereof include compounds represented by the following general composition formula (1) and mixtures thereof.
(R 1 R 2 R 3 SiO 1/2 ) M (R 4 R 5 SiO 2/2 ) D (R 6 SiO 3/2 ) T (SiO 4/2 ) Q (1)
Here, in the above formula (1), R 1 to R 6 are independently selected from an organic functional group, a hydroxyl group, and a hydrogen atom. M, D, T, and Q are 0 or more and less than 1, and M + D + T + Q = 1.
The unit constituting the main polyorganosiloxane is monofunctional [R 3 SiO 0.5 ] (triorganosyl hemioxane), bifunctional [R 2 SiO] (diorganosiloxane), trifunctional [RSiO 1.5 ] (Organosilsesquioxane), tetrafunctional [SiO 2 ] (silicate), and by changing the composition ratio of these four types of units, the difference in the properties of polyorganosiloxane appears, so the desired properties Is selected as appropriate so that polyorganosiloxane is synthesized.
The polyorganosiloxane of the structural units 1 to 3 functional type, be synthesized based on a series of organic silicon compounds called organochlorosilanes (general formula R n SiCl 4-n (n = 1~3)) it can. For example, methylchlorosilane can be synthesized by directly reacting methyl chloride and silicon Si at a high temperature under a Cu catalyst, and silanes having an organic group such as a vinyl group can be synthesized by a general synthetic organic chemistry method. can do.
Silanol is produced when the isolated organochlorosilane is mixed alone or in an arbitrary ratio and hydrolyzed with water. When this silanol is dehydrated and condensed, polyorganosiloxane, which is the basic skeleton of silicone, is synthesized. .
ポリオルガノシロキサンは、硬化触媒の存在下で、熱エネルギーや光エネルギー等を与えることにより硬化させる事ができる。ここで硬化とは、流動性を示す状態から、流動性を示さない状態に変化することをいい、例えば、対象物を水平より４５度傾けた状態で３０分間静置しても流動性がある状態を未硬化状態といい、全く流動性がない状態を硬化状態として判断することができる。高濃度にフィラーを添加した系では、チキソ性の発現により対象物を水平より４５度傾けた状態で流動性が無くとも硬化していないケースが考えられるが、その際には対象物が塑性変形せず、硬度をデュロメータタイプＡにて測定し、硬度測定値が少なくとも５以上であるか否かで未硬化状態、硬化状態を判断することができる。
ポリオルガノシロキサンは、硬化のメカニズムにより分類すると、通常、付加重合硬化タイプ、縮重合硬化タイプ、紫外線硬化タイプ、パーオキサイド架硫タイプなどのポリオルガノシロキサンを挙げることができる。これらの中では、付加重合硬化タイプ（付加型ポリオルガノシロキサン）、および縮合硬化タイプ（縮合型ポリオルガノシロキサン）が好適である。中でも、副生物が無く、また、反応が非可逆性のヒドロシリル化（付加重合）によって硬化するポリオルガノシロキサンのタイプがより好適である。これは、成形加工時に副生成物が発生すると、成形容器内の圧を上昇させたり、硬化材料中に泡として残存したりする傾向にあるからである。
以下、付加型ポリオルガノシロキサン、および縮合型ポリオルガノシロキサンについて簡単に説明する。
Polyorganosiloxane can be cured by applying heat energy, light energy, or the like in the presence of a curing catalyst. Here, curing refers to changing from a state showing fluidity to a state showing no fluidity. For example, even if the object is left at an angle of 45 degrees from the horizontal for 30 minutes, it is fluid. The state is referred to as an uncured state, and a state having no fluidity can be determined as a cured state. In a system where filler is added at a high concentration, there may be a case where the object is not hardened even if it has no fluidity in a state where the object is inclined 45 degrees from the horizontal due to the development of thixotropy. Without being measured, the hardness is measured with a durometer type A, and the uncured state and the cured state can be determined based on whether the hardness measurement value is at least 5 or more.
When the polyorganosiloxane is classified according to the curing mechanism, polyorganosiloxanes such as an addition polymerization curing type, a condensation polymerization curing type, an ultraviolet curing type, and a peroxide crosslinking type can be generally exemplified. Among these, addition polymerization curing type (addition type polyorganosiloxane) and condensation curing type (condensation type polyorganosiloxane) are preferable. Among these, a polyorganosiloxane type that has no by-products and cures by irreversible hydrosilylation (addition polymerization) is more preferable. This is because when a by-product is generated during the molding process, the pressure in the molded container tends to increase or it remains as foam in the cured material.
Hereinafter, the addition type polyorganosiloxane and the condensation type polyorganosiloxane will be briefly described.
＜３．２．１．１．付加型ポリオルガノシロキサン＞
付加型ポリオルガノシロキサンとは、ポリオルガノシロキサン鎖が、有機付加結合により架橋されたものをいう。代表的なものとしては、例えばビニルシラン等の（Ｃ１）アルケニル基を有する珪素含有化合物と、例えばヒドロシラン等の（Ｃ２）ヒドロシリル基を含有する珪素化合物とを総アルケニル基量に対する総ヒドロシリル基量のモル比が０．５倍以上、２．０倍以下となる量比で混合し、（Ｃ３）Ｐｔ触媒などの付加縮合触媒の存在下反応させて得られるＳｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を架橋点に有する化合物等を挙げることができる。
<3.2.1.1. Addition type polyorganosiloxane>
Addition type polyorganosiloxane refers to a polyorganosiloxane chain crosslinked by an organic addition bond. As a typical example, a silicon-containing compound having a (C1) alkenyl group such as vinylsilane and a silicon compound containing a (C2) hydrosilyl group such as hydrosilane have a molar amount of the total hydrosilyl group relative to the total amount of alkenyl groups. The Si—C—C—Si bond obtained by mixing in an amount ratio of 0.5 times to 2.0 times and reacting in the presence of an addition condensation catalyst such as (C3) Pt catalyst And the like.
（Ｃ１）アルケニル基を有する珪素含有化合物としては、下記一般式（２）
ＲnＳｉＯ〔(4-n)/2〕・・・（２）
で表わされる、１分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも２個有するポリオルガノシロキサンが挙げられる。
ただし、式（２）中、Ｒは同一または異種の置換または非置換の１価炭化水素基、アルコキシ基、または水酸基で、一分子中少なくとも２個のＲはアルケニル基であり、ｎは１≦ｎ＜３を満たす正の数である。
上記（Ｃ１）においてアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基などの炭素数２〜８のアルケニル基であることが好ましい。Ｒが炭化水素基である場合は、メチル基、エチル基などのアルキル基、ビニル基、フェニル基等の炭素数１〜２０の１価炭化水素基が好ましい。
(C1) As a silicon-containing compound having an alkenyl group, the following general formula (2)
R n SiO [(4-n) / 2] (2)
And a polyorganosiloxane having at least two alkenyl groups bonded to a silicon atom in one molecule.
In the formula (2), R is the same or different substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, alkoxy group, or hydroxyl group, and at least two R in one molecule are alkenyl groups, and n is 1 ≦ It is a positive number that satisfies n <3.
In the above (C1), the alkenyl group is preferably an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms such as a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, or a pentenyl group. When R is a hydrocarbon group, an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms such as a vinyl group or a phenyl group is preferable.
耐ＵＶ性が要求される場合には、上記式中Ｒのうちの６５％程度、より好ましくは８０％以上がメチル基であることが好ましい（即ち、Ｓｉの個数（ｍｏｌ数）に対してメチル基以外の官能基の含有数として０．３５個（ｍｏｌ）以下であることが好ましい。）。Ｒは炭素数１〜８のアルコキシ基や水酸基であってもよいが、その割合は、（Ｃ１）アルケニル基を有する珪素含有化合物の１０重量％以下であることが好ましい。また、ｎが３以上であると樹脂成形体用材料とリードフレーム等の導電体との接着に十分な強度が得られなくなり、１未満であるとこのポリオルガノシロキサンの合成が困難になる。 When UV resistance is required, it is preferable that about 65%, more preferably 80% or more of R in the above formula is a methyl group (that is, methyl relative to the number of Si (mol number)). The number of functional groups other than the group is preferably 0.35 (mol) or less.) R may be an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms or a hydroxyl group, but the ratio is preferably 10% by weight or less of the silicon-containing compound having (C1) alkenyl group. Further, if n is 3 or more, sufficient strength cannot be obtained for adhesion between the resin molding material and a conductor such as a lead frame, and if it is less than 1, synthesis of the polyorganosiloxane becomes difficult.
上記（Ｃ１）アルケニル基を有する珪素含有化合物としては、例えばビニルシラン、ビニル基含有ポリオルガノシロキサン又はそれの混合物を挙げることができ、中でも分子内に２個以上のビニル基を有するビニル基含有ポリオルガノシロキサンが好ましい。 Examples of the (C1) silicon-containing compound having an alkenyl group include vinyl silane, vinyl group-containing polyorganosiloxane, or a mixture thereof, and among them, a vinyl group-containing polyorgano having two or more vinyl groups in the molecule. Siloxane is preferred.
また、（Ｃ２）ヒドロシリル基を有する珪素含有化合物としては、例えばヒドロシラン、ヒドロシリル基含有ポリオルガノシロキサンを挙げることができ、これらを１種単独で、または２種以上を任意の比率および組み合わせで用いることができる。上記の中でも分子内に２個以上のヒドロシリル基を有するヒドロシリル基含有ポリオルガノシロキサンが好ましい。
耐ＵＶ性が要求される場合には、ケイ素に結合する有機基の６５％以上、より好ましくは８０％以上がメチル基であるヒドロシリル基含有ポリオルガノシロキサンを用いることが好ましい。
In addition, examples of the (C2) silicon-containing compound having a hydrosilyl group include hydrosilane and hydrosilyl group-containing polyorganosiloxane. These may be used alone or in combination of two or more in any ratio and combination. Can do. Of these, hydrosilyl group-containing polyorganosiloxane having two or more hydrosilyl groups in the molecule is preferred.
When UV resistance is required, it is preferable to use a hydrosilyl group-containing polyorganosiloxane in which 65% or more, more preferably 80% or more, of the organic groups bonded to silicon are methyl groups.
また、ポリオルガノシロキサンの粘度としては、取り扱いのし易さから、通常１００，０００ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは２０，０００ｍＰａ・ｓ以下、さらに好ましくは１０，０００ｍＰａ・ｓ以下である。下限は特には制限されないが、揮発度（沸点）との関係上一般的には１５ｍＰａ・ｓ以上である。 In addition, the viscosity of the polyorganosiloxane is usually 100,000 mPa · s or less, preferably 20,000 mPa · s or less, more preferably 10,000 mPa · s or less because of easy handling. The lower limit is not particularly limited, but is generally 15 mPa · s or more in relation to volatility (boiling point).
さらに、ポリスチレンを標準物質として測定したゲルパーミエーションクロマトグラフィーでの平均分子量としては、５００以上、１００，０００以下であることが好ましい。より好ましくは７００以上５０，０００以下である。さらに、揮発成分を少なくする（他部材との接着性を維持するため）目的から１，０００以上、また、成形前の材料の取扱いのし易さから４０，０００以下であることがより好ましい。最も好ましくは３０，０００以下である。 Furthermore, the average molecular weight in gel permeation chromatography measured using polystyrene as a standard substance is preferably 500 or more and 100,000 or less. More preferably, it is 700 or more and 50,000 or less. Furthermore, it is more preferably 1,000 or more for the purpose of reducing volatile components (to maintain adhesion to other members), and 40,000 or less for ease of handling of the material before molding. Most preferably, it is 30,000 or less.
＜３．２．１．２．縮合型ポリオルガノシロキサン＞
縮合型ポリオルガノシロキサンとしては、例えば、アルキルアルコキシシランの加水分解・重縮合で得られるＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を架橋点に有する化合物を挙げることができる。
<3.2.1.2. Condensed polyorganosiloxane>
Examples of the condensed polyorganosiloxane include a compound having a Si—O—Si bond obtained by hydrolysis and polycondensation of an alkylalkoxysilane at a crosslinking point.
縮合型ポリオルガノシロキサンは公知のものを使用することができ、例えば、特開２００６−７７２３４号公報、特開２００６−２９１０１８号公報、特開２００６−３１６２６４号公報、特開２００６−３３６０１０号公報、特開２００６−３４８２８４号公報、および国際公開２００６／０９０８０４号パンフレットに記載の半導体発光デバイス用部材が好適である。 As the condensed polyorganosiloxane, known ones can be used. For example, JP 2006-77234 A, JP 2006-291018 A, JP 2006-316264 A, JP 2006-336010 A, The semiconductor light-emitting device members described in JP-A-2006-348284 and International Publication No. 2006/090804 are suitable.
＜３．２．２．（Ｂ）白色顔料＞
＜３．２．２．１．（Ｂ）白色顔料の種類と物性＞
本発明において用いる（Ｂ）白色顔料は、一次粒子のアスペクト比が１．２〜４．０、一次粒子径が０．１〜２．０μｍである、樹脂の硬化を阻害しない公知の白色顔料を適宜選択する事ができる。白色顔料としては無機および／または有機の材料を用いる事ができる。ここで白色とは、無色であり透明ではない事をいう。すなわち可視光領域に特異な吸収波長を持たない物質により入射光を乱反射させる事ができる色をいう。
<3.2.2. (B) White pigment>
<3.2.2.1. (B) Types and physical properties of white pigments>
The white pigment (B) used in the present invention is a known white pigment that has an aspect ratio of primary particles of 1.2 to 4.0 and a primary particle diameter of 0.1 to 2.0 μm and does not inhibit the curing of the resin. You can select as appropriate. As the white pigment, inorganic and / or organic materials can be used. Here, white means colorless and not transparent. That is, it means a color that can diffusely reflect incident light by a substance that does not have a specific absorption wavelength in the visible light region.
白色顔料として用いることができる無機粒子としては、アルミナ（以下、「アルミナ微粉」、または「酸化アルミニウム」と称する場合がある。）、酸化珪素、酸化チタン（チタニア）、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等の金属酸化物；炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等の金属塩；窒化硼素、アルミナホワイト、コロイダルシリカ、珪酸アルミニウム、珪酸ジルコニウム、硼酸アルミニウム、クレー、タルク、カオリン、雲母、合成雲母などが挙げられる。
また、白色顔料として用いることができる有機微粒子としては、弗素樹脂粒子、グアナミン樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、アクリル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等の樹脂粒子などを挙げることができるが、いずれもこれらに限定されるものではない。
中でも白色度が高く少量でも光反射効果が高く変質しにくい点からは、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなどが特に好ましい。また、材料硬化時の熱伝導率向上の点からは、アルミナ、窒化硼素などが特に好ましい。また、近紫外線の光反射効果が高く、近紫外線による変質が小さい観点からも、アルミナは特に好ましい。
これらは、単独もしくは２種以上混合して用いる事ができる。
酸化チタンは、光触媒性、分散性、白色性等の問題が出ない程度に含有する事ができる。
Examples of inorganic particles that can be used as the white pigment include alumina (hereinafter sometimes referred to as “alumina fine powder” or “aluminum oxide”), silicon oxide, titanium oxide (titania), zinc oxide, magnesium oxide, and oxide. Metal oxides such as zirconium; metal salts such as calcium carbonate, barium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide; boron nitride, alumina white, colloidal silica, aluminum silicate, zirconium silicate, Examples thereof include aluminum borate, clay, talc, kaolin, mica, and synthetic mica.
Examples of the organic fine particles that can be used as the white pigment include resin particles such as fluorine resin particles, guanamine resin particles, melamine resin particles, acrylic resin particles, and silicone resin particles. Is not to be done.
Of these, alumina, titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, and the like are particularly preferable from the viewpoint that the whiteness is high and the light reflection effect is high even with a small amount, and it is difficult to change quality. Also, alumina, boron nitride and the like are particularly preferable from the viewpoint of improving the thermal conductivity when the material is cured. Alumina is particularly preferable from the viewpoint of high near-ultraviolet light reflection effect and small alteration due to near-ultraviolet light.
These can be used alone or in admixture of two or more.
Titanium oxide can be contained to such an extent that problems such as photocatalytic properties, dispersibility, and whiteness do not occur.
アルミナとしては具体的には日本軽金属社製Ａ３０シリーズ、ＡＮシリーズ、Ａ４０シリーズ、ＭＭシリーズ、ＬＳシリーズ、ＡＨＰシリーズ、アドマテックス社製「Ａｄｍａｆｉｎｅ Ａｌｕｍｉｎａ」ＡＯ−５タイプ、ＡＯ−８タイプ、日本バイコウスキー社製ＣＲシリーズ、大明化学工業社製タイミクロン、Ａｌｄｒｉｃｈ社製１０μｍ2径アルミナ粉末、昭和電工社製Ａ−４２シリーズ、Ａ−４３シリーズ、Ａ−５０シリーズ、ＡＳシリーズ、ＡＬ−４３シリーズ、ＡＬ−４７シリーズ、ＡＬ−１６０ＳＧシリーズ、Ａ−１７０シリーズ、ＡＬ−１７０シリーズ、住友化学社製ＡＭシリーズ、ＡＬシリーズ、ＡＭＳシリーズ、ＡＥＳシリーズ、ＡＫＰシリーズ、ＡＡシリーズ等が挙げられる。
酸化チタンとしては具体的には富士チタン工業社製のＴＡシリーズ、ＴＲシリーズ、石原産業株式会社製のＴＴＯシリーズ、ＭＣシリーズ、ＣＲ−ＥＬシリーズ、ＰＴシリーズ、ＳＴシリーズ、ＦＴＬシリーズ等が挙げられる。
また、酸化ジルコニウムとしては具体的には第一希元素化学工業社製ＵＥＰ−１００等が挙げられ、酸化亜鉛としては具体的にはハクスイテック社製酸化亜鉛２種等が挙げられる。
Specific examples of alumina include A30 series, AN series, A40 series, MM series, LS series, AHP series, “Admafine Alumina” AO-5 type, AO-8 type, Nippon Biko, manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd. Ski CR series, Taimei Chemical Co., Ltd. Tymicron,
Specific examples of titanium oxide include TA series and TR series manufactured by Fuji Titanium Industry Co., Ltd., TTO series, MC series, CR-EL series, PT series, ST series and FTL series manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.
In addition, specific examples of zirconium oxide include UEP-100 manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Industry, and specific examples of zinc oxide include two types of zinc oxide manufactured by Huxitek.
（Ａ）ポリオルガノシロキサンの屈折率と（Ｂ）白色顔料の屈折率差が大きいほど、少量の白色顔料添加でも白色度がより高く、反射・散乱効率のよい半導体発光装置用樹脂成形体を得ることができる。（Ａ）ポリオルガノシロキサンは屈折率が１．４１程度のものが好ましく、屈折率が１．７６のアルミナ粒子を（Ｂ）白色顔料として好適に用いることができる。（Ａ）ポリオルガノシロキサンの屈折率は、樹脂の硬度の観点から１．４０以上が好ましく、アルミナとの屈折率差が小さくなり反射率が下がる傾向や、耐熱性が下がる傾向が現れるので、１．５０以下が好ましい。 As the refractive index difference between (A) the polyorganosiloxane and (B) the white pigment is larger, the whiteness is higher even when a small amount of white pigment is added, and a resin molded product for a semiconductor light-emitting device with good reflection and scattering efficiency is obtained. be able to. The polyorganosiloxane (A) preferably has a refractive index of about 1.41, and alumina particles having a refractive index of 1.76 can be suitably used as the (B) white pigment. (A) The refractive index of the polyorganosiloxane is preferably 1.40 or more from the viewpoint of the hardness of the resin, and the refractive index difference with alumina tends to decrease and the reflectance decreases, and the heat resistance tends to decrease. .50 or less is preferable.
また、アルミナは、紫外線の吸収能が低いことから、特に、紫外〜近紫外発光の発光素子と共に用いる場合に好適に用いることができる。本発明において用いるアルミナとしてはその結晶形態は問わないが、化学的に安定、融点が高い、機械的強度が大きい、硬度が高い、電気絶縁抵抗が大きい等の特性を持つα−アルミナが好適に使用できる。 Alumina has a low ability to absorb ultraviolet rays, and therefore can be suitably used particularly when used with a light emitting element emitting ultraviolet to near ultraviolet light. The alumina used in the present invention is not limited in crystal form, but α-alumina having characteristics such as chemically stable, high melting point, high mechanical strength, high hardness, and high electric insulation resistance is preferable. Can be used.
また、本発明において（Ｂ）白色顔料としてアルミナを用いる場合、アルミナ結晶の結晶子サイズが５００Å以上２，０００Å以下であることが好ましく、７００Å以上１，５００Å以下であることがより好ましく、９００Å以上１，３００Å以下であることが特に好ましい。結晶子とは、単結晶とみなせる最大の集まりをいう。
アルミナの一次粒子径が０．１〜２．０μｍの範囲にあり、かつ、アルミナ結晶の結晶子サイズが上記の範囲であるということは、一次粒子のサイズと結晶子のサイズが異なること、即ち、一次粒子が複数の結晶子によって構成されることを意味する。
アルミナ結晶の結晶子サイズが上記範囲であると、成形時の配管、スクリュー、金型などの磨耗が少なく、磨耗による不純物が混入しにくい点で、好ましい。
上記結晶子サイズは、Ｘ線回折測定により確認することができる。Ｘ線回折測定では、アルミナが結晶性を有している場合、結晶型に応じて決まった位置にピークが観察され、このピークの半値幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式にしたがって結晶子径（結晶子サイズ）を計算することができる。
In the present invention, when alumina is used as the white pigment (B), the crystallite size of the alumina crystal is preferably 500 to 2,000, more preferably 700 to 1,500, and more preferably 900 to It is particularly preferable that it is 1,300 mm or less. A crystallite is the largest group that can be regarded as a single crystal.
The fact that the primary particle diameter of alumina is in the range of 0.1 to 2.0 μm and the crystallite size of the alumina crystal is in the above range means that the size of the primary particles and the size of the crystallites are different. , Meaning that the primary particles are composed of a plurality of crystallites.
When the crystallite size of the alumina crystal is in the above range, it is preferable in that the pipes, screws, molds and the like at the time of molding are less worn and impurities due to wear are less likely to be mixed.
The crystallite size can be confirmed by X-ray diffraction measurement. In the X-ray diffraction measurement, when alumina has crystallinity, a peak is observed at a position determined according to the crystal type, and the crystallite diameter (crystallite size) is determined from the half-value width of this peak according to Scherrer's formula. Can be calculated.
また、アルミナ中にアルミニウム、酸素以外の元素を不純物として含むと可視光領域に吸収を持つために着色し、好ましくない。本発明に用いるアルミナは、クロム、鉄、チタンの含有量がそれぞれ０．０２重量％以下、好ましくは０．０１重量％以下のものが好ましい。
本発明の樹脂成形体用材料の硬化時の熱伝導率は、成形効率の点からも高い方が好ましいが、熱伝導率を高くするためには、純度が９８％以上のアルミナを用いることが好ましく、純度９９％以上のアルミナを用いることがより好ましく、特に低ソーダアルミナを用いることが好ましい。また、熱伝導率を高くするためには、窒化硼素を用いることも好ましく、純度が９９％以上の窒化硼素を用いることが特に好ましい。
In addition, if alumina contains an element other than aluminum or oxygen as an impurity, it is colored because it has absorption in the visible light region, which is not preferable. The alumina used in the present invention preferably has a chromium, iron and titanium content of 0.02% by weight or less, preferably 0.01% by weight or less.
The heat conductivity at the time of curing of the resin molded material of the present invention is preferably higher from the viewpoint of molding efficiency, but in order to increase the heat conductivity, it is necessary to use alumina having a purity of 98% or more. It is preferable to use alumina having a purity of 99% or more, and it is particularly preferable to use low soda alumina. In order to increase the thermal conductivity, it is also preferable to use boron nitride, and it is particularly preferable to use boron nitride having a purity of 99% or more.
また、特に、発光ピーク波長が４２０ｎｍ以上の発光素子を使用する半導体発光装置では、白色顔料として酸化チタンも好適に使用することができる。酸化チタン（チタニア）は紫外線吸収能を持つが、屈折率が大きく光散乱性が強いため、４２０ｎｍ以上の波長の光の反射率が高く、少ない添加量でも高反射を発現しやすい。白色顔料としてチタニアを用いると、一般に小粒子径のため増粘しやすい白色顔料の使用量を抑え、骨材として機能する球状シリカなど大粒径の粒子と組み合わせることにより、低線膨張率・高硬度の樹脂成形体を得ることができるメリットがある。本発明の白色顔料としてチタニアを用いる場合は、紫外線吸収能や光触媒能が大きく高温で不安定なアナターゼ型よりも、高温で安定であり、屈折率が高く、比較的耐光性が高いルチル型が好ましく、光触媒活性を抑える目的で表面にシリカやアルミナの薄膜コートが施されたルチル型が特に好ましい。
酸化チタンは屈折率が高く、ポリオルガノシロキサンとの屈折率差が大きいため少ない添加量でも高反射となりやすいことから、アルミナと酸化チタンを併用してもよい。例えば、アルミナに対する酸化チタンの重量比（アルミナ：酸化チタン）が、５０：５０〜９５：５となる割合で混合することができる。アルミナに酸化チタンを少量添加することで、アルミナを単独で使用した場合よりも４２０ｎｍ以上の波長の光の反射率が高くなることが期待でき、特に、材料中の白色顔料の割合が小さい場合や、材料の厚みが薄い場合にも反射率が下がりにくくなる傾向がある。チタニアの併用により材料中の白色顔料の割合を小さくできるため、材料組成の自由度が上がり、白色顔料以外の成分の使用量を多くすることができる。また、薄い材料の反射率が高いことは、樹脂成形体の形状の自由度が上がる点で非常に有利である。特に、厚みを大きくできない薄い樹脂成形体や細かい構造の樹脂成形体でも材料の反射率を高くすることで、半導体発光装置の明るさを増す効果が期待できる。
In particular, in a semiconductor light emitting device using a light emitting element having an emission peak wavelength of 420 nm or more, titanium oxide can also be suitably used as a white pigment. Titanium oxide (titania) has an ultraviolet absorbing ability, but has a high refractive index and a strong light scattering property. Therefore, the reflectance of light having a wavelength of 420 nm or more is high, and high reflection is easily exhibited even with a small addition amount. When titania is used as a white pigment, the amount of white pigment that tends to thicken due to its small particle size is generally suppressed. By combining it with particles of large particle size such as spherical silica that functions as an aggregate, low linear expansion coefficient and high There is an advantage that a resin molded body having hardness can be obtained. When titania is used as the white pigment of the present invention, a rutile type that is stable at high temperature, has a high refractive index, and has a relatively high light resistance is more stable than an anatase type that has a large ultraviolet absorbing ability and photocatalytic ability and is unstable at high temperature. A rutile type in which a surface is coated with a thin film of silica or alumina for the purpose of suppressing photocatalytic activity is particularly preferable.
Titanium oxide has a high refractive index and has a large refractive index difference from polyorganosiloxane, so that even a small addition amount tends to be highly reflective, and therefore, alumina and titanium oxide may be used in combination. For example, the weight ratio of titanium oxide to alumina (alumina: titanium oxide) can be mixed at a ratio of 50:50 to 95: 5. By adding a small amount of titanium oxide to alumina, it can be expected that the reflectance of light having a wavelength of 420 nm or more will be higher than when alumina is used alone, particularly when the ratio of the white pigment in the material is small or Even when the thickness of the material is thin, the reflectance tends to be difficult to decrease. Since the ratio of the white pigment in the material can be reduced by the combined use of titania, the degree of freedom of the material composition is increased, and the amount of components other than the white pigment can be increased. Moreover, the high reflectance of a thin material is very advantageous in that the degree of freedom of the shape of the resin molded body is increased. In particular, the effect of increasing the brightness of the semiconductor light-emitting device can be expected by increasing the reflectivity of the material even in a thin resin molded body whose thickness cannot be increased or a resin molded body having a fine structure.
なお、白色顔料をシランカップリング剤などで表面処理を行ってもよい。シランカップリング剤で表面処理した白色顔料を用いると、樹脂成形体用材料全体の硬度や曲げ強度、弾性率を向上させることができる。 The white pigment may be surface-treated with a silane coupling agent or the like. When a white pigment surface-treated with a silane coupling agent is used, the hardness, bending strength, and elastic modulus of the entire resin molded material can be improved.
＜３．２．２．２．（Ｂ）白色顔料の好ましい形状＞
前述の通り、本発明に用いる（Ｂ）白色顔料の一次粒子のアスペクト比は１．２以上４．０以下であることを特徴としている。
アスペクト比は、粒子等の形状を定量的に表現する簡便な方法として一般に用いられており、本発明ではＳＥＭなどの電子顕微鏡観察により計測した粒子の長軸長さ（最大長径）を短軸長さ（長径に垂直方向で最も長い部分の長さ）で除して求めるものとする。軸長さにばらつきがある場合は、複数点（例えば１０点）をＳＥＭで計測し、その平均値から算出することができる。あるいは、３０点、１００点を計測しても同様の算出結果を得ることができる。
好ましいアスペクト比は、１．２５以上であり、より好ましくは１．３以上、特に好ましくは１．４以上である。一方、上限は、３．０以下が好ましく、２．５以下がより好ましく、２．２以下が更に好ましく、２．０以下が特に好ましく、１．８以下であることが最も好ましい。
アスペクト比が上記範囲であると、散乱により高反射率を発現しやすく、特に近紫外領域の短波長の光の反射が大きい。これにより、この樹脂成形体を用いた半導体発光装置において、ＬＥＤ出力を向上させることができる。
また、アスペクト比が上記範囲の白色顔料を使用することは、金型の磨耗が少ないなど、成形上も好ましい。アスペクト比が上記範囲を超えて大きい場合、顔料粒子との接触により金型の磨耗が激しくなることがあり、逆に、アスペクト比が小さい白色顔料を使用する場合も材料中の顔料の充填密度を高くできるため金型と顔料との接触頻度が上がり、金型が磨耗しやすくなる。さらに、アスペクト比が上記範囲の白色顔料を使用すると、材料粘度の調整が容易で、成形に適した粘度に調整できるので、成形サイクルの短縮や、バリの防止が可能となる等、成形性に優れた材料となる。
<3.2.2.2. (B) Preferred shape of white pigment>
As described above, the aspect ratio of the primary particles of the (B) white pigment used in the present invention is 1.2 or more and 4.0 or less.
The aspect ratio is generally used as a simple method for quantitatively expressing the shape of a particle. In the present invention, the major axis length (maximum major axis) of a particle measured by observation with an electron microscope such as SEM is the minor axis length. It is obtained by dividing by the length (the length of the longest part perpendicular to the major axis). When the axial length varies, a plurality of points (for example, 10 points) can be measured with an SEM and calculated from the average value. Alternatively, the same calculation result can be obtained by measuring 30 points and 100 points.
A preferred aspect ratio is 1.25 or more, more preferably 1.3 or more, and particularly preferably 1.4 or more. On the other hand, the upper limit is preferably 3.0 or less, more preferably 2.5 or less, still more preferably 2.2 or less, particularly preferably 2.0 or less, and most preferably 1.8 or less.
When the aspect ratio is in the above range, high reflectance is likely to be exhibited by scattering, and the reflection of light having a short wavelength in the near ultraviolet region is particularly large. Thereby, in the semiconductor light-emitting device using this resin molding, LED output can be improved.
In addition, the use of a white pigment having an aspect ratio in the above range is preferable in terms of molding because, for example, the mold is less worn. When the aspect ratio is larger than the above range, the mold may be worn by contact with the pigment particles. Conversely, when using a white pigment with a small aspect ratio, the packing density of the pigment in the material may be reduced. Since the height can be increased, the frequency of contact between the mold and the pigment increases, and the mold tends to wear. Furthermore, when white pigments with an aspect ratio in the above range are used, the material viscosity can be easily adjusted and adjusted to a viscosity suitable for molding, so that the molding cycle can be shortened and burrs can be prevented. An excellent material.
本発明では、アスペクト比が上記範囲であることにより、（Ｂ）白色顔料の形状からは、球状、真球状に形成されたものが除かれる。また、アスペクト比が４を超えるような極端に細長い形状のものも、かえって反射率を低下させてしまい、また、成形時に配管、スクリュー、金型等の磨耗が発生しやすくなり、磨耗による不純物の混入により、得られる樹脂成形体の反射率低下や、絶縁破壊が起こりやすくなるため、本発明では用いられない。アスペクト比が上記範囲であることで、白色顔料が金型の隙間に充填され、バリが発生しにくいが、アスペクト比が１．２未満のように球状に近くなると金型の隙間を通り抜けてバリが発生しやすくなる。
本発明では、アスペクト比が上記範囲に含まれる粒子が（Ｂ）白色顔料全体の６０体積％以上、より好ましくは７０体積％以上、特に好ましくは８０体積％以上を占めることが好ましく、必ずしも全ての（Ｂ）白色顔料が上記アスペクト比の範囲を満たさなければいけないわけではないことは当業者が当然に理解できる事項である。
In the present invention, when the aspect ratio is in the above range, the shape of (B) the white pigment excludes those formed in a spherical shape and a true spherical shape. In addition, extremely long and narrow shapes with an aspect ratio exceeding 4 also reduce the reflectivity, and wear of pipes, screws, molds, etc. is likely to occur during molding, and impurities due to wear are reduced. Since mixing tends to cause a decrease in reflectance and dielectric breakdown of the resulting resin molded body, it is not used in the present invention. When the aspect ratio is in the above range, the white pigment is filled in the gaps of the mold and burrs are less likely to occur, but when the aspect ratio is nearly spherical, such as less than 1.2, the burrs pass through the gaps of the mold. Is likely to occur.
In the present invention, the particles whose aspect ratio falls within the above range preferably occupies 60% by volume or more, more preferably 70% by volume or more, and particularly preferably 80% by volume or more of the entire white pigment (B). (B) It is a matter of course for those skilled in the art that the white pigment does not have to satisfy the above aspect ratio range.
アスペクト比を上記範囲とするためには、白色顔料の表面処理をしたり、研磨したりする等の一般的な方法を採ればよい。また、白色顔料を破砕（粉砕）して微細化することや、篩粉等により分級することによっても調整できる。 In order to set the aspect ratio within the above range, a general method such as surface treatment or polishing of the white pigment may be employed. It can also be adjusted by crushing (pulverizing) the white pigment to make it fine, or by classifying it with sieve powder or the like.
本発明に用いる（Ｂ）白色顔料は、形状が破砕形状であることが好ましく、破砕後の処理により結晶の角が少ない丸みを帯びた形状となったもの、焼成などによって生成した球状でない顔料の形状も含まれる。 The white pigment (B) used in the present invention is preferably a crushed shape, a rounded shape with few crystal corners by treatment after crushing, or a non-spherical pigment produced by firing or the like. Shape is also included.
また、本発明においては、（Ｂ）白色顔料の一次粒子径が、０．１μｍ以上２μｍ以下であるものを使用する。下限値については好ましくは０．１５μｍ以上、より好ましくは０．２μｍ以上、特に好ましくは０．２５μｍ以上であり、上限値については好ましくは１μｍ以下、更に好ましくは０．８μｍ以下、特に好ましくは０．５μｍ以下である。
一次粒子径が上記範囲である場合には、後方散乱傾向と散乱光強度を兼ね備えることで材料が高反射率を発現しやすく、特に近紫外領域等の短波長の光に対する反射が大きくなり、好ましい。
白色顔料は、一次粒子径が小さすぎると散乱光強度が小さいため反射率は低くなる傾向にあり、一次粒子径が大きすぎると散乱光強度は大きくなるが、前方散乱傾向になるため反射率は小さくなる傾向にある。
また、一次粒子径が上記範囲である場合には、成形に適した粘度への調整が容易である上、金型の磨耗が少ないなど、成形性の観点からも好ましい。一次粒子径が上記範囲よりも大きい場合、顔料粒子との接触による金型への衝撃が大きく金型の磨耗が激しくなる傾向があり、一次粒子径が上記範囲よりも小さい白色顔料を使用する場合には、材料が高粘度になりやすく、白色顔料の充填量を上げられないため、高反射等の材料特性と成形性との両立が難しくなる傾向にある。
特に、液状射出成形に好適に使用できる材料とするためには材料にある程度以上のチキソトロピー性を持たせることが必要である。一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料を組成物中に添加するとチキソトロピー性付与効果が大きく、バリやショートが少なく成形しやすい組成物とするために、粘度とチキソトロピー性を容易に調整することができる。
なお、樹脂組成物中の白色顔料の充填率を上げる等の目的で、一次粒子径が２μｍよりも大きい白色顔料を併用することもできる。
In the present invention, (B) a primary pigment having a primary particle diameter of 0.1 μm or more and 2 μm or less is used. The lower limit is preferably 0.15 μm or more, more preferably 0.2 μm or more, particularly preferably 0.25 μm or more, and the upper limit is preferably 1 μm or less, more preferably 0.8 μm or less, particularly preferably 0. .5 μm or less.
When the primary particle size is in the above range, the material is easy to express high reflectivity by combining the backscattering tendency and the scattered light intensity, and the reflection with respect to light having a short wavelength particularly in the near ultraviolet region is increased, which is preferable. .
If the primary particle diameter is too small, the white pigment tends to have low reflectance because the scattered light intensity is low.If the primary particle diameter is too large, the scattered light intensity tends to increase, but the reflectance tends to be forward scattering. It tends to be smaller.
Further, when the primary particle diameter is in the above range, it is preferable from the viewpoint of moldability, such as easy adjustment to a viscosity suitable for molding and less wear of the mold. When the primary particle diameter is larger than the above range, the impact on the mold due to contact with the pigment particles tends to be large and the wear of the mold tends to be severe, and when using a white pigment whose primary particle diameter is smaller than the above range However, since the material tends to be highly viscous and the filling amount of the white pigment cannot be increased, it tends to be difficult to achieve compatibility between material properties such as high reflection and moldability.
In particular, in order to obtain a material that can be suitably used for liquid injection molding, it is necessary that the material has a thixotropic property of a certain level or more. Adding a white pigment with a primary particle size of 0.1 μm or more and 2.0 μm or less to the composition has a large thixotropy-imparting effect and makes it easy to mold with few burrs and shorts, so viscosity and thixotropy are easy. Can be adjusted.
A white pigment having a primary particle diameter larger than 2 μm can be used in combination for the purpose of increasing the filling rate of the white pigment in the resin composition.
本発明にいう一次粒子とは粉体を構成している粒子のうち、他と明確に分離できる最小単位の個体をいい、一次粒子径はＳＥＭなどの電子顕微鏡観察により計測した一次粒子の粒子径をいう。一方、一次粒子が凝集してできる凝集粒子を二次粒子といい、二次粒子の中心粒径は粉体を適当な分散媒（例えばアルミナの場合は水）に分散させて粒度分析計等で測定した粒径をいう。一次粒子径にばらつきがある場合は、数点（例えば１０点）をＳＥＭ観察し、その平均値を粒子径としてもとめることができる。また、測定の際、個々の粒子径が球状でない場合はもっとも長い、すなわち長軸の長さを粒子径とする。
白色顔料のアスペクト比と一次粒子径は、成形後（硬化後）であっても測定することができる。ＳＥＭなどの電子顕微鏡によって成形品の断面を観察し、断面に露出した白色顔料の一次粒子径とアスペクト比を計測すればよい。
The primary particles referred to in the present invention refer to the smallest unit solids that can be clearly separated from other particles constituting the powder, and the primary particle size is the particle size of the primary particles measured by observation with an electron microscope such as SEM. Say. On the other hand, agglomerated particles formed by agglomeration of primary particles are called secondary particles. The center particle size of secondary particles is determined by dispersing the powder in a suitable dispersion medium (for example, water in the case of alumina) and using a particle size analyzer. The measured particle size. When the primary particle size varies, several points (for example, 10 points) can be observed with an SEM, and the average value can be obtained as the particle size. In the measurement, when the particle diameter is not spherical, the longest length, that is, the length of the major axis is taken as the particle diameter.
The aspect ratio and primary particle diameter of the white pigment can be measured even after molding (after curing). What is necessary is just to observe the cross section of a molded article with electron microscopes, such as SEM, and to measure the primary particle diameter and aspect ratio of the white pigment exposed to the cross section.
一方、上記白色顔料は、二次粒子の中心粒径（以下、「二次粒径」と称する場合がある。）が、０．２μｍ以上であるものが好ましく、０．３μｍ以上であるものがより好ましい。上限は１０μｍ以下であるものが好ましく、５μｍ以下であるものがより好ましく、２μｍ以下であるものが更に好ましい。
二次粒径が上記範囲である場合には、液状射出成形における成形性の観点で好ましい材料が得られ易い。また、成形に適した粘度への調整が容易で、金型の磨耗が少ない。加えて、白色顔料が金型の隙間を通過しにくいためバリが発生しにくく、かつ、金型のゲートに詰まりにくいため成形時のトラブルが起こりにくい。二次粒径が上記範囲よりも大きい場合には、白色顔料の沈降により材料が不均一となる傾向にあり、金型の磨耗やゲートの詰まりにより成形性が損なわれたり、材料の反射の均一性が損なわれたりすることがある。
なお、樹脂組成物中の白色顔料の充填率を上げる等の目的で、二次粒径が１０μｍよりも大きい白色顔料を併用することもできる。なお、中心粒径とは体積基準粒度分布曲線の体積積算値が５０％になる粒子径をいい、一般的に５０％粒子径（Ｄ50）、メディアン径と呼ばれるものを指す。
On the other hand, the white pigment preferably has a secondary particle central particle size (hereinafter sometimes referred to as “secondary particle size”) of 0.2 μm or more, and 0.3 μm or more. More preferred. The upper limit is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and even more preferably 2 μm or less.
When the secondary particle size is in the above range, a material preferable from the viewpoint of moldability in liquid injection molding is easily obtained. In addition, it is easy to adjust to a viscosity suitable for molding, and there is little wear on the mold. In addition, since the white pigment does not easily pass through the gap between the molds, burrs are not easily generated, and the mold gate is not easily clogged, so that troubles during molding hardly occur. When the secondary particle size is larger than the above range, the material tends to become non-uniform due to the precipitation of the white pigment, the moldability is impaired due to the wear of the mold or the clogging of the gate, and the reflection of the material is uniform. Sexuality may be impaired.
In addition, for the purpose of increasing the filling rate of the white pigment in the resin composition, a white pigment having a secondary particle size larger than 10 μm can be used in combination. The central particle diameter means a particle diameter at which the volume integrated value of the volume-based particle size distribution curve becomes 50%, and generally refers to what is called a 50% particle diameter (D 50 ) and a median diameter.
また、本発明における（Ｂ）白色顔料の一次粒子径ｘと二次粒子の中心粒径ｙの比ｙ／ｘは、通常１以上、好ましくは１より大きく、特に好ましくは１．２以上であり、また、通常１０以下、好ましくは５以下である。
ここで、一次粒子径ｘと二次粒子の中心粒径ｙの比ｙ／ｘが上記範囲であることにより、（Ｂ）白色顔料の好ましい形状からは、球状、真球状に形成されたもの（即ち、一次粒子がほとんど凝集しておらず、一次粒子径と二次粒子の中心粒径がほぼ等しいもの）が除かれる。
一次粒子径ｘと二次粒子の中心粒径ｙの比ｙ／ｘが上記範囲である場合には、散乱により高反射率を発現しやすく、特に近紫外領域の短波長の光の反射が大きい。これにより、かかる樹脂成形体を用いた半導体発光装置において、ＬＥＤ出力を向上させることができる。また、成形に適した材料粘度への調整も容易である。
In the present invention, the ratio y / x between the primary particle size x of the (B) white pigment and the center particle size y of the secondary particles is usually 1 or more, preferably more than 1 and particularly preferably 1.2 or more. Also, it is usually 10 or less, preferably 5 or less.
Here, since the ratio y / x of the primary particle diameter x and the center particle diameter y of the secondary particles is in the above range, (B) from a preferable shape of the white pigment, a spherical shape or a true spherical shape ( That is, the primary particles are hardly agglomerated, and the primary particle diameter and the center particle diameter of the secondary particles are substantially equal.
When the ratio y / x between the primary particle size x and the center particle size y of the secondary particles is in the above range, high reflectivity is likely to be manifested by scattering, and particularly the reflection of short-wavelength light in the near ultraviolet region is large. . Thereby, in the semiconductor light-emitting device using this resin molding, LED output can be improved. Moreover, adjustment to the material viscosity suitable for molding is also easy.
＜３．２．２．３．白色顔料の添加量＞
本発明において半導体発光装置用樹脂成形体材料中の（Ｂ）白色顔料の含有量は、使用する顔料の粒径や種類、ポリオルガノシロキサンと顔料の屈折率差により適宜選択される。（Ａ）ポリオルガノシロキサン１００重量部に対し通常２０重量部以上、好ましくは５０重量部以上、更に好ましくは１００重量部以上であり、通常９００重量部以下、好ましくは６００重量部以下、更に好ましくは４００重量部以下である。
上記範囲内であると反射率、成形性等が良好である。上記下限未満である場合には光線が透過してしまい半導体発光装置の反射効率が低下する傾向にあり、上限よりも大きい場合には材料の流動性が悪化することにより成形性が低下する傾向にある。
特に、液状射出成形に好適に使用できる材料とするためには材料にある程度以上のチキソトロピー性を持たせることが必要である。一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料を組成物中に配合すると顕著な増粘が起こり、チキソトロピー性付与効果が大きいが、そのような形状の白色顔料を組成物全体の３０重量％以上含有させることで、バリやショートが少なく成形しやすい材料にすることができ、さらに、粘度とチキソトロピー性を調整することが容易となる。
また、後述する樹脂成形体用材料の熱伝導率を０．４以上３．０以下の範囲に制御するためには、（Ｂ）白色顔料としてアルミナを樹脂成形体用材料全体量に対して４０重量部以上９０重量部以下添加することが好ましい。あるいは、（Ｂ）白色顔料として窒化硼素を樹脂成形体用材料全体量に対して３０重量部以上９０重量部以下添加することが好ましい。なお、アルミナと窒化硼素を併用してもよい。
<3.2.2.3. Addition amount of white pigment>
In the present invention, the content of the white pigment (B) in the resin molded body material for a semiconductor light-emitting device is appropriately selected depending on the particle size and type of the pigment used and the difference in refractive index between the polyorganosiloxane and the pigment. (A) 20 parts by weight or more, preferably 50 parts by weight or more, more preferably 100 parts by weight or more, and usually 900 parts by weight or less, preferably 600 parts by weight or less, more preferably 100 parts by weight or more based on polyorganosiloxane. 400 parts by weight or less.
When it is within the above range, reflectivity, moldability and the like are good. If it is less than the above lower limit, light tends to be transmitted and the reflection efficiency of the semiconductor light emitting device tends to decrease, and if it is larger than the upper limit, the fluidity of the material tends to deteriorate and the moldability tends to decrease. is there.
In particular, in order to obtain a material that can be suitably used for liquid injection molding, it is necessary that the material has a thixotropic property of a certain level or more. When a white pigment having a primary particle size of 0.1 μm or more and 2.0 μm or less is blended in the composition, remarkable thickening occurs and the effect of imparting thixotropy is great. By containing it by weight% or more, it is possible to make the material easy to be molded with few burrs and shorts, and it becomes easy to adjust the viscosity and thixotropy.
In addition, in order to control the thermal conductivity of the resin molded body material to be described later in the range of 0.4 to 3.0, (B) alumina is used as the white pigment with respect to the total amount of the resin molded body material. It is preferable to add at least 90 parts by weight. Alternatively, (B) boron nitride as a white pigment is preferably added in an amount of 30 parts by weight or more and 90 parts by weight or less based on the total amount of the resin molded material. Alumina and boron nitride may be used in combination.
＜３．２．３．（Ｃ）硬化触媒＞
本発明における（Ｃ）硬化触媒とは、（Ａ）のポリオルガノシロキサンを硬化させる触媒である。この触媒はポリオルガノシロキサンの硬化機構により付加重合用触媒、縮合重合用触媒がある。
<3.2.3. (C) Curing catalyst>
The (C) curing catalyst in the present invention is a catalyst for curing the polyorganosiloxane of (A). This catalyst includes an addition polymerization catalyst and a condensation polymerization catalyst depending on the curing mechanism of the polyorganosiloxane.
付加重合用触媒は、前記（Ｃ１）成分中のアルケニル基と（Ｃ２）成分中のヒドロシリル基とのヒドロシリル化付加反応を促進するための触媒であり、この付加重合触媒の例としては、白金黒、塩化第２白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート等の白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒などの白金族金属触媒が挙げられる。なお、この（Ｃ３）付加重合触媒の配合量は触媒量とすることができるが、通常、白金族金属として（Ｃ１）および（Ｃ２）成分の合計重量に対して通常１ｐｐｍ以上、好ましくは２ｐｐｍ以上であり、通常１００ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは２０ｐｐｍ以下である。これにより触媒活性を高いものとすることができる。 The addition polymerization catalyst is a catalyst for promoting the hydrosilylation addition reaction between the alkenyl group in the component (C1) and the hydrosilyl group in the component (C2). Examples of the addition polymerization catalyst include platinum black , Platinum chloride, chloroplatinic acid, reaction product of chloroplatinic acid and monohydric alcohol, complex of chloroplatinic acid and olefins, platinum catalyst such as platinum bisacetoacetate, palladium catalyst, rhodium catalyst, etc. And platinum group metal catalysts. The blending amount of the (C3) addition polymerization catalyst can be a catalytic amount. Usually, the platinum group metal is usually 1 ppm or more, preferably 2 ppm or more with respect to the total weight of the components (C1) and (C2). It is usually 100 ppm or less, preferably 50 ppm or less, more preferably 20 ppm or less. Thereby, catalyst activity can be made high.
縮合重合用触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸、有機酸などの酸、アンモニア、アミン類などのアルカリ、ホウ素のアルコキシド等の有機ホウ素化合物、金属キレート化合物などを用いることができ、好適なものとしてＴｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｐｔのいずれか１以上を含む金属キレート化合物を用いることができる。なかでも、金属キレート化合物は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｇａのいずれか１以上を含むものが好ましく、Ｚｒを含むものがさらに好ましく用いられる。
これらの触媒は半導体発光装置用樹脂成形体材料として配合した際の安定性、被膜の硬度、無黄変性、硬化性などを考慮して選択される。
As a catalyst for condensation polymerization, acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, organic acids, alkalis such as ammonia and amines, organic boron compounds such as boron alkoxides, metal chelate compounds, and the like can be used. A metal chelate compound containing any one or more of Ti, Ta, Zr, Al, Hf, Zn, Sn, Ga, and Pt can be used. Among them, the metal chelate compound preferably contains one or more of Ti, Al, Zn, Zr, and Ga, and more preferably contains Zr.
These catalysts are selected in consideration of stability when blended as a resin molding material for a semiconductor light emitting device, coating hardness, non-yellowing, curability and the like.
縮合重合用触媒の配合量は、上記式（３）および／または（４）で表される成分の合計重量に対して通常０．０１重量％以上、好ましくは０．０５重量％以上、一方上限は通常１０重量％以下、好ましくは６重量％以下である。
添加量が上記範囲であると半導体発光装置用樹脂成形体材料の硬化性、保存安定性が良好であり、加えて成形した樹脂成形体の品質が良好である。添加量が上限値を超えると樹脂成形体材料の保存安定性に問題が生じる場合があり、下限値未満では硬化時間が長くなり樹脂成形体の生産性が低下し、未硬化成分により樹脂成形体の品質が低下する傾向にある。
The blending amount of the condensation polymerization catalyst is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.05% by weight or more, on the other hand, based on the total weight of the components represented by the above formulas (3) and / or (4). Is usually 10% by weight or less, preferably 6% by weight or less.
When the addition amount is in the above range, the curability and storage stability of the resin molded body material for a semiconductor light emitting device are good, and the quality of the resin molded body molded in addition is good. If the added amount exceeds the upper limit value, there may be a problem in the storage stability of the resin molded body material. If it is less than the lower limit value, the curing time becomes longer and the productivity of the resin molded body decreases. There is a tendency for quality to decline.
付加重合型と縮合重合型の硬化機構を併用することも可能である。その場合には両機構に活性を持つ触媒を使用したり、付加重合用触媒と縮合重合用触媒を併用したりすることができる。 It is also possible to use an addition polymerization type and a condensation polymerization type curing mechanism in combination. In that case, a catalyst having activity in both mechanisms can be used, or an addition polymerization catalyst and a condensation polymerization catalyst can be used in combination.
＜３．２．４．（Ｄ）硬化速度制御剤＞
本発明の半導体発光装置用樹脂成形体用材料は、さらに（Ｄ）硬化速度制御剤を含有することが好ましい。ここで硬化速度制御剤とは、樹脂成形体用材料を成形する際に、その成形効率を向上させるために硬化速度を制御するためのものであり、硬化遅延剤または硬化促進剤が挙げられる。
<3.2.4. (D) Curing rate control agent>
The resin molding material for a semiconductor light emitting device of the present invention preferably further contains (D) a curing rate control agent. Here, the curing rate control agent is for controlling the curing rate in order to improve the molding efficiency when molding the resin molding material, and includes a curing retarder or a curing accelerator.
硬化遅延剤は、特に、硬化速度が速い付加重合型ポリオルガノシロキサン組成物の液状射出成形において重要な成分である。
付加重合反応における硬化遅延剤としては、脂肪族不飽和結合を含有する化合物、有機リン化合物、有機イオウ化合物、窒素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物等が挙げられ、これらを併用してもかまわない。
脂肪族不飽和結合を含有する化合物としては、３−ヒドロキシ−３−メチル−１−ブチン、３−ヒドロキシ−３−フェニル−１−ブチン、３−（トリメチルシリルオキシ）−３−メチル−１−ブチン、１−エチニル−１−シクロヘキサノール等のプロパギルアルコール類、エン−イン化合物類、ジメチルマレート等のマレイン酸エステル類等が例示される。脂肪族不飽和結合を含有する化合物の中でも、三重結合を有する化合物が好ましい。有機リン化合物としては、トリオルガノフォスフィン類、ジオルガノフォスフィン類、オルガノフォスフォン類、トリオルガノフォスファイト類等が例示される。有機イオウ化合物としては、オルガノメルカプタン類、ジオルガノスルフィド類、硫化水素、ベンゾチアゾール、チアゾール、ベンゾチアゾールジサルファイド等が例示される。窒素含有化合物としては、アンモニア、１〜３級アルキルアミン類、アリールアミン類、尿素、ヒドラジン等が例示される。スズ系化合物としては、ハロゲン化第一スズ２水和物、カルボン酸第一スズ等が例示される。有機過酸化物としては、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、過安息香酸ｔ−ブチル等が例示される。
これらの硬化遅延剤のうち、遅延活性が良好で原料入手性がよいという観点からは、ベンゾチアゾール、チアゾール、ジメチルマレート、３−ヒドロキシ−３−メチル−１−ブチン、３−（トリメチルシリルオキシ）−３−メチル−１−ブチン、１−エチニル−１−シクロヘキサノールが好ましい。
硬化遅延剤の添加量は特に限定されないが、使用する（Ｃ）硬化触媒１モルに対する好ましい添加量の下限は１０-1モル以上、より好ましくは１モル以上であり、好ましい添加量の上限は１０3モル以下、より好ましくは５０モル以下である。また、これらの硬化遅延剤は単独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。
縮合重合反応における硬化遅延剤としては、炭素数１〜５の低級アルコール、分子量５００以下のアミン類、窒素や硫黄含有する有機化合物、エポキシ基含有化合物などシラノールと反応あるいは水素結合する化合物が挙げられる。硬化遅延剤の添加量は種々設定できるが、使用する縮合型ポリオルガノシロキサンの反応性末端基１モルに対する好ましい添加量の下限は１０-1モル以上、より好ましくは１モル以上であり、好ましい添加量の上限は１０モル以下、より好ましくは５モル以下である。これらはシラノールと相互作用し、保護基として作用するので硬化速度を抑制できる。
The curing retarder is an important component particularly in liquid injection molding of an addition polymerization type polyorganosiloxane composition having a high curing rate.
Examples of the curing retarder in the addition polymerization reaction include compounds containing an aliphatic unsaturated bond, organic phosphorus compounds, organic sulfur compounds, nitrogen-containing compounds, tin compounds, organic peroxides, and the like. It doesn't matter.
Examples of the compound containing an aliphatic unsaturated bond include 3-hydroxy-3-methyl-1-butyne, 3-hydroxy-3-phenyl-1-butyne, and 3- (trimethylsilyloxy) -3-methyl-1-butyne. And propargyl alcohols such as 1-ethynyl-1-cyclohexanol, ene-yne compounds, and maleic acid esters such as dimethyl malate. Of the compounds containing an aliphatic unsaturated bond, compounds having a triple bond are preferred. Examples of the organophosphorus compound include triorganophosphine, diorganophosphine, organophosphon, and triorganophosphite. Examples of organic sulfur compounds include organomercaptans, diorganosulfides, hydrogen sulfide, benzothiazole, thiazole, benzothiazole disulfide and the like. Examples of the nitrogen-containing compound include ammonia, primary to tertiary alkylamines, arylamines, urea, hydrazine and the like. Examples of tin compounds include stannous halide dihydrate and stannous carboxylate. Examples of the organic peroxide include di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, and t-butyl perbenzoate.
Among these curing retarders, from the viewpoint of good retarding activity and good raw material availability, benzothiazole, thiazole, dimethyl malate, 3-hydroxy-3-methyl-1-butyne, 3- (trimethylsilyloxy) -3-Methyl-1-butyne and 1-ethynyl-1-cyclohexanol are preferred.
The addition amount of the curing retardant is not particularly limited, but the lower limit of the preferable addition amount relative to 1 mol of the (C) curing catalyst to be used is 10 -1 mol or more, more preferably 1 mol or more, and the upper limit of the preferable addition amount is 10 3 mol or less, more preferably 50 mol or less. Moreover, these hardening retarders may be used independently and may be used together 2 or more types.
Examples of the curing retarder in the condensation polymerization reaction include compounds having a reaction with hydrogen or a hydrogen bond, such as lower alcohols having 1 to 5 carbon atoms, amines having a molecular weight of 500 or less, organic compounds containing nitrogen or sulfur, and epoxy group-containing compounds. . Although the addition amount of the curing retarder can be variously set, the lower limit of the preferable addition amount with respect to 1 mol of the reactive end group of the condensed polyorganosiloxane to be used is 10 −1 mol or more, more preferably 1 mol or more. The upper limit of the amount is 10 mol or less, more preferably 5 mol or less. Since these interact with silanol and act as a protecting group, the curing rate can be suppressed.
硬化速度制御剤の種類や配合量を上記のように設定とすることにより、樹脂成形体用材料の成形が容易となる。例えば、金型への充填率が高くなったり、射出成形による成形時に金型からの漏れがなく、バリが発生しにくくなったりするメリットが得られる。 By setting the type and blending amount of the curing rate control agent as described above, molding of the resin molded body material becomes easy. For example, there is an advantage that the filling rate into the mold becomes high or there is no leakage from the mold when molding by injection molding, and burrs are hardly generated.
＜３．２．５．その他の成分＞
半導体発光装置用樹脂成形体用材料である熱硬化性シリコーン樹脂組成物には、上記（Ａ）ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）白色顔料、（Ｃ）硬化触媒、（Ｄ）硬化速度制御剤以外に、本発明の効果を損なわない限り、必要に応じて他の成分を１種、または２種以上を任意の比率および組み合わせで含有させることができる。
例えば、熱硬化性シリコーン樹脂組成物の流動性コントロールや白色顔料の沈降抑制の目的で、（Ｅ）流動性調整剤を含有させることができる。
（Ｅ）流動性調整剤としては、添加により熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が高くなる常温から成形温度付近で固体の粒子であれば特に限定されないが、発光素子からの光や蛍光体により波長変換された光を吸収する性質が無いか非常に小さく、成形体材料の反射率を極端に低下させないもので、光や熱による変色、変質が小さく耐久性が高いものが好ましい。
<3.2.5. Other ingredients>
The thermosetting silicone resin composition, which is a material for a resin molded body for a semiconductor light emitting device, includes, in addition to the above (A) polyorganosiloxane, (B) white pigment, (C) curing catalyst, and (D) curing rate control agent. As long as the effects of the present invention are not impaired, one or two or more other components can be contained in any ratio and combination as necessary.
For example, (E) a fluidity adjusting agent can be contained for the purpose of controlling the fluidity of the thermosetting silicone resin composition and suppressing sedimentation of the white pigment.
(E) The fluidity adjusting agent is not particularly limited as long as it is a solid particle in the vicinity of the molding temperature from the normal temperature at which the viscosity of the thermosetting silicone resin composition is increased by addition, but depending on the light from the light emitting element or the phosphor. It is preferable that it has no or very small property of absorbing wavelength-converted light and does not extremely reduce the reflectivity of the molded body material, and has little discoloration or alteration due to light or heat and high durability.
（Ｅ）流動性調整剤として具体的には、シリカ微粒子、石英ビーズ、ガラスビーズなどの無機粒子、ガラス繊維などの無機物繊維、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。また、例えば、繊維状アルミナのような、上述した本発明で用いられる特定の条件を満たす白色顔料に相当しない白色のフィラーを前述の白色顔料とは別に含有させることができる。
中でもチキソトロピー性付与効果が大きい、例えばＢＥＴ法による比表面積が５０〜３００ｍ2／ｇのようなシリカ微粒子は、組成物の粘度や粘度挙動をコントロールしやすく、好適に使用できる。石英ビーズ、ガラスビーズ、ガラス繊維などは、流動性調整剤としての効果のみならず、材料の熱硬化後の強度、靭性を高める効果や材料の線膨張係数を下げる効果も期待できるため好ましく、シリカ微粒子と併用するか単独で使用してもよい。
なお、（Ｂ）白色顔料の添加量によってもチキソ性や流動性を変化させることができるが、（Ｂ）成分の添加量を増減すると反射率が影響を受けるので、液状射出成形における流動性の調整は（Ｂ）白色顔料以外の成分を併用することにより行うことが好ましい。
Specific examples of the (E) fluidity modifier include inorganic particles such as silica fine particles, quartz beads, and glass beads, inorganic fibers such as glass fibers, boron nitride, and aluminum nitride. Further, for example, a white filler that does not correspond to a white pigment that satisfies the specific conditions used in the present invention, such as fibrous alumina, can be contained separately from the above-described white pigment.
Among them, silica fine particles having a large thixotropy-imparting effect, for example, having a specific surface area of 50 to 300 m 2 / g by the BET method, can easily control the viscosity and viscosity behavior of the composition and can be suitably used. Quartz beads, glass beads, glass fibers, etc. are preferred because they can be expected not only as an effect of fluidity control, but also as an effect of increasing the strength and toughness of the material after thermosetting and an effect of reducing the linear expansion coefficient of the material. It may be used in combination with fine particles or may be used alone.
The thixotropy and fluidity can also be changed by adding the amount of the white pigment (B), but the reflectance is affected by increasing or decreasing the amount of the component (B). The adjustment is preferably performed by using a component other than (B) the white pigment.
また、熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度を調整するため、液状増粘剤として非硬化性のポリオルガノシロキサンを（Ａ）ポリオルガノシロキサンに一部配合することができる。液状増粘剤としては、２５℃における粘度が、通常、０．００１Ｐａ・ｓ以上３Ｐａ・ｓ以下、好ましくは０．００１Ｐａ・ｓ以上１Ｐａ・ｓ以下であり、ヒドロキシル価が、通常、１．０×１０-2〜７．７×１０-5ｍｏｌ／ｇ、好ましくは１．０×１０-2〜９．５×１０-5ｍｏｌ／ｇで、一分子中に少なくとも１個のケイ素原子に結合したヒドロキシル基（すなわち、シラノール基）を含有する、直鎖状オルガノポリシロキサンが好ましい。
この液状増粘剤に用いられるポリオルガノシロキサンは、分子中にアルケニル基および／またはＳｉＨ基等のヒドロシリル化付加反応に関与する官能性基を含有しない（即ち非硬化性の）ものであり、分子中のヒドロキシル基は分子鎖末端のケイ素原子に結合したものであっても、分子鎖非末端（分子鎖途中）のケイ素原子に結合したものであっても、これらの両方に結合したものであってもよいが、好ましくは分子鎖両末端のケイ素原子に結合したヒドロキシル基を含有する直鎖状オルガノポリシロキサン（すなわち、ポリ（α、ω‐ジヒドロキシジオルガノシロキサン））であることが望ましい。
液状増粘剤としてのポリオルガノシロキサンの配合量は（Ａ）ポリオルガノシロキサン全体を１００重量部とした時、通常、０〜１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部、より好ましくは０．５〜３重量部程度とすることができる。
Further, in order to adjust the viscosity of the thermosetting silicone resin composition, a non-curable polyorganosiloxane can be partially blended with the (A) polyorganosiloxane as a liquid thickener. As the liquid thickener, the viscosity at 25 ° C. is usually 0.001 Pa · s to 3 Pa · s, preferably 0.001 Pa · s to 1 Pa · s, and the hydroxyl value is usually 1.0. × 10 −2 to 7.7 × 10 −5 mol / g, preferably 1.0 × 10 −2 to 9.5 × 10 −5 mol / g, bonded to at least one silicon atom in one molecule A linear organopolysiloxane containing a hydroxyl group (ie, a silanol group) is preferred.
The polyorganosiloxane used in this liquid thickener does not contain a functional group involved in the hydrosilylation addition reaction such as an alkenyl group and / or SiH group in the molecule (that is, non-curable) The hydroxyl group inside is bonded to the silicon atom at the end of the molecular chain or bonded to the silicon atom at the non-end of the molecular chain (in the middle of the molecular chain). However, a linear organopolysiloxane containing hydroxyl groups bonded to silicon atoms at both ends of the molecular chain (that is, poly (α, ω-dihydroxydiorganosiloxane)) is desirable.
The blending amount of the polyorganosiloxane as the liquid thickener is usually 0 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0, when the total amount of the polyorganosiloxane (A) is 100 parts by weight. About 5 to 3 parts by weight.
なお、本発明のパッケージにおける上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物が（Ｅ）流動調整剤を含有する場合において、該樹脂組成物中の（Ｂ）白色顔料及び（Ｅ）流動性調整剤の合計含有量は、５０重量％以上であることが好ましく、６０重量％以上であることがより好ましく、６５重量％以上であることが特に好ましく、また、８５重量％以下であることが好ましく、８０重量％以下であることがより好ましい。前記合計含有割合がこれより多いと熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が高くなりすぎ流動性が劣るため、材料移送ができなくなったり成形時にショートが起きやすくなったりする。また、これより少ないと薄肉時の反射率が低くなったり、低粘度となるため成形時のバリやかぶりが起きやすくなったりする。
上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物における（Ａ）ポリオルガノシロキサンの含有量は、通常、樹脂組成物全体の１５重量％以上、５０重量％以下であり、好ましくは２０重量％以上、４０重量％以下であり、より好ましくは２５重量％以上、３５重量％以下である。なお、該樹脂組成物中に含まれる（Ｄ）硬化速度制御剤やその他成分である液状増粘剤がポリオルガノシロキサンである場合は上記（Ａ）の含有量に含まれるものとする。
上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物における（Ｂ）白色顔料の含有量は、該樹脂組成物が、樹脂成形体用材料として用いることができる範囲であれば限定されないが、通常樹脂組成物全体の３０重量％以上８５重量%以下であり、好ましくは４０重量％以上８０重量％以下であり、より好ましくは４５重量％以上７０重量％以下である。
上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物における（Ｅ）流動性調整剤の含有量は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば限定されないが、通常樹脂組成物全体の５５重量％以下であり、好ましくは２重量％以上５０重量％以下であり、より好ましくは５重量％以上４５重量％以下である。
In addition, when the said thermosetting silicone resin composition in the package of this invention contains (E) flow control agent, the total content of (B) white pigment and (E) flow control agent in this resin composition The amount is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, particularly preferably 65% by weight or more, and preferably 85% by weight or less, 80% by weight. The following is more preferable. If the total content is higher than this, the viscosity of the thermosetting silicone resin composition becomes too high and the fluidity is inferior, so that the material cannot be transferred or a short circuit is likely to occur during molding. On the other hand, if it is less than this, the reflectivity at the time of thin wall becomes low, or the viscosity becomes low, so that burrs and fogging at the time of molding tend to occur.
The content of (A) polyorganosiloxane in the thermosetting silicone resin composition is usually 15% by weight or more and 50% by weight or less, preferably 20% by weight or more and 40% by weight or less of the entire resin composition. More preferably, it is 25% by weight or more and 35% by weight or less. In addition, when the liquid thickener which is (D) hardening rate control agent and other components contained in this resin composition is polyorganosiloxane, it shall be contained in content of said (A).
The content of the (B) white pigment in the thermosetting silicone resin composition is not limited as long as the resin composition can be used as a material for a resin molded body, but usually 30 of the entire resin composition. % By weight to 85% by weight, preferably 40% to 80% by weight, more preferably 45% to 70% by weight.
The content of the (E) fluidity modifier in the thermosetting silicone resin composition is not limited as long as it does not impair the effects of the present invention, but is usually 55% by weight or less of the entire resin composition, preferably Is 2 wt% or more and 50 wt% or less, more preferably 5 wt% or more and 45 wt% or less.
また、（Ａ）乃至（Ｅ）成分以外にも、上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物には、熱硬化後の強度、靭性を高める目的で、ガラス繊維などの無機物繊維を含有させてもよく、また、熱伝導性を高めたるため、熱伝導率の高い窒化ホウ素、窒化アルミ、繊維状アルミナ等を前述の白色顔料とは別に含有させることができる。その他、硬化物の線膨張係数を下げる目的で、球状シリカ、石英ビーズ、ガラスビーズ等を含有させることができる。
液状射出成形により成形を行う場合にはこれらの無機粒子の粒子径は通常０．３μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、０．４μｍ以上８μｍ以下がさらに好ましい。粒子径がこの範囲より大きいと金型磨耗、ノズル詰まり、ショートなどが起きやすくなる。また、粒子径がこの範囲より小さいと熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が高くなり、加工性に影響する。これらの無機粒子は目的に応じて複数の種類を併用してもよいし、充填率を上げる等の目的により粒子径の異なる同一種の無機粒子を使用してもよい。
これらを添加する場合の含有量は、少なすぎると目的の効果か得られず、多すぎると熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が上がり、加工性に影響するので、十分な効果が発現し、材料の加工性を損なわない範囲で適宜選択できる。通常、ポリオルガノシロキサン１００重量部に対し５００重量部以下、好ましくは２００重量部以下である。
In addition to the components (A) to (E), the thermosetting silicone resin composition may contain inorganic fibers such as glass fibers for the purpose of increasing strength and toughness after thermosetting, Moreover, in order to improve thermal conductivity, boron nitride, aluminum nitride, fibrous alumina, etc. with high thermal conductivity can be contained separately from the aforementioned white pigment. In addition, spherical silica, quartz beads, glass beads and the like can be contained for the purpose of reducing the linear expansion coefficient of the cured product.
In the case of molding by liquid injection molding, the particle diameter of these inorganic particles is usually preferably from 0.3 μm to 10 μm, more preferably from 0.4 μm to 8 μm. When the particle diameter is larger than this range, mold wear, nozzle clogging, short circuit, etc. are likely to occur. On the other hand, if the particle diameter is smaller than this range, the viscosity of the thermosetting silicone resin composition becomes high, which affects workability. These inorganic particles may be used in combination of a plurality of types according to the purpose, or the same type of inorganic particles having different particle diameters may be used for the purpose of increasing the filling rate.
If the content when adding these is too small, the desired effect can not be obtained, and if it is too large, the viscosity of the thermosetting silicone resin composition increases and affects the workability, so a sufficient effect is expressed. It can select suitably in the range which does not impair the workability of material. Usually, it is 500 parts by weight or less, preferably 200 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polyorganosiloxane.
また、上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物中には、その他、イオンマイグレーション（エレクトロケミカルマイグレーション)防止剤、老化防止剤、ラジカル禁止剤、紫外線吸収剤、接着性改良剤、難燃剤、界面活性剤、保存安定改良剤、オゾン劣化防止剤、光安定剤、増粘剤、可塑剤、カップリング剤、酸化防止剤、熱安定剤、導電性付与剤、帯電防止剤、放射線遮断剤、核剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、金属不活性化剤、物性調整剤などを本発明の目的および効果を損なわない範囲において含有させることができる。 In addition, the thermosetting silicone resin composition includes an ion migration (electrochemical migration) inhibitor, an anti-aging agent, a radical inhibitor, an ultraviolet absorber, an adhesion improver, a flame retardant, a surfactant, Storage Stabilizer, Ozone Degradation Prevention Agent, Light Stabilizer, Thickener, Plasticizer, Coupling Agent, Antioxidant, Thermal Stabilizer, Conductivity Adder, Antistatic Agent, Radiation Blocker, Nucleating Agent, Phosphorus A system peroxide decomposer, a lubricant, a pigment, a metal deactivator, a physical property modifier, and the like can be contained within a range that does not impair the object and effect of the present invention.
＜４．本発明の半導体発光装置＞
以下、既に図１及び図２に例をとって説明した実施態様以外の本発明の半導体発光装置用パッケージ及びそれを用いた半導体発光装置の具体的な実施形態を図を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
<4. Semiconductor Light Emitting Device of the Present Invention>
Hereinafter, specific embodiments of the package for a semiconductor light emitting device of the present invention and the semiconductor light emitting device using the same other than the embodiment already described with reference to FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change arbitrarily and can implement.
＜４．１．図３の実施形態＞
図３の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。図１及び図２の実施形態に係る半導体発光装置と同様な構成を採る部分については説明を省略する（以下、同じ）。
<4.1. Embodiment of FIG. 3>
A semiconductor light emitting device according to the embodiment of FIG. 3 will be described. The description of the portion having the same configuration as that of the semiconductor light emitting device according to the embodiment of FIGS. 1 and 2 is omitted (the same applies hereinafter).
図３として概略断面図が示される半導体発光装置１Ａは、発光素子実装の自由度を高め、リード１１，１２による熱伝導性を生かすため底面における電極部分の露出面積を大きく取ったものである。インナーリード部１１ａ，１２ａの裏面にも樹脂成形体１３を配置し一体的に成形することにより、リード１１，１２と樹脂成形体１３が剥離しにくく機械的強度に優れたパッケージとすることができる。また、インナーリード部１１ａ，１２ａの上に発光素子２０が直接載置されているのでリード１１，１２を介するパッケージ１０外部への放熱効率が高い。封止部３０は発光素子の発光波長を直接利用する場合には透明な封止材で封止される。発光素子２０の発光の一部又は全部を波長変換し、必要に応じ発光素子２０の発光波長と混色して発光させるときには封止部３０は波長変換物質として有機又は無機の蛍光体を含有していてもよい。蛍光体が発光素子の熱や光、電界により劣化しやすい場合には、凹部の底面から開口面に向かって蛍光体の濃度が高くなる配置としてもよい。パッケージ凹部内に露出する樹脂成形体１３として、上述の熱硬化性シリコーン樹脂組成物を使用しているため、反射率に優れ、高い輝度を得ることができる。
A semiconductor
＜４．２．図４の実施形態＞
図４の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図４として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｂは、図３に比べ、第１のリード１１、第２のリード１２の各インナーリード部の露出を少なくし、樹脂成形体による光の反射効率の向上を図ったものである。インナーリード部が着色劣化しやすい銀メッキ表面である場合や反射率に劣る金メッキ表面である場合には特に、長期にわたり高い反射率を維持し、高効率の半導体発光装置を得ることができる。
<4.2. Embodiment of FIG. 4>
A semiconductor light emitting device according to the embodiment of FIG. 4 will be described.
The semiconductor
＜４．３．図５の実施形態＞
図５の半導体発光装置について説明する。
図５として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｃは、図３の半導体発光装置１Ａに比べ、第１のリード１１、第２のリード１２のインナーリード部１１ａ，１２ａの露出を少なくした例であり、また、発光素子２０からの光や熱、電界による蛍光体の劣化を防止するため、発光物質を含む蛍光体層６０を発光素子２０から離して設置した、リモートフォスファー態様の例である。
インナーリード部１１ａ，１２ａの面積を確保しつつ電気的接続をする部分のみが底面に露出した構造とすることにより、高い反射率と熱伝導率を両立したパッケージ１０とすることができる。樹脂成形体１３を構成する熱硬化性シリコーン樹脂組成物は熱伝導率が高く薄層でも高い反射率を有するのでこのような態様に適している。発光素子２０は樹脂成形体１３の上に戴置されているが、１Ｗ以上の大型発光素子搭載時など放熱が重要な場合には、インナーリード部１１ａにおける発光素子２０直下の部分も露出させ絶縁性ダイボンド材により直接接着してもよい。なお上下導通をとる発光素子の場合にはインナーリード部１１ａにおける発光素子２０直下の部分を露出させ半田や導電性のダイボンド材にて発光素子２０を接着する。
蛍光体層６０は、封止材３０が蛍光体を含有しない場合に必要に応じて設けることができる。ポッティングや印刷、一括成形により透明封止層の上に直接塗布しても、ポリカーボネートやＰＥＴ・ガラスなどガス透過性が低い透明基体に蛍光体層６０を塗布した窓材や蛍光体含有樹脂成形物などを別途準備しパッケージ開口部に貼り付けてもよい。図５での蛍光体層６０は平板状となっているが、必要に応じ凸レンズ状や中空ドーム状の成形物であってもよい。蛍光体を発光素子２０から離すことにより蛍光体の光劣化に起因する輝度低下を抑制することが可能であり、蛍光体層６０の厚みを一定にできることで発光装置の発光の面内分布を抑え、色のばらつきの少ない高輝度の発光装置を得ることができる。
<4.3. Embodiment of FIG. 5>
The semiconductor light emitting device of FIG. 5 will be described.
The semiconductor
By adopting a structure in which only the portion to be electrically connected is exposed on the bottom surface while ensuring the area of the
The
＜４．４．図６及び図７の実施形態＞
図６及び図７の半導体発光装置について説明する。図６及び図７の概略断面図は、カップ型のリフレクタを設けていないチップオンボード実装型の実施態様に関する例である。
<4.4. Embodiment of FIGS. 6 and 7>
The semiconductor light emitting device of FIGS. 6 and 7 will be described. The schematic cross-sectional views of FIGS. 6 and 7 are examples relating to a chip-on-board mounting type embodiment in which a cup-type reflector is not provided.
図６及び図７の半導体発光装置１Ｄ，１Ｅは、チップオンボード（ＣＯＢ）用基板上に設けられたものであり、リードフレームの代わりに配線基板７０を用いて反射材となる樹脂成形体１３と一体的に成形するものである。なお、半導体発光装置１Ｄ，１Ｅはカップ型のリフレクタを設けないが、図１〜５と同様のカップ型のリフレクタを設けることもできる。
これらの態様でも、リード１１，１２は、ワイヤ４０を介して発光素子２０と接続部で接続している。リード１１，１２のうち、封止部３０の中にあり発光素子２０とダイボンド材又はワイヤ、バンプなどにより直接電気的接続をとる部位がインナーリード部１１ａ，１２ａ、封止部３０の外に露出し、外部配線基板等の電極と電気的接続を取る部位がアウターリード部１１ｂ，１２ｂに相当する。また、これらの態様では、リード１１，１２の一部が樹脂成形体１３により被覆されている。樹脂成形体１３は、白色の絶縁層としての機能も有しており、この厚さを大きくすることもできる。
なお、発光素子２０は複数存在してもよい。封止材により、複数の実装部を一括に封止してもよい。
封止部３０は使用目的により透明であっても、蛍光体を含有していてもよく、リフレクタや堰部を用いない場合には金型成形により一括封止されていてもよい。チップオンボード型では配線基板７０上に直接発光装置部を設けることができるので、表面実装の手間が省け発光素子から配線基板７０への放熱をとりやすいメリットがある。アウターリード部は配線基板７０の発光素子搭載側と同じ面に露出していてもよいが、実装後のパッケージを配線基板ごと分割し個片化して用いる場合など、他の配線基板上に表面実装する必要がある場合にはパッケージを構成する配線基板にスルーホールなどを設けて裏面に電気的導通を取り、発光装置裏面にアウターリード部を設けることができる。
なお、図６は、配線基板７０を構成するベース基板８０としてアルミニウムや銅などの金属を含む材料を用いた態様である。絶縁層５０は透明であっても反射材としての機能をも有していてもよく、高放熱機能をも有していることが好ましい。ベース基板８０には絶縁層と反射材層を兼ねて樹脂成形体１３と同じ熱硬化性シリコーン樹脂組成物を用いてもよい。また、アルミニウムなどのメタル基板を用いる場合には絶縁体５０からなる層として増反射構造を有する絶縁性の透明多層膜が蒸着などにより形成されていてもよい。
また、図７は、配線基板７０を構成するベース基板８０としてセラミックス（ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3）や本発明に用いられる熱硬化性シリコーン樹脂組成物を始めとした樹脂組成物などの絶縁体から構成された絶縁性基板を用いる態様である。使用する発光素子の発熱量が大きく基板材料の熱伝導性が十分でない場合には、必要に応じ発光素子直下に金属材料を含むヒートシンク部９０を設けることができる。
The semiconductor
Also in these embodiments, the
A plurality of
The sealing
FIG. 6 shows an aspect in which a material containing a metal such as aluminum or copper is used as the
FIG. 7 shows an insulating material such as a ceramic composition (AlN, Al 2 O 3 ) or a thermosetting silicone resin composition used in the present invention as a
＜４．５．図８の実施形態＞
図８の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図８として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｆは、図４の半導体発光装置１Ｂに比べ、発光素子２０と第１のリード１１、第２のリード１２の電気的接続部を離した構造を有する。このことにより、発光素子２０からの電界、熱、光などの影響により発光素子２０直近の電極の金属（銀等）メッキの着色による輝度低下を抑えることができる。
<4.5. Embodiment of FIG. 8>
A semiconductor light emitting device according to the embodiment of FIG. 8 will be described.
The semiconductor
＜４．６．図９の実施形態＞
図９の実施形態に係る半導体発光装置について説明する。
図９として概略断面図が示される半導体発光装置１Ｇは、リード１１，１２と樹脂成形体１３とから構成されるパッケージ１０の構造が液状射出成形（ＬＩＭ）法に適しており、また、放熱が良好な構成となっている。
本発明のパッケージ成形においてはパッケージ材バインダとなるシリコーン樹脂が従来のエンプラ樹脂と比較して柔らかくタックがあるため型離れしにくかったり、成形体の薄肉部が離型時に千切れて型内に残ったりして連続成形を妨げる要因となりやすい。そのため、側面リフレクタ部の上縁やパッケージの角は角部を無くし曲面に近い形状とすることが好ましい。また、リフレクタの内壁面及び外壁面はパッケージ底面から離れるほどリフレクタが肉薄となるように、パッケージ底面に対して垂直に立ち上げた線から３±１度程度の傾斜を有することが好ましい。また、リードフレーム型では成形・型抜け時、パーツフィーダー・ロボットアーム等によるパッケージ個片移送時、また発光素子実装時などにパッケージへのねじり外力がかかりリードが成形体から剥離・脱落することがあるので、正負のインナーリードは例えばパッケージ上から見て凸型と凹型のようにパッケージ底面において相互に入りこみ、ねじり応力やワイヤボンディング時の局部応力に対して強い構造となっていることが好ましい。さらに、リードフレームは上下から成形体に挟まれた部分の面積が多い構造であることが好ましく、図９の実施態様では側面部と底面部の樹脂成形体がアウターリードを挟む構造になっている。
リードフレームがあらかじめ折り曲げてあると図３、図４等のように成形後に折り曲げ加工するよりパッケージとリードフレームの界面に応力がかからず破損しにくいため好ましい。本実施態様においてはアウターリードは完成形状に予め折り曲げてあり、かつアウターリード裏面はパッケージ実装面と同一平面上にあり、実装安定性が高く放熱が良好である。
<4.6. Embodiment of FIG. 9>
A semiconductor light emitting device according to the embodiment of FIG. 9 will be described.
In the semiconductor
In the package molding of the present invention, the silicone resin used as the package material binder is soft and tacky as compared with the conventional engineering plastic resin, so it is difficult to separate the mold, or the thin part of the molded body is cut off at the time of mold release and remains in the mold. It tends to be a factor that hinders continuous molding. For this reason, it is preferable that the upper edge of the side reflector part and the corner of the package have a shape close to a curved surface with no corners. In addition, it is preferable that the inner wall surface and the outer wall surface of the reflector have an inclination of about 3 ± 1 degrees from a line raised perpendicularly to the package bottom surface so that the reflector becomes thinner as the distance from the package bottom surface increases. In addition, when the lead frame mold is molded or removed, when a package piece is transferred by a parts feeder or robot arm, or when a light emitting element is mounted, the torsional external force is applied to the package, and the lead may be peeled off from the molded body. For this reason, it is preferable that the positive and negative inner leads enter into each other at the bottom of the package, for example, a convex shape and a concave shape when viewed from the top of the package, and have a structure strong against torsional stress and local stress during wire bonding. Furthermore, the lead frame preferably has a structure with a large area between the upper and lower portions of the molded body. In the embodiment of FIG. 9, the resin molded body on the side surface portion and the bottom surface portion sandwiches the outer lead. .
It is preferable that the lead frame is bent in advance because stress is not applied to the interface between the package and the lead frame, and the lead frame is less likely to break than bending after forming as shown in FIGS. In this embodiment, the outer lead is bent in advance into a completed shape, and the back surface of the outer lead is on the same plane as the package mounting surface, so that mounting stability is high and heat dissipation is good.
＜５．半導体発光装置用パッケージ及び半導体発光装置の製造方法＞
本発明の半導体発光装置用パッケージを有してなる半導体発光装置の製造方法について説明する。図１０（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造工程を示す概略断面図である。
<5. Semiconductor Light Emitting Device Package and Semiconductor Light Emitting Device Manufacturing Method>
A method for manufacturing a semiconductor light emitting device having the package for a semiconductor light emitting device of the present invention will be described. 10A to 10E are schematic cross-sectional views illustrating the manufacturing steps of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment.
まず、第１の工程として、パッケージ１０の凹部１４の底面１４ａに対応する第１及び第２のリードを、下金型１００と上金型１１０とで挟み込む。
First, as a first step, the first and second leads corresponding to the
下金型１００には、パッケージ１０の樹脂成形体１３の形状に対応する凹部１００ｂ及び前記パッケージにおける凹部１４の形状に対応する凸部１００ａが形成されている。
ここで、凹部１４の底面１４ａに対応する凸部１００ａの平坦面１００ｃは、第１のインナーリード部１１ａ及び第２のインナーリード部１２ａと接触するように形成されている。
The
Here, the
次いで、第２の工程として、下金型１００と上金型１１０との隙間で形成される空間部分に射出成形機を用いて前述した液状の熱硬化性シリコーン樹脂組成物を注入・成形する。
Next, as a second step, the liquid thermosetting silicone resin composition described above is injected and molded into the space formed by the gap between the
この工程では、液状の上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物の供給はペール缶などの所定の容器から圧送する等の方法により行われる。熱硬化性シリコーン樹脂組成物は一液型、二液型を問わず、ペールポンプ（ドラムポンプ）を用いて計量プランジャ又は、計量スクリュー部へ組成物をいったん圧送し、次に予熱された金型内に計量プランジャ（又は計量スクリュー）から所定量射出される。二液型の場合には、一液型用のペールポンプ（ドラムポンプ）２台を同軸にしてプランジャを同時に操作させる方式や、油圧機構によってリンクさせ同時に操作させる方式などにより二成分を同時に計量し、混合装置を経由して計量プランジャ（又は計量スクリュー）より射出すればよい。計量誤差を低減させるため、二つの成分は容量比で１：１に近いことが好ましく、均一に混合するためにはそれぞれの粘度も同じ程度にすることが好ましい。続いて下金型１００と上金型１１０とを所定の温度に加熱し、射出された第１の熱硬化性樹脂を硬化させる。
In this step, the liquid thermosetting silicone resin composition is supplied by a method such as pressure feeding from a predetermined container such as a pail can. The thermosetting silicone resin composition is either a one-pack type or a two-pack type, and once the composition is pumped to a metering plunger or metering screw part using a pail pump (drum pump), then a preheated mold A predetermined amount is injected from the measuring plunger (or measuring screw). In the case of the two-component type, the two components are measured simultaneously by a method in which two single-component pail pumps (drum pumps) are coaxially operated and the plunger is operated simultaneously, or by a method linked and operated by a hydraulic mechanism. Then, it may be injected from the measuring plunger (or measuring screw) via the mixing device. In order to reduce measurement errors, the two components are preferably close to a volume ratio of 1: 1, and in order to mix uniformly, the respective viscosities are preferably set to the same level. Subsequently, the
第１のインナーリード部１１ａ及び第２のインナーリード部１２ａ（インナーリード部１１ａ、１２ａの裏面に樹脂成形体が接する場合には、第１のアウターリード部１１ｂと第２のアウターリード部１２ｂ）を金型で挟み込むため、上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出する際にこれらのリードがばたつくことがなく、バリの発生を抑制できる。なお、必要に応じ、インナーリード部１１ａ，１２ａの裏面を支えるための支持ピンを用いることができる。
1st inner
ここで、第２の工程の射出成形圧力が１０〜２０００ｋｇ／ｃｍ2であることが好ましい。射出成形圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2未満では、液状硬化性組成物の金型内での流れが遅く、硬化が先行して未充填（ショート）が発生する恐れがあり、２０００ｋｇ／ｃｍ2を超えると液状硬化性組成物の流れが速すぎて薄肉部などに未充填が生じる充填むらが発生したり、残留応力により成形品が膨張し型離れが悪くなる恐れがある。
さらに液状射出成形機のシリンダー温度は０℃〜１００℃であることが好ましい。シリンダー温度が０℃未満では、液状熱硬化性組成物に結露水が混入、凍結し除去できなくなる可能性があり、１００℃を超えると液状熱硬化性組成物の硬化反応が過度に進行し、増粘する可能性がある。
Here, the injection molding pressure in the second step is preferably 10 to 2000 kg / cm 2 . When the injection molding pressure is less than 10 kg / cm 2 , the flow of the liquid curable composition in the mold is slow, and there is a possibility that unfilling (short) may occur due to curing, and when the pressure exceeds 2000 kg / cm 2. There is a possibility that the flow of the liquid curable composition is too fast and filling unevenness in which the thin portion or the like is unfilled occurs, or the molded product expands due to residual stress, resulting in poor mold release.
Furthermore, the cylinder temperature of the liquid injection molding machine is preferably 0 ° C to 100 ° C. If the cylinder temperature is less than 0 ° C., the condensed water may be mixed into the liquid thermosetting composition and may be frozen and cannot be removed. If the temperature exceeds 100 ° C., the curing reaction of the liquid thermosetting composition proceeds excessively, There is a possibility of thickening.
さらに、上記液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物の粘度が、１０Ｐａ・ｓ〜１００００Ｐａ・ｓ（２５℃、剪断速度１００／ｓ）であると、半導体装置用樹脂成形体の生産効率が高くなる。
なお、前述の通り、チキソトロピー性の観点から、本発明の半導体発光装置用樹脂成形体における液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物は、２５℃での剪断速度１００ｓ-1での粘度に対する２５℃での剪断速度１ｓ-1での粘度の比（１ｓ-1／１００ｓ-1）が１５以上であることが好ましく、２０以上であることがより好ましく、３０以上であることが特に好ましい。一方、上限は、５００以下であることが好ましく、３００以下であることがより好ましい。
Furthermore, when the viscosity of the liquid thermosetting silicone resin composition is 10 Pa · s to 10000 Pa · s (25 ° C.,
As described above, from the viewpoint of thixotropy, the liquid thermosetting silicone resin composition in the resin molded body for a semiconductor light emitting device of the present invention has a viscosity at 25 ° C. with respect to the viscosity at a shear rate of 100 s −1 at 25 ° C. The viscosity ratio (1 s -1 / 100 s -1 ) at a shear rate of 1 s -1 is preferably 15 or more, more preferably 20 or more, and particularly preferably 30 or more. On the other hand, the upper limit is preferably 500 or less, and more preferably 300 or less.
このような好適範囲に上記粘度を制御し、液状射出成形（ＬＩＭ成形）に好適に使用できるようにするためには、前述の通り、液状樹脂組成物に一定以上のチキソトロピー性を持たせることが好ましい。例えば、一次粒径０．１μｍ以上２．０μｍ以下の前述の（Ｂ）白色顔料のような微粒子を液状樹脂組成物中に、３０重量％以上となるように含有させることが好ましい。 In order to control the above-mentioned viscosity within such a preferable range so that it can be suitably used for liquid injection molding (LIM molding), as described above, the liquid resin composition should have a thixotropic property of a certain level or more. preferable. For example, it is preferable to contain fine particles such as the above-mentioned white pigment (B) having a primary particle size of 0.1 μm or more and 2.0 μm or less in the liquid resin composition so as to be 30% by weight or more.
次いで、第３の工程として、射出・注入された上記熱硬化性シリコーン樹脂組成物を加熱・硬化して、底面１４ａと側面１４ｂとを持つ凹部１４を有する樹脂成形体１３が得られる。
この加熱・硬化工程の温度や時間等の条件は、バリやショートモールドを低減し、離型をよくする観点からは、液状射出成形時の硬化温度及び時間がそれぞれ、１２０℃〜２３０℃及び３秒〜１０分間であることが好ましい。必要に応じてポストキュアを行ってもよい。
液状射出成形時の硬化温度がこの範囲より高いと、樹脂の分解劣化や、硬化速度が速すぎることに起因する未充填を引き起こす可能性がある。また硬化温度がこの範囲より低いと、硬化に時間がかかり生産性が低下したり硬化不足により型離れが悪化したりする可能性がある。また、硬化時間は熱硬化性シリコーン樹脂組成物のゲル化速度や硬化速度に応じて適宜選択すればよいが、３秒以上１０分以下が好ましく、より好ましくは５秒以上２００秒以下、さらに好ましくは１０秒以上６０秒以下である。硬化時間が上記範囲より短いと硬化不足が生じ型離れが悪化する可能性がある。また、硬化時間が上記範囲より長いと生産性が低下し、液状射出成形の利点を生かせなくなる。
Next, as a third step, the injected and injected thermosetting silicone resin composition is heated and cured to obtain a resin molded
From the viewpoint of reducing burrs and short molds and improving mold release, the conditions such as the temperature and time of the heating / curing process are 120 ° C. to 230 ° C. and 3 ° C., respectively. It is preferable that it is for 10 seconds. You may post-cure as needed.
If the curing temperature at the time of liquid injection molding is higher than this range, there is a possibility of causing degradation of the resin and unfilling due to the too high curing rate. On the other hand, when the curing temperature is lower than this range, it takes a long time to cure and the productivity may be lowered, or the mold release may be deteriorated due to insufficient curing. The curing time may be appropriately selected according to the gelation rate and curing rate of the thermosetting silicone resin composition, but is preferably 3 seconds to 10 minutes, more preferably 5 seconds to 200 seconds, and still more preferably Is 10 seconds or more and 60 seconds or less. If the curing time is shorter than the above range, insufficient curing may occur and mold release may deteriorate. Further, if the curing time is longer than the above range, the productivity is lowered and the advantages of liquid injection molding cannot be utilized.
これにより第１のリード１１、第２のリード１２、及び、樹脂成形体１３が一体的に成形された、底面１４ａと側面１４ｂとを持つ凹部１４を有する、本発明の半導体発光装置用パッケージを提供することができる。
Thus, the package for the semiconductor light emitting device of the present invention having the
次いで、第４の工程として、発光素子２０を載置するため、下金型１００及び上金型１１０を取り外す。
Next, as a fourth step, the
次いで、第５の工程として、以下を行う。
発光素子２０を第１のインナーリード部１１ａに載置し、ワイヤ４０を介して発光素子２０が持つ第１の電極２１と第１のインナーリード部１１ａとを電気的に接続する。
Next, the following is performed as the fifth step.
The
ただし、発光素子２０が上面と下面に電極を持つ場合は、ワイヤを用いず、ダイボンディングのみで電気的接続をとってもよい。次に発光素子２０の第２の電極２２と第２のインナーリード部１２ａとをワイヤ４０を介して電気的に接続する。
However, when the
次いで、第６の工程として、発光素子２０が載置された凹部１４内に封止材用熱硬化性樹脂組成物を装入する。
Next, as a sixth step, a thermosetting resin composition for a sealing material is inserted into the
この封止材用熱硬化性樹脂組成物の装入は、滴下法や射出法、押出法などを用いることができるが、滴下法によることが好ましい。滴下することにより凹部１４内に残存する空気を効率的に排出することができるからである。封止材用熱硬化性樹脂組成物は、蛍光体を含むものが好ましい。これにより半導体発光装置の色調調整を容易にすることができる。
The thermosetting resin composition for a sealing material can be charged by a dropping method, an injection method, an extrusion method, or the like, preferably by a dropping method. This is because the air remaining in the
次いで、第７の工程として、封止材用熱硬化性樹脂組成物を加熱・硬化して、封止材３０を成形する。
Next, as a seventh step, the sealing
このような手順により、量産性よく、耐熱性、耐光性、密着性等に優れた半導体発光装置を製造することができる。また、樹脂成形体を製造する際、樹脂組成物の流動性が良好なためバリ発生が問題となるが上金型と下金型でこれらリードをしっかり挟み込むためバリが発生しにくい。そして、挟み込んだリードは露出するので、この露出部分に発光素子を載置したり、発光素子が持つ電極とリードとをワイヤ等で接続したりすることができる。
特に、半導体発光装置用樹脂成形体１３の材質である熱硬化性シリコーン樹脂組成物と封止材３０の材料である封止材用熱硬化性樹脂組成物とは、共に熱硬化性樹脂をベースとするため、密着性が良好で半導体発光装置用樹脂成形体１３と封止材３０との界面の剥離が生じにくく、耐熱性、耐光性、密着性等に優れた半導体発光装置を提供することができる。
By such a procedure, a semiconductor light emitting device excellent in heat resistance, light resistance, adhesion and the like can be manufactured with high productivity. Further, when the resin molded body is manufactured, burrs are a problem because the flowability of the resin composition is good, but burrs are hardly generated because these leads are firmly sandwiched between the upper mold and the lower mold. Since the sandwiched lead is exposed, the light emitting element can be placed on the exposed portion, or the electrode and the lead of the light emitting element can be connected with a wire or the like.
In particular, the thermosetting silicone resin composition that is the material of the resin molded
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is changed.
実施例１として、樹脂成形体用樹脂として後述する液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）を用いた熱硬化性シリコーン樹脂組成物を使用し、半導体発光装置用パッケージを作製した。また、同熱硬化性シリコーン樹脂組成物を用いて、各々試験片を成形した。
また、比較例１として、ポリフタルアミド樹脂組成物（チタニア系顔料、ガラス繊維を含有）である、ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製アモデルＡ４１２２を用いて製造された市販品のパッケージ及び試験片を使用した。
それぞれのパッケージ及び試験片を用いて、反射率、発光素子実装時の初期輝度及び輝度維持率を比較した。
As Example 1, a thermosetting silicone resin composition using a liquid thermosetting polyorganosiloxane (1), which will be described later, was used as a resin molding resin, and a semiconductor light emitting device package was produced. Moreover, each test piece was shape | molded using the thermosetting silicone resin composition.
In addition, as Comparative Example 1, a commercially available package and test piece manufactured using Amodel A4122 manufactured by Solvay Advanced Polymers Co., Ltd., which is a polyphthalamide resin composition (containing a titania pigment and glass fiber), were used. .
Using each package and test piece, the reflectance, the initial luminance when the light emitting element was mounted, and the luminance maintenance rate were compared.
［１−１．液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）の製造］
両末端ビニルポリジメチルシロキサンを含有するビニル基含有ポリジメチルシロキサン組成物（ビニル基：０．３ｍｍｏｌ／ｇ含有、粘度３５００ｍＰａ・ｓ、白金錯体触媒８ｐｐｍ含有）と、両末端ビニルポリジメチルシロキサンおよび、両末端水素（メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体）を含有するヒドロシリル基含有ポリジメチルシロキサン組成物（ビニル基：０．１ｍｍｏｌ／ｇ含有、ヒドロシリル基：４．６ｍｍｏｌ／ｇ含有、粘度６００ｍＰａ・ｓ）と、硬化遅延成分（（Ｄ）硬化速度制御剤）含有ポリジメチルシロキサン（ビニル基：０．２ｍｍｏｌ/ｇ含有、ヒドロシリル基：０．１ｍｍｏｌ/ｇ含有、アルキニル基：０．２ｍｍｏｌ/ｇ含有、粘度５００ｍＰａ・ｓ）とを、１００：１０：５で混合し、（Ｃ）硬化触媒として白金濃度７ｐｐｍを含有する液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）を得た。
なお、この液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）の屈折率は、１．４１であった。
［１−２．液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（２）の製造］
両末端ビニルポリジメチルシロキサンを含有するビニル基含有ポリジメチルシロキサン組成物（ビニル基：０．３ｍｍｏｌ／ｇ含有、粘度４２００ｍＰａ・ｓ、白金錯体触媒１４ｐｐｍ含有）と、両末端ビニルポリジメチルシロキサンおよび、両末端水素（メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体）を含有するヒドロシリル基含有ポリジメチルシロキサン組成物（ビニル基：０．０４ｍｍｏｌ／ｇ含有、ヒドロシリル基：４．８ｍｍｏｌ／ｇ含有、粘度７００ｍＰａ・ｓ）と、硬化遅延成分（（Ｄ）硬化速度制御剤）含有ポリジメチルシロキサン（ビニル基：０．１ｍｍｏｌ/ｇ含有、アルキニル基：０．９ｍｍｏｌ/ｇ含有、粘度１５００ｍＰａ・ｓ）とを、１００：１０：２で混合し、（Ｃ）硬化触媒として白金濃度１２．５ｐｐｍを含有する液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（２）を得た。
なお、この液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（２）の屈折率は、１．４１であった。
[1-1. Production of liquid thermosetting polyorganosiloxane (1)]
Vinyl group-containing polydimethylsiloxane composition containing vinyl polydimethylsiloxane at both ends (vinyl group: containing 0.3 mmol / g, viscosity 3500 mPa · s, platinum complex catalyst 8 ppm), both ends vinyl polydimethylsiloxane, and both Hydrosilyl group-containing polydimethylsiloxane composition containing terminal hydrogen (methylhydrogensiloxane / dimethylsiloxane copolymer) (containing vinyl group: 0.1 mmol / g, hydrosilyl group: containing 4.6 mmol / g, viscosity: 600 mPa · s) ) And a retardation component ((D) curing rate controller) -containing polydimethylsiloxane (containing vinyl group: 0.2 mmol / g, hydrosilyl group: containing 0.1 mmol / g, alkynyl group: containing 0.2 mmol / g, Viscosity of 500 mPa · s) at 100: 10: 5 To give the (C) liquid thermosetting polyorganosiloxane containing platinum concentration 7ppm as a curing catalyst (1).
The liquid thermosetting polyorganosiloxane (1) had a refractive index of 1.41.
[1-2. Production of liquid thermosetting polyorganosiloxane (2)]
A vinyl group-containing polydimethylsiloxane composition containing vinyl polydimethylsiloxane at both ends (vinyl group: containing 0.3 mmol / g, viscosity 4200 mPa · s,
In addition, the refractive index of this liquid thermosetting polyorganosiloxane (2) was 1.41.
［２．樹脂成形体用材料の調製、反射率測定用試験片の作製］
＜実施例１＞
（Ａ）上記１−１で得られた液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（１）３５重量部、（Ｂ）白色顔料として一次粒子径０．３μｍ、二次粒子の中心粒径Ｄ50１．２μｍ、アスペクト比１．４８のα結晶形アルミナを６０重量部、（Ｅ）流動性調整剤としてシリカ微粒子「ＡＥＲＯＳＩＬ ＲＸ２００」（比表面積１４０ｍ2／ｇ）を５重量部の割合で配合し、混練機により白色顔料とシリカ微粒子を前記（１）に分散させ、白色の樹脂成形体用材料１（以下、「樹脂材料１」と略記する場合がある。）を得た。これらの材料を、熱プレス機にて１８０℃、１０ｋｇ／ｃｍ2、硬化時間２４０秒の条件で硬化させ、直径１３ｍｍ、厚さ４１０μｍと３ｍｍの円形の試験片（テストピース）を得た。
＜実施例２＞
（Ａ）上記１−２で得られた液状熱硬化性ポリオルガノシロキサン（２）１９．４重量部、（Ｂ）白色顔料としてシリカとアルミナで表面処理された一次粒子径０．２５μｍ、アスペクト比１．３６のルチル形酸化チタンを８重量部、（Ｅ）流動性調整剤としてシリカ微粒子「ＡＥＲＯＳＩＬ ＮＡＸ５０」（比表面積４０ｍ2／ｇ）を２．６重量部、平均粒子径５μｍの溶融球状シリカを６３重量部、平均粒子径０．７μｍの溶融球状シリカを７重量部の割合で配合したこと以外は実施例１と同様にして、白色の樹脂成形体用材料２（以下、「樹脂材料２」と略記する場合がある。）と、直径１３ｍｍ、厚さ３４０μｍと３ｍｍの円形の試験片（テストピース）を得た。
＜比較例１＞
比較例１のポリフタルアミド樹脂については、ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製アモデルＡ４１２２の２ｍｍ厚のテストパネルを約１０ｍｍ角の大きさに切り出したものを、試験片（テストピース）とした。
[2. Preparation of resin molding material, production of reflectance measurement specimen]
<Example 1>
(A) Liquid thermosetting polyorganosiloxane obtained in 1-1 above (1) 35 parts by weight, (B) White pigment as primary particle diameter 0.3 μm, secondary particle diameter D 50 1.2 μm 60 parts by weight of α crystal form alumina with an aspect ratio of 1.48, (E) 5 parts by weight of silica fine particles “AEROSIL RX200” (specific surface area 140 m 2 / g) as a fluidity adjusting agent, Thus, a white pigment and silica fine particles were dispersed in (1) to obtain a white resin molded material 1 (hereinafter sometimes abbreviated as “resin material 1”). These materials were cured by a hot press machine at 180 ° C., 10 kg / cm 2 , and a curing time of 240 seconds to obtain circular test pieces (test pieces) having a diameter of 13 mm and a thickness of 410 μm and 3 mm.
<Example 2>
(A) Liquid thermosetting polyorganosiloxane obtained in 1-2 above (1) 19.4 parts by weight, (B) Primary particle diameter 0.25 μm surface-treated with silica and alumina as a white pigment, aspect ratio 8 parts by weight of 1.36 rutile titanium oxide, (E) 2.6 parts by weight of silica fine particles “AEROSIL NAX50” (specific surface area 40 m 2 / g) as a fluidity adjusting agent, fused spherical silica having an average particle diameter of 5 μm In the same manner as in Example 1, except that 63 parts by weight of molten spherical silica having an average particle diameter of 0.7 μm was blended at a ratio of 7 parts by weight, a white resin molded material 2 (hereinafter referred to as “resin material 2”) was used. And a circular test piece (test piece) having a diameter of 13 mm and a thickness of 340 μm and 3 mm was obtained.
<Comparative Example 1>
About the polyphthalamide resin of the comparative example 1, what cut out the 2 mm thickness test panel of Amodel A4122 by Solvay Advanced Polymers Co., Ltd. to the magnitude | size of about 10 square mm was made into the test piece (test piece).
［３．白色顔料の一次粒子径、および一次粒子のアスペクト比の測定方法］
実施例１および２で用いた白色顔料の電子顕微鏡観察により一次粒子径を計測した。粒子径にばらつきがある場合は、数点（例えば１０点）を電子顕微鏡観察し、その平均値を粒子径として求めた。特にばらつきが大きく、例えば、極微量含まれる微小粒子や粗大粒子を除き、小粒径と大粒径の差が５倍程度以上あるような場合には、その最大値および最小値を記録した。また、長軸長さ(最大長径)と短軸長さ（長径に垂直方向で最も長い部分の長さ）も計測し、一次粒子径については長軸の長さを採用し、長軸長さ(最大長径)を短軸長さ（長径に垂直方向で最も長い部分の長さ）で除した値をアスペクト比とした。
[3. Measuring method of primary particle diameter of white pigment and aspect ratio of primary particles]
The primary particle diameter was measured by electron microscope observation of the white pigment used in Examples 1 and 2. When there was variation in the particle diameter, several points (for example, 10 points) were observed with an electron microscope, and the average value was obtained as the particle diameter. In particular, when the difference between the small particle size and the large particle size is about 5 times or more except for fine particles and coarse particles contained in a very small amount, the maximum and minimum values are recorded. The major axis length (maximum major axis) and minor axis length (the length of the longest part perpendicular to the major axis) are also measured, and the major axis length is adopted as the primary particle diameter. The value obtained by dividing (maximum major axis) by the minor axis length (the length of the longest portion perpendicular to the major axis) was taken as the aspect ratio.
［４．白色顔料の二次粒子の中心粒径Ｄ50の測定方法］
１０〜２０ｍｇの白色顔料（アルミナ粉体）に０．２％のポリリン酸ナトリウム水溶液１０ｇを加え、超音波振動でアルミナを分散させた。この分散液を用いて白色顔料の二次粒子の体積基準の中心粒径Ｄ50を日機装株式会社製 マイクロトラックＭＴ３０００IIにて測定した。なお、中心粒径Ｄ50は、積算％の体積基準粒度分布曲線が５０％の横軸と交差するポイントの粒子径をいう。
[4. Method of measuring the mean particle diameter D 50 of the white pigment secondary particles]
10 g of 0.2% sodium polyphosphate aqueous solution was added to 10 to 20 mg of white pigment (alumina powder), and alumina was dispersed by ultrasonic vibration. Using this dispersion, the volume-based center particle diameter D 50 of the secondary particles of the white pigment was measured with a Microtrac MT3000II manufactured by Nikkiso Co., Ltd. The center particle size D 50 is the particle size at the point where the volume-based particle size distribution curve of cumulative% intersects the horizontal axis of 50%.
［５．試験片の反射率測定］
上記実施例１、２および比較例１の各試験片について、コニカミノルタ社製ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ ＣＭ−２６００ｄを用いて測定径６ｍｍにて３６０ｎｍから７４０ｎｍの波長における反射率を測定した。リード電極単独の反射率の値と合わせて、測定結果を図１１、表１に示す。本発明の樹脂成形体用材料は、従来のパッケージ材であるポリフタルアミド樹脂やＬＥＤ用に多用される銀メッキ銅リードフレームよりもバインダとして用いている樹脂及び反射材フィラーの種類・粒子径に由来し反射率が高いため、長期使用時に着色劣化しやすい銀メッキ表面の電極露出面積を少なくすることが可能である。酸化チタンを含む実施例２の樹脂成形体用材料は、特に発光波長が４４０ｎｍ程度以上の半導体発光素子を用いる発光装置に好適に使用できる。
[5. Specimen reflectance measurement]
About each test piece of the said Examples 1 and 2 and the comparative example 1, the reflectance in the wavelength of 360 nm to 740 nm was measured by SPECTROPHOMETER CM-2600d by Konica Minolta Co., Ltd. at a measurement diameter of 6 mm. The measurement results are shown in FIG. 11 and Table 1 together with the reflectance value of the lead electrode alone. The resin molded body material of the present invention is different in the type and particle size of the resin and reflector filler used as the binder than the polyphthalamide resin which is a conventional package material and the silver-plated copper lead frame frequently used for LEDs. Since it is derived and has a high reflectance, it is possible to reduce the exposed area of the electrode on the silver-plated surface, which tends to be colored and deteriorated during long-term use. The resin molded body material of Example 2 containing titanium oxide can be suitably used for a light emitting device using a semiconductor light emitting element having an emission wavelength of about 440 nm or more.
［６．樹脂成形体用材料の粘度測定］
実施例１および実施例２の樹脂成形体用材料について、レオメトリクス社製ＲＭＳ−８００にてパラレルプレートを用い、測定温度２５℃で粘度測定を行った。
その結果を表２、および図１２に示す。実施例１の材料は、２５℃における剪断速度１ｓ-1および１００ｓ-1での粘度、並びにその傾きが樹脂成形体の液状射出成形に適していることがわかる。
[6. Viscosity measurement of resin molding materials]
About the resin molding material of Example 1 and Example 2, the viscosity was measured at a measurement temperature of 25 ° C. using a parallel plate in RMS-800 manufactured by Rheometrics.
The results are shown in Table 2 and FIG. It can be seen that the material of Example 1 is suitable for the liquid injection molding of a resin molded body in terms of the viscosity at a shear rate of 1 s −1 and 100 s −1 at 25 ° C. and the inclination thereof.
［７．ショアＤ硬度測定］
上記実施例１および実施例２の各試験片(厚さ３ｍｍ)を、２００℃の恒温器で２０分間ポストキュアした後、試験片２枚を重ね、ゴム・プラスチック硬度計ＫＯＲＩ Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ ＫＲ−２５Ｄを用いて、ＪＩＳ Ｋ６２５３に従い、試験片の中心付近のショアＤ硬度を測定した。
実施例１および実施例２の各試験片のショアＤ硬度はそれぞれ４０と６０であった。
比較例１の厚さ２ｍｍの試験片についても、試験片３枚を重ね、同様にショアＤ硬度を測定した。硬度は９０以上であった。
[7. Shore D hardness measurement]
Each test piece (thickness 3 mm) of Example 1 and Example 2 was post-cured for 20 minutes with a 200 ° C. incubator, and then the two test pieces were stacked, and a rubber / plastic hardness meter KORI Durometer KR-25D was attached. Then, according to JIS K6253, the Shore D hardness near the center of the test piece was measured.
The Shore D hardness of each test piece of Example 1 and Example 2 was 40 and 60, respectively.
For the test piece of Comparative Example 1 having a thickness of 2 mm, three test pieces were stacked and the Shore D hardness was measured in the same manner. The hardness was 90 or more.
［８．パッケージの液状射出成形］
実施例の樹脂成形体用材料１および２を用いて、全面銀メッキした銅リードフレームと共に液状射出成形により半導体発光装置用パッケージ１および２を成形した。該パッケージは、樹脂部が縦３．２ｍｍ×横２．７ｍｍ×高さ１．４ｍｍ、開口部の直径２．４ｍｍの凹部を有するカップ状であり、図９の実施形態においてリフレクタ部の上縁及び角を曲面とした形状を有する表面実装型パッケージであった。樹脂成形体用材料１の成形は金型温度１７０℃、硬化時間２０秒、樹脂成形体用材料２の成形は金型温度２０５℃、硬化時間２０秒の条件で行った。成形したパッケージを観察したところ、バリの発生はなく、ショートモールド、離型不良の無いパッケージであった。樹脂成形体用材料１を成形したパッケージを液体窒素で凍結した状態でミクロトームにより切削し、パッケージ断面のＳＥＭ観察を行った。断面に露出したアルミナの一次粒子径は０．３μｍ、一次粒子のアスペクト比は１．４８であった。
また、実施例１の樹脂成形体用材料１を用いて、全面銀メッキした銅リードフレームと共に液状射出成形により図１の実施形態の形状を有する表面実装型の半導体発光装置用パッケージ３を成形した。該パッケージは、樹脂部が縦５．０ｍｍ×横５．０ｍｍ×高さ１．３ｍｍ、開口部の直径４．０ｍｍの凹部を有するカップ状、第一のインナーリードの発光素子を載置する部分の裏面が樹脂成形体から露出する形状を有する表面実装型パッケージであった。樹脂成形体用材料１の成形は金型温度１８０℃、硬化時間２０秒の条件で行った。成形したパッケージを観察したところ、バリの発生はなく、ショートモールド、離型不良の無いパッケージであった。
比較例１のポリフタルアミド樹脂製のパッケージとしては、射出成形により製造された市販品を使用した。
[8. Liquid injection molding of package]
Using the resin molded body materials 1 and 2 of the example, semiconductor light emitting device packages 1 and 2 were molded by liquid injection molding together with a silver lead-plated copper lead frame. The package has a cup shape in which the resin portion has a recess having a length of 3.2 mm × width of 2.7 mm × height of 1.4 mm and a diameter of the opening of 2.4 mm. In the embodiment of FIG. 9, the upper edge of the reflector portion And a surface mount package having a shape with curved corners. Molding of the resin molded body material 1 was performed under the conditions of a mold temperature of 170 ° C. and a curing time of 20 seconds, and molding of the resin molded body material 2 was performed at a mold temperature of 205 ° C. and a curing time of 20 seconds. When the molded package was observed, there was no occurrence of burrs, and the package was free of short molds and release defects. The package formed with the resin molded body material 1 was cut with a microtome in a frozen state with liquid nitrogen, and SEM observation of the package cross section was performed. The primary particle diameter of the alumina exposed in the cross section was 0.3 μm, and the aspect ratio of the primary particles was 1.48.
Further, the surface mount type semiconductor light emitting device package 3 having the shape of the embodiment of FIG. 1 was molded by liquid injection molding together with the copper lead frame plated with the entire surface using the resin molded body material 1 of Example 1. . The package has a resin part of 5.0 mm in length, 5.0 mm in width, 1.3 mm in height, and a cup-shaped portion having a recess with a diameter of 4.0 mm, a portion on which the light emitting element of the first inner lead is placed This was a surface mount type package having a shape in which the back surface of the resin was exposed from the resin molded body. Molding of the resin molded body material 1 was performed under conditions of a mold temperature of 180 ° C. and a curing time of 20 seconds. When the molded package was observed, there was no occurrence of burrs, and the package was free of short molds and release defects.
As the polyphthalamide resin package of Comparative Example 1, a commercial product manufactured by injection molding was used.
実施例１、２の樹脂材料から得られたパッケージ１、２、３および比較例１の各材料由来のパッケージについて、以下の手法にて金属配線と樹脂材料との間の接着性評価を行った。
パッケージのカップの内側を赤色の水性インクで満たし、５分間放置した後、インクを拭き取り、金属リードフレームと樹脂の間を伝ってカップの外側へ染み出したインクの有無を光学顕微鏡で確認した。実施例１および２の樹脂材料由来のパッケージであるパッケージ１、２および３は全く赤色が確認されなかったのに対して、比較例１のポリフタルアミド樹脂製のパッケージはカップの外側の金属配線と白色樹脂材料の間に赤インクの染み出しが確認された。
また、実施例１、２の樹脂材料由来のパッケージ１、２および３は何れも金属リードフレームとよく接着しており、中でもショアＤ硬度が比較的高い実施例２の樹脂材料由来のパッケージは、外力によるフレームと樹脂間の剥離が起こりにくく、物理的衝撃に強いことがわかった。
For the packages 1, 2, and 3 obtained from the resin materials of Examples 1 and 2 and the package derived from each material of Comparative Example 1, the adhesion evaluation between the metal wiring and the resin material was performed by the following method. .
The inside of the cup of the package was filled with red aqueous ink and left for 5 minutes, and then the ink was wiped off, and the presence or absence of ink that oozed out of the cup through the metal lead frame and the resin was confirmed with an optical microscope. The packages 1, 2 and 3 which are the packages derived from the resin materials of Examples 1 and 2 were not red at all, whereas the package made of polyphthalamide resin of Comparative Example 1 was a metal wiring outside the cup A red ink ooze out between the white resin material and the white resin material.
In addition, the packages 1, 2 and 3 derived from the resin material of Examples 1 and 2 are all well bonded to the metal lead frame, and among them, the package derived from the resin material of Example 2 having a relatively high Shore D hardness is It was found that peeling between the frame and the resin due to external force hardly occurred, and it was strong against physical impact.
[９．封止材の製造]
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３を３８５ｇ、メチルトリメトキシシランを１０．２８ｇ、及び、触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末０．７９１ｇを、攪拌翼と、分留管、ジムロートコンデンサ及びリービッヒコンデンサとを取り付けた５００ｍｌ三つ口フラスコ中に計量し、室温にて１５分間触媒の粗大粒子が溶解するまで攪拌した。この後、反応液を１００℃まで昇温して触媒を完全溶解し、ジムロートコンデンサを用いて１００℃全還流下で３０分間５００ｒｐｍで攪拌しつつ初期加水分解を行った。
[9. Manufacturing of sealing material]
Momentive Performance Materials Japan G.K. both ends silanol dimethyl silicone oil XC96-723 385g, methyltrimethoxysilane 10.28g, and zirconium tetraacetylacetonate powder 0.791g as a catalyst, , Weighed into a 500 ml three-necked flask equipped with a fractionating tube, Dimroth condenser and Liebig condenser, and stirred at room temperature for 15 minutes until the coarse particles of the catalyst were dissolved. Thereafter, the temperature of the reaction solution was raised to 100 ° C. to completely dissolve the catalyst, and initial hydrolysis was performed while stirring at 500 rpm for 30 minutes under 100 ° C. total reflux using a Dimroth condenser.
続いて留出ラインをリービッヒコンデンサ側に切り替えて、窒素をＳＶ２０で液中に吹き込み生成メタノール及び水分、副生する低沸点ケイ素化合物を窒素に随伴させて留去しつつ１００℃、５００ｒｐｍにて１時間攪拌した。窒素をＳＶ２０で液中に吹き込みながらさらに１３０℃に昇温、保持しつつ５時間重合反応を継続し、粘度１２０ｍＰａ・ｓの反応液を得た。なお、「ＳＶ」は「Ｓｐａｃｅ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ」の略称であり、単位時間当たりの窒素吹き込み体積比（対反応液体積）を指す。
窒素の吹き込みを停止し反応液をいったん室温まで冷却した後、ナス型フラスコに反応液を移し、ロータリーエバポレーターを用いてオイルバス上１２０℃、圧力１ｋＰａで５０分間、微量に残留しているメタノール及び水分、低沸点ケイ素化合物を留去し、粘度２３０ｍＰａ・ｓ、屈折率１．４１の無溶剤の封止材液を得た。
Subsequently, the distillation line was switched to the Liebig condenser side, nitrogen was blown into the liquid with SV20, and methanol, water, and by-product low-boiling silicon compounds were distilled off accompanied by nitrogen at 100 ° C. and 500 rpm. Stir for hours. The polymerization reaction was continued for 5 hours while raising and maintaining the temperature at 130 ° C. while blowing nitrogen into the liquid with SV20 to obtain a reaction liquid having a viscosity of 120 mPa · s. “SV” is an abbreviation for “Space Velocity” and refers to a nitrogen blowing volume ratio per unit time (vs. reaction solution volume).
Nitrogen blowing was stopped and the reaction solution was once cooled to room temperature. Then, the reaction solution was transferred to an eggplant-shaped flask, and a methanol remaining in a minute amount at 120 ° C. and a pressure of 1 kPa on an oil bath using a rotary evaporator. Water and a low-boiling silicon compound were distilled off to obtain a solvent-free sealing material liquid having a viscosity of 230 mPa · s and a refractive index of 1.41.
[１０．発光装置の製造]
[１０−１．発光装置の組み立て]
実施例１の樹脂材料１由来のパッケージ１及び比較例１のパッケージを用い、次のようにして各々３種の発光装置を組み立てた。３６０ｎｍ、４０６ｎｍ、４６０ｎｍの発光波長を有する半導体発光素子１個（定格電流２０ｍＡ）をパッケージの凹部に露出しているインナーリード上の所定位置にシリコーンダイボンド材（信越化学工業（株）製 ＫＥＲ−３０００−Ｍ２）を介して設置した後、該シリコーンダイボンド材を１００℃で１時間、さらに１５０℃で２時間硬化させた。こうして半導体発光素子をパッケージ上に搭載した後、金線で該パッケージのリード電極と半導体発光素子を接続した。
また、実施例１の樹脂材料１由来のパッケージ３を用い、４０５ｎｍの発光波長を有する半導体発光素子１個（定格電流３５０ｍＡ）をパッケージの凹部に露出しているインナーリード上の所定位置に前述のシリコーンダイボンド材を介して搭載し、金線で該パッケージのリード電極と半導体発光素子を接続した。
[10. Manufacturing of light emitting device]
[10-1. Assembly of light emitting device]
Using the package 1 derived from the resin material 1 of Example 1 and the package of Comparative Example 1, three types of light emitting devices were assembled as follows. Silicone die-bonding material (Ker-3000 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is placed at a predetermined position on the inner lead where one semiconductor light emitting element (rated current 20 mA) having emission wavelengths of 360 nm, 406 nm, and 460 nm is exposed in the recess of the package. After being installed via -M2), the silicone die bond material was cured at 100 ° C. for 1 hour and further at 150 ° C. for 2 hours. After mounting the semiconductor light emitting device on the package in this way, the lead electrode of the package and the semiconductor light emitting device were connected with a gold wire.
Further, using the package 3 derived from the resin material 1 of Example 1, one semiconductor light emitting element (rated current 350 mA) having a light emission wavelength of 405 nm is placed at a predetermined position on the inner lead exposed in the recess of the package. It was mounted via a silicone die bond material, and the lead electrode of the package and the semiconductor light emitting element were connected with a gold wire.
[１０−２．半導体発光素子の封止]
１０−１にて製造した発光装置のパッケージ凹部へ、開口部上縁と同じ高さになるように前述の封止材を滴下した後、恒温器にて９０℃×２時間、次いで１１０℃×１時間、１５０℃×３時間の加熱硬化を行い半導体発光素子を透明（クリア）封止した。このようにして実施例１の樹脂材料１由来であるパッケージ１、比較例１の樹脂材料由来であるパッケージ各々について３６０ｎｍ、４０６ｎｍ、４６０ｎｍの発光素子を有する３種の半導体発光装置を得た。
また、実施例１の樹脂材料１由来のパッケージ３を用いた発光装置についても同様に封止し、４０５ｎｍの発光素子を有する半導体発光装置を得た。
[10-2. Semiconductor light emitting device sealing]
After dropping the above-described sealing material into the package recess of the light emitting device manufactured in 10-1 so as to be the same height as the upper edge of the opening, it is 90 ° C. × 2 hours, and then 110 ° C. × The semiconductor light emitting device was transparently (clearly) sealed by heat curing at 150 ° C. for 3 hours for 1 hour. In this manner, three types of semiconductor light emitting devices having light emitting elements of 360 nm, 406 nm, and 460 nm were obtained for the package 1 derived from the resin material 1 of Example 1 and the package derived from the resin material of Comparative Example 1, respectively.
Further, the light emitting device using the package 3 derived from the resin material 1 of Example 1 was similarly sealed to obtain a semiconductor light emitting device having a 405 nm light emitting element.
[１１．輝度の測定]
上記［１０．発光装置の製造］にて製造した実施例１の樹脂材料由来のパッケージ１、及び比較例１のパッケージを用いたクリア封止半導体発光装置を点灯電源にセットし、６０ｍＡの駆動電流を通電して点灯２０秒後の輝度の測定を行った。結果を表３に示す。
表３に示すように、実施例１の樹脂材料由来のパッケージを用いた透明封止の半導体発光装置は従来構成の比較例１のパッケージを用いた半導体発光装置と比較して、３６０ｎｍ、４０６ｎｍ、４６０ｎｍ何れの波長においても高い輝度を示すことがわかる。
なお、輝度の測定には、オーシャンオプティクス社製分光器「ＵＳＢ２０００」（積算波長範囲：３５０−８００ｎｍ、受光方式：１００ｍｍφの積分球）を用い、分光器本体を２５℃恒温槽内に保持して測定した。なお、実施例１、比較例１ではＬＥＤ装置の温度上昇を防ぐために、熱伝導性絶縁シートを介し３ｍｍ厚のアルミ板にて放熱を行った。
実施例２の樹脂材料を用いたパッケージ２を用いても、同様に発光装置を製造することができ、特に青色領域の光を発する４６０ｎｍの半導体発光素子を用いた場合に、高い輝度を示す。
[11. Luminance measurement]
Above [10. The clear-sealed semiconductor light-emitting device using the package 1 derived from the resin material of Example 1 and the package of Comparative Example 1 manufactured in “Manufacturing of Light-Emitting Device” was set in a lighting power source, and a drive current of 60 mA was applied. The luminance was measured 20 seconds after lighting. The results are shown in Table 3.
As shown in Table 3, the transparent sealing semiconductor light emitting device using the package derived from the resin material of Example 1 is 360 nm, 406 nm, compared with the semiconductor light emitting device using the package of Comparative Example 1 having a conventional configuration. It can be seen that high luminance is exhibited at any wavelength of 460 nm.
For measurement of luminance, a spectroscope “USB2000” (integrated wavelength range: 350-800 nm, light receiving method: 100 mmφ integrating sphere) manufactured by Ocean Optics was used, and the spectroscope body was held in a 25 ° C. constant temperature bath. It was measured. In Example 1 and Comparative Example 1, heat was radiated with a 3 mm thick aluminum plate through a thermally conductive insulating sheet in order to prevent the temperature of the LED device from rising.
Even when the package 2 using the resin material of Example 2 is used, a light-emitting device can be manufactured in the same manner. In particular, when a 460-nm semiconductor light-emitting element that emits light in a blue region is used, high luminance is exhibited.
また、実施例１の樹脂材料由来のパッケージ３を用いたクリア封止半導体発光装置を点灯電源にセットし、３５０ｍＡの駆動電流を通電して点灯２０秒後の輝度の測定を行ったところ、この発光装置の輝度（放射束）は０．８１Ｗ，発光効率（放射束（Ｗ）／電力（Ｗ））は０．６８Ｗ／Ｗであった。これらの値は、発光素子が載置されている部分のインナーリード裏面が樹脂成形体から露出していない構造を有する他はパッケージ３と同様に作製されたパッケージを用いた発光装置と比較すると２６％高かった。
このように、本願発明に係る樹脂成形体用材料と高放熱のリード構造を組み合わせることにより、高効率で輝度の高い半導体発光装置を得ることができる。
Moreover, when the clear sealing semiconductor light-emitting device using the package 3 derived from the resin material of Example 1 was set to a lighting power source and a luminance of 20 seconds after lighting was measured by supplying a driving current of 350 mA, this The luminance (radiant flux) of the light emitting device was 0.81 W, and the luminous efficiency (radiant flux (W) / power (W)) was 0.68 W / W. These values are 26 in comparison with a light emitting device using a package manufactured in the same manner as the package 3 except that the inner lead back surface of the portion where the light emitting element is mounted is not exposed from the resin molding. %it was high.
Thus, a semiconductor light emitting device with high efficiency and high luminance can be obtained by combining the resin molding material according to the present invention and a lead structure with high heat dissipation.
本発明によれば、屋内外の照明器具、ディスプレイ、携帯電話や液晶テレビ、デジタルサイネージなどのバックライト、カメラのフラッシュライト、前照灯などの車載照明、検査用や医療用の照明、植物工場などの各種照明用光源として好適に利用することができる、半導体発光装置が提供される。 According to the present invention, indoor and outdoor lighting fixtures, displays, backlights for mobile phones, liquid crystal televisions, digital signage, etc., in-vehicle lighting such as camera flashlights, headlights, inspection and medical lighting, plant factories A semiconductor light-emitting device that can be suitably used as a light source for various illuminations is provided.
１，１Ａ〜１Ｇ 半導体発光装置
１０ （半導体発光装置用）パッケージ
１１ 第１のリード
１１ａ 第１のインナーリード部
１１ｂ 第１のアウターリード部
１２ 第２のリード
１２ａ 第２のインナーリード部
１２ｂ 第２のアウターリード部
１３ （半導体発光装置用）樹脂成形体
１３ａ （樹脂成形体の）連結部
１４ 凹部
１４ａ 底面
１４ｂ 側面
２０ 発光素子
２１ 第１の電極
２２ 第２の電極
３０ 封止材
４０ ワイヤ
５０ 絶縁体
６０ 蛍光体層
７０ 配線基板
８０ ベース基板
９０ ヒートシンク
１００ 下金型
１１０ 上金型
1, 1A to 1G Semiconductor light emitting device 10 (for semiconductor light emitting device)
Claims (13)
第１のリードは第１のインナーリード部と第１のアウターリード部とを有しており、第１のインナーリード部は前記樹脂成形体中に配置されており、第１のアウターリード部は前記樹脂成形体から露出されており、
第２のリードは第２のインナーリード部と第２のアウターリード部とを有しており、第２のインナーリード部は前記樹脂成形体中に配置されており、第２のアウターリード部は前記樹脂成形体から露出されており、
前記樹脂成形体は、（Ａ）付加型ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、及び（Ｃ）硬化触媒を含有する熱硬化性シリコーン樹脂組成物から形成されてなり、
当該半導体発光装置用パッケージには、底面と側面とを持つ凹部が形成されており、
前記凹部の底面は、第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部を含み、かつ少なくともその一部が露出するように構成され、前記凹部の側面は、前記樹脂成形体から構成されることを特徴とする半導体発光装置用パッケージ。 A package for a semiconductor light-emitting device, comprising: a first lead; a second lead; and a resin molded body formed integrally with the first lead and the second lead.
The first lead has a first inner lead portion and a first outer lead portion, the first inner lead portion is disposed in the resin molded body, and the first outer lead portion is Exposed from the resin molding,
The second lead has a second inner lead portion and a second outer lead portion, the second inner lead portion is disposed in the resin molded body, and the second outer lead portion is Exposed from the resin molding,
The resin molded body comprises (A) an addition-type polyorganosiloxane, (B) a white pigment having an aspect ratio of primary particles of 1.2 or more and 4.0 or less, and a primary particle diameter of 0.1 to 2.0 μm, and (C) formed from a thermosetting silicone resin composition containing a curing catalyst,
The semiconductor light emitting device package has a recess having a bottom surface and a side surface,
The bottom surface of the concave portion includes a first inner lead portion and a second inner lead portion, and is configured such that at least a part thereof is exposed, and the side surface of the concave portion is configured from the resin molded body. A package for a semiconductor light emitting device.
第２のインナーリード部と第２のアウターリード部を有する第２のリードと、樹脂成形体とを一体的に成形してなり、底面と側面とを持つ凹部を有し、かつ、前記凹部の底面が第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部を含んで構成され、前記凹部の側面が前記樹脂成形体から構成される半導体発光装置用パッケージの製造方法であって、
前記樹脂成形体の形状に対応する凹部及び前記パッケージにおける凹部の形状に対応する凸部が形成された金型における、前記凸部の上面が前記パッケージにおける凹部の底面に対応する第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部と密着するように、第１のリードと第２のリードとを上金型と、下金型とで挟み込む第１の工程と、
上金型と下金型との隙間で形成される空間部分に、（Ａ）付加型ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出して充填する第２の工程と、
充填された液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を加熱して硬化し、前記樹脂成形体を成形する第３の工程と、を少なくとも有することを特徴とする、液状射出成形法による半導体発光装置用パッケージの製造方法。 A first lead having a first inner lead portion and a first outer lead portion;
A second lead having a second inner lead part and a second outer lead part, and a resin molded body are integrally molded, and has a recess having a bottom surface and a side surface, A method for manufacturing a package for a semiconductor light emitting device, wherein a bottom surface includes a first inner lead portion and a second inner lead portion, and a side surface of the recess is formed of the resin molded body,
A first inner lead in which a top surface of the convex portion corresponds to a bottom surface of the concave portion in the package in a mold in which a concave portion corresponding to the shape of the resin molded body and a convex portion corresponding to the shape of the concave portion in the package are formed. A first step of sandwiching the first lead and the second lead between the upper die and the lower die so as to be in close contact with the portion and the second inner lead portion;
In the space formed by the gap between the upper mold and the lower mold, (A) addition type polyorganosiloxane, (B) the primary particles have an aspect ratio of 1.2 or more and 4.0 or less, and the primary particle diameter is 0. A second step of injecting and filling a liquid thermosetting silicone resin composition containing a white pigment of 1 μm to 2.0 μm and (C) a curing catalyst;
A package for a semiconductor light emitting device by a liquid injection molding method, comprising at least a third step of heating and curing the filled liquid thermosetting silicone resin composition to mold the resin molded body Manufacturing method.
前記樹脂成形体の形状に対応する凹部及び前記パッケージにおける凹部の形状に対応する凸部が形成された金型における、前記凸部の上面が前記パッケージにおける凹部の底面に対応する第１のインナーリード部及び第２のインナーリード部と密着するように、第１のリードと第２のリードとを上金型と、下金型とで挟み込む第１の工程と、
上金型と下金型とで挟み込まれた凹み部分に（Ａ）付加型ポリオルガノシロキサン、（Ｂ）一次粒子のアスペクト比が１．２以上４．０以下、一次粒子径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下の白色顔料、および（Ｃ）硬化触媒を含有する液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を射出して充填する第２の工程と、
充填された液状熱硬化性シリコーン樹脂組成物を加熱して硬化し、樹脂成形体を成形する第３の工程と、
上金型を取り外す第４の工程と、
半導体発光素子を該パッケージの凹部に設置するとともに、該半導体発光素子が持つ第１の電極と第１のインナーリード部とを電気的に接続し、該半導体発光素子が持つ第２の電極と第２のインナーリード部とを電気的に接続する第５の工程と、
半導体発光素子が載置された前記パッケージにおける凹部内に封止材用熱硬化性樹脂組成物を配置する第６の工程と、
前記パッケージにおける凹部内に装入された封止材用熱硬化性樹脂組成物を加熱して硬化し、封止材を成形する第７の工程と、
を有することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 The first lead having the first inner lead portion and the first outer lead portion, the second lead having the second inner lead portion and the second outer lead portion, and the resin molded body are integrally formed. A recess having a bottom surface and a side surface, the bottom surface of the recess includes a first inner lead portion and a second inner lead portion, and the side surface of the recess is the resin molding A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: a package for a semiconductor light emitting device composed of a body; a semiconductor light emitting element installed in a recess of the package; and a sealing material covering the semiconductor light emitting element.
A first inner lead in which a top surface of the convex portion corresponds to a bottom surface of the concave portion in the package in a mold in which a concave portion corresponding to the shape of the resin molded body and a convex portion corresponding to the shape of the concave portion in the package are formed. A first step of sandwiching the first lead and the second lead between the upper die and the lower die so as to be in close contact with the portion and the second inner lead portion;
(A) Addition type polyorganosiloxane, (B) Primary particle aspect ratio is 1.2 or more and 4.0 or less, and primary particle diameter is 0.1 μm or more in the recessed portion sandwiched between the upper mold and the lower mold. A second step of injecting and filling a liquid thermosetting silicone resin composition containing a white pigment of 2.0 μm or less and (C) a curing catalyst;
A third step of heating and curing the filled liquid thermosetting silicone resin composition to form a resin molded body;
A fourth step of removing the upper mold;
The semiconductor light emitting element is installed in the recess of the package, and the first electrode of the semiconductor light emitting element and the first inner lead portion are electrically connected, and the second electrode of the semiconductor light emitting element and the second electrode A fifth step of electrically connecting the two inner lead portions;
A sixth step of disposing a thermosetting resin composition for a sealing material in a recess in the package on which a semiconductor light emitting element is placed;
A seventh step of heating and curing the thermosetting resin composition for a sealing material charged in the recess in the package, and molding the sealing material;
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising:
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