JP7459878B2 - Light-reflecting thermosetting resin composition, optical semiconductor element mounting substrate, and optical semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、光反射用熱硬化性樹脂組成物、光半導体素子搭載用基板及び光半導体装置に関する。 The present invention relates to a thermosetting resin composition for light reflection, a substrate for mounting an optical semiconductor element, and an optical semiconductor device.
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）等の光半導体素子と蛍光体とを組み合わせた光半導体装置は、エネルギー効率が高く、寿命が長いことから、屋外用ディスプレイ、携帯液晶バックライト、車載用途等の様々な用途に使用され、その需要が拡大している。これに伴い、ＬＥＤデバイスの高輝度化が進んでおり、素子の発熱量増大によるジャンクション温度の上昇、又は、直接的な光エネルギーの増大による光半導体装置の劣化を防ぐことが求められている。 Optical semiconductor devices that combine optical semiconductor elements such as LEDs (Light Emitting Diodes) with phosphors have high energy efficiency and long lifespans, so they are used in outdoor displays, mobile LCD backlights, automotive applications, etc. It is used for a variety of purposes, and demand for it is increasing. Along with this, the brightness of LED devices is increasing, and there is a need to prevent an increase in junction temperature due to an increase in the amount of heat generated by the element or deterioration of optical semiconductor devices due to a direct increase in light energy.
特許文献１には、樹脂硬化後の可視光から近紫外光領域において高い反射率を有する熱硬化性樹脂組成物を用いた光半導体素子搭載用基板が開示されている。また、特許文献２には、光漏れを低減した光半導体素子搭載用部材が開示されている。 Patent Document 1 discloses a substrate for mounting an optical semiconductor element using a thermosetting resin composition that has a high reflectance in the visible light to near ultraviolet light range after the resin is cured. Further, Patent Document 2 discloses an optical semiconductor element mounting member that reduces light leakage.
一般に、熱硬化性樹脂組成物は、粉末状に粉砕した後に、タブレットに成形されることから、熱硬化性樹脂組成物は、室温付近において粉砕できる程度の剛性を有する必要がある。また、野外照明、車載のヘッドライト等の分野へ適用される光半導体素子搭載用基板には、より高い光反射性が要求され、高温下で長時間使用された際にも光学特性を維持することが要求されている。そのため、光反射用熱硬化性樹脂組成物には、高温下での光反射率を長期に維持できる耐熱性を有する硬化物を形成することが求められる。Generally, since a thermosetting resin composition is crushed into a powder and then molded into tablets, the thermosetting resin composition must have a degree of rigidity that allows it to be crushed at around room temperature. In addition, substrates for mounting optical semiconductor elements that are used in fields such as outdoor lighting and vehicle headlights are required to have higher light reflectivity and to maintain their optical properties even when used for long periods of time at high temperatures. For this reason, a light-reflecting thermosetting resin composition is required to form a cured product with heat resistance that can maintain light reflectance at high temperatures for a long period of time.
そこで、本発明は、粉砕性及び耐熱性に優れる光反射用熱硬化性樹脂組成物、これを用いた光半導体素子搭載用基板及び光半導体装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a light-reflecting thermosetting resin composition having excellent crushability and heat resistance, and a substrate for mounting an optical semiconductor element and an optical semiconductor device using the same.
本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤及び白色顔料を含有し、硬化剤が、融点が１８０～４００℃のテトラカルボン酸二無水物を含む、光反射用熱硬化性樹脂組成物に関する。The present invention relates to a light-reflecting thermosetting resin composition comprising an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler and a white pigment, wherein the curing agent contains a tetracarboxylic dianhydride having a melting point of 180 to 400°C.
上記テトラカルボン酸二無水物は、ベンゼン環を２以上有するテトラカルボン酸二無水物及びナフタレン環を有するテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。また、ベンゼン環を２以上有するテトラカルボン酸二無水物は、下記式（１）で表される化合物であってよい。
無機充填剤は、中心粒径が１～２５μｍの無機中空粒子を含んでよい。白色顔料は、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン及び酸化ジルコニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでよい。 The inorganic filler may include inorganic hollow particles with a center particle size of 1 to 25 μm. The white pigment may contain at least one member selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, alumina, magnesium oxide, antimony oxide, and zirconium oxide.
別の側面において、本発明は、上記光反射用熱硬化性樹脂組成物の硬化物を備える光半導体素子搭載用基板に関する。本発明に係る光半導体素子搭載用基板は、底面及び壁面から構成される凹部を有し、当該凹部の底面が光半導体素子の搭載部であってよい。この場合、凹部の壁面の少なくとも一部が、上記光反射用熱硬化性樹脂組成物の硬化物である。また、本発明に係る光半導体素子搭載用基板は、基板と、当該基板上に設けられた第１の接続端子及び第２の接続端子と、第１の接続端子と第２の接続端子との間に設けられた、上記光反射用熱硬化性樹脂組成物の硬化物と、を備えてよい。 In another aspect, the present invention relates to a substrate for mounting an optical semiconductor element comprising a cured product of the above thermosetting resin composition for light reflection. The substrate for mounting an optical semiconductor element according to the present invention has a recessed portion composed of a bottom surface and a wall surface, and the bottom surface of the recessed portion may be a mounting portion for an optical semiconductor element. In this case, at least a part of the wall surface of the recess is a cured product of the above thermosetting resin composition for light reflection. Further, the substrate for mounting an optical semiconductor element according to the present invention includes a substrate, a first connection terminal and a second connection terminal provided on the substrate, and a first connection terminal and a second connection terminal. and a cured product of the light-reflecting thermosetting resin composition provided therebetween.
さらに別の側面において、本発明は、上記光半導体素子搭載用基板と、該光半導体素子搭載用基板に搭載された光半導体素子とを有する光半導体装置に関する。In yet another aspect, the present invention relates to an optical semiconductor device having the above-mentioned substrate for mounting an optical semiconductor element and an optical semiconductor element mounted on the substrate for mounting an optical semiconductor element.
本発明によれば、粉砕性及び耐熱性に優れる光反射用熱硬化性樹脂組成物、これを用いた光半導体素子搭載用基板及び光半導体装置を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a thermosetting resin composition for light reflection having excellent grindability and heat resistance, and a substrate for mounting optical semiconductor elements and an optical semiconductor device using the same.
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as necessary. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, in the drawings, the same elements are given the same reference numerals, and overlapping explanations will be omitted. In addition, the positional relationships such as top, bottom, left, and right are based on the positional relationships shown in the drawings unless otherwise specified. Furthermore, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「Ａ又はＢ」とは、Ａ及びＢのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。本明細書に例示する材料は、特に断らない限り、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また、本明細書において、（メタ）アクリレートとは、アクリレート及びそれに対応するメタクリレートの少なくとも一方を意味する。 In this specification, a numerical range indicated using "~" indicates a range that includes the numerical values written before and after "~" as the minimum and maximum values, respectively. In the numerical ranges described stepwise in this specification, the upper limit or lower limit of the numerical range of one step may be replaced with the upper limit or lower limit of the numerical range of another step. In the numerical ranges described in this specification, the upper limit or lower limit of the numerical range may be replaced with the values shown in the examples. "A or B" may include either A or B, or may include both. The materials exemplified herein can be used alone or in combination of two or more, unless otherwise specified. Moreover, in this specification, (meth)acrylate means at least one of an acrylate and a methacrylate corresponding thereto.
［光反射用熱硬化性樹脂組成物］
本実施形態の光反射用熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤及び白色顔料を含有し、硬化剤が、融点が１８０～４００℃のテトラカルボン酸二無水物を含んでいる。
[Thermosetting resin composition for light reflection]
The thermosetting resin composition for light reflection of the present embodiment contains an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, and a white pigment, and the curing agent contains a tetracarboxylic dianhydride having a melting point of 180 to 400°C. I'm here.
（エポキシ樹脂）
エポキシ樹脂としては、電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料で一般に使用されているエポキシ樹脂を用いることができる。本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含有することで、熱時硬度及び曲げ強度が高く、機械的特性を向上した硬化物を形成することができる。エポキシ樹脂として、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のフェノール類とアルデヒド類のノボラック樹脂をエポキシ化したエポキシ樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、アルキル置換ビスフェノール等のジグリシジルエーテル；ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂；オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂；及び脂環族エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
(Epoxy resin)
As the epoxy resin, an epoxy resin generally used in an epoxy resin molding material for sealing electronic components can be used. The thermosetting resin composition according to the present embodiment contains an epoxy resin, and thus can form a cured product having high hot hardness and bending strength and improved mechanical properties. Examples of the epoxy resin include epoxy resins obtained by epoxidizing novolac resins of phenols and aldehydes, such as phenol novolac epoxy resins and orthocresol novolac epoxy resins; diglycidyl ethers of bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, alkyl-substituted bisphenols, and the like; glycidylamine-type epoxy resins obtained by reacting polyamines such as diaminodiphenylmethane and isocyanuric acid with epichlorohydrin; linear aliphatic epoxy resins obtained by oxidizing olefin bonds with peracids such as peracetic acid; and alicyclic epoxy resins. The epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.
着色が少ないことから、エポキシ樹脂は、ジグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジルイソシアヌレート、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、１，２－シクロヘキサンジカルボン酸、１，３－シクロヘキサンジカルボン酸又は１，４－シクロヘキサンジカルボン酸から誘導されるジカルボン酸ジグリシジルエステルを含んでよい。同様の理由から、エポキシ樹脂は、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、ナジック酸、メチルナジック酸等のジカルボン酸のジグリシジルエステルも好適である。芳香環が水素化された脂環式構造を有する核水素化トリメリット酸、核水素化ピロメリット酸等のグリシジルエステルを含んでよい。エポキシ樹脂は、シラン化合物を有機溶媒、有機塩基及び水の存在下に加熱して、加水分解して縮合させることにより製造される、エポキシ基を有するポリオルガノシロキサンを含んでもよい。 The epoxy resin may contain diglycidyl isocyanurate, triglycidyl isocyanurate, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, diglycidyl ester of dicarboxylic acid derived from 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid or 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, because of its low coloration. For the same reason, the epoxy resin may contain diglycidyl ester of dicarboxylic acid such as phthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, methyltetrahydrophthalic acid, nadic acid, methylnadic acid, etc. Glycidyl ester such as nuclear hydrogenated trimellitic acid and nuclear hydrogenated pyromellitic acid having an alicyclic structure with a hydrogenated aromatic ring may be contained. The epoxy resin may contain polyorganosiloxane having an epoxy group, which is produced by heating a silane compound in the presence of an organic solvent, an organic base and water, and hydrolyzing and condensing it.
エポキシ樹脂は、市販品を使用してもよい。３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３’，４’－エポキシシクロヘキサンカルボキシレートとして、例えば、株式会社ダイセルの製品名「セロキサイド２０２１」、「セロキサイド２０２１Ａ」及び「セロキサイド２０２１Ｐ」、ダウケミカル日本株式会社の製品名「ＥＲＬ４２２１」、「ＥＲＬ４２２１Ｄ」及び「ＥＲＬ４２２１Ｅ」を入手できる。ビス（３，４－エポキシシクロヘキシルメチル）アジペートとして、例えば、ダウケミカル日本株式会社の製品名「ＥＲＬ４２９９」、ＤＩＣ株式会社の製品名「ＥＸＡ－７０１５」を入手できる。１－エポキシエチル－３，４－エポキシシクロヘキサン又はリモネンジエポキシドとして、例えば、三菱ケミカル株式会社の製品名「ｊＥＲ ＹＸ８０００」、「ｊＥＲ ＹＸ８０３４」及び「ｊＥＲ ＹＬ７１７０」、株式会社ダイセルの製品名「セロキサイド２０８１」、「セロキサイド３０００」、「エポリードＧＴ３０１」、「エポリードＧＴ４０１」及び「ＥＨＰＥ３１５０」を入手できる。トリスグリシジルイソシアヌレートとしては、例えば、日産化学工業株式会社の製品名「ＴＥＰＩＣ－Ｓ」を入手できる。 A commercially available epoxy resin may be used. Examples of 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3',4'-epoxycyclohexane carboxylate include Daicel Corporation's product names "Celoxide 2021," "Celoxide 2021A," and "Celoxide 2021P," products of Dow Chemical Japan Co., Ltd. The names "ERL4221", "ERL4221D" and "ERL4221E" are available. As bis(3,4-epoxycyclohexylmethyl)adipate, for example, Dow Chemical Japan Co., Ltd.'s product name "ERL4299" and DIC Corporation's product name "EXA-7015" can be obtained. Examples of 1-epoxyethyl-3,4-epoxycyclohexane or limonene diepoxide include Mitsubishi Chemical Corporation's product names "jER YX8000", "jER YX8034" and "jER YL7170", and Daicel Corporation's product name "Celoxide 2081". ”, “Celoxide 3000”, “Epolead GT301”, “Epolead GT401” and “EHPE3150” are available. As trisglycidyl isocyanurate, for example, the product name "TEPIC-S" manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. is available.
（硬化剤）
本実施形態に係る硬化剤は、融点が１８０～４００℃のテトラカルボン酸二無水物（以下、単に「テトラカルボン酸二無水物」という場合がある。）を含む。このようなテトラカルボン酸二無水物を硬化剤として用いることで、熱硬化性樹脂組成物の耐熱性を向上することができる。樹脂組成物中に均一に分散させる点から、テトラカルボン酸二無水物の融点は、２００～３８０℃又は２１０～３５０℃であってもよい。
(hardening agent)
The curing agent according to the present embodiment contains a tetracarboxylic dianhydride (hereinafter sometimes simply referred to as "tetracarboxylic dianhydride") having a melting point of 180 to 400°C. By using such a tetracarboxylic dianhydride as a curing agent, the heat resistance of the thermosetting resin composition can be improved. The melting point of the tetracarboxylic dianhydride may be 200 to 380°C or 210 to 350°C from the viewpoint of uniformly dispersing it in the resin composition.
耐熱性をより向上することから、テトラカルボン酸二無水物は、芳香環又は脂環を有してよい。芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物は、ベンゼン環を２以上有するテトラカルボン酸二無水物及びナフタレン環を有するテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。In order to further improve heat resistance, the tetracarboxylic dianhydride may have an aromatic ring or an alicyclic ring. The tetracarboxylic dianhydride having an aromatic ring may be at least one selected from the group consisting of tetracarboxylic dianhydrides having two or more benzene rings and tetracarboxylic dianhydrides having a naphthalene ring.
ベンゼン環を２以上有するテトラカルボン酸二無水物は、下記式（１）で表される化合物であってよい。
脂環を有するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、１，２，３，４－シクロブタンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。芳香環を有するテトラカルボン酸二無水物として、例えば、４，４’－ビフタル酸無水物、４，４’－カルボニルジフタル酸無水物、４，４’－スルホニルジフタル酸無水物、４，４’－（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物、４，４’－オキシジフタル酸無水物、９，９－ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）フルオレン二無水物、及び２，３，６，７－ナフタレンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。 Examples of the tetracarboxylic dianhydride having an alicyclic ring include 1,2,3,4-cyclobutane tetracarboxylic dianhydride. Examples of the tetracarboxylic dianhydride having an aromatic ring include 4,4'-biphthalic anhydride, 4,4'-carbonyldiphthalic anhydride, 4,4'-sulfonyldiphthalic anhydride, 4, 4'-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, 4,4'-oxydiphthalic anhydride, 9,9-bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluorene dianhydride, and 2,3,6, Examples include 7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride.
本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物において、上記テトラカルボン酸二無水物の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、１～５０質量部、５～３０質量部、又は８～２０質量部であってよい。In the thermosetting resin composition according to this embodiment, the content of the tetracarboxylic dianhydride may be 1 to 50 parts by mass, 5 to 30 parts by mass, or 8 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of the epoxy resin.
硬化剤として、電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料で一般に使用されている硬化剤を併用することができる。このような硬化剤は、エポキシ樹脂と反応して硬化物が得られるものであれば、特に限定されないが、着色の少ない硬化剤が好ましく、無色又は淡黄色の硬化剤がより好ましい。このような硬化剤として、例えば、融点が１８０℃未満の酸無水物系硬化剤、イソシアヌル酸誘導体系硬化剤及びフェノール系硬化剤が挙げられる。これらの硬化剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。As the curing agent, a curing agent generally used in epoxy resin molding materials for sealing electronic components can be used in combination. Such a curing agent is not particularly limited as long as it reacts with the epoxy resin to obtain a cured product, but a curing agent with little coloring is preferable, and a colorless or pale yellow curing agent is more preferable. Examples of such curing agents include acid anhydride-based curing agents, isocyanuric acid derivative-based curing agents, and phenol-based curing agents having a melting point of less than 180°C. These curing agents may be used alone or in combination of two or more.
融点が１８０℃未満の酸無水物系硬化剤としては、例えば、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、無水グルタル酸、無水ジメチルグルタル酸、無水ジエチルグルタル酸、無水コハク酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、及び下記式（２）で表されるテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。 Examples of acid anhydride curing agents having a melting point of less than 180°C include phthalic anhydride, maleic anhydride, trimellitic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, nadic anhydride, and anhydride. Examples thereof include glutaric acid, dimethylglutaric anhydride, diethylglutaric anhydride, succinic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, and tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (2).
イソシアヌル酸誘導体としては、１，３，５－トリス（１－カルボキシメチル）イソシアヌレート、１，３，５－トリス（２－カルボキシエチル）イソシアヌレート、１，３，５－トリス（３－カルボキシプロピル）イソシアヌレート及び１，３－ビス（２－カルボキシエチル）イソシアヌレートが挙げられる。Isocyanuric acid derivatives include 1,3,5-tris(1-carboxymethyl)isocyanurate, 1,3,5-tris(2-carboxyethyl)isocyanurate, 1,3,5-tris(3-carboxypropyl)isocyanurate and 1,3-bis(2-carboxyethyl)isocyanurate.
フェノール系硬化剤としては、例えば、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び／又はα－ナフトール、β－ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類と、ホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド類とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られる、ノボラック型フェノール樹脂；フェノール類及び／又はナフトール類と、ジメトキシパラキシレン又はビス（メトキシメチル）ビフェニルとから合成されるフェノール・アラルキル樹脂；ビフェニレン型フェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂；フェノール類及び／又はナフトール類と、ジシクロペンタジエンとの共重合によって合成される、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂；トリフェニルメタン型フェノール樹脂；テルペン変性フェノール樹脂；パラキシリレン及び／又はメタキシリレン変性フェノール樹脂；メラミン変性フェノール樹脂；並びにこれら２種以上を共重合して得られるフェノール樹脂が挙げられる。 Examples of phenolic curing agents include phenols such as phenol, cresol, resorcinol, catechol, bisphenol A, bisphenol F, phenylphenol, and aminophenol, and/or naphthols such as α-naphthol, β-naphthol, and dihydroxynaphthalene. , a novolac type phenolic resin obtained by condensing or co-condensing aldehydes such as formaldehyde, benzaldehyde, and salicylaldehyde under an acidic catalyst; phenols and/or naphthols, and dimethoxyparaxylene or bis(methoxymethyl)biphenyl. Phenol-aralkyl resins synthesized from; aralkyl-type phenol resins such as biphenylene-type phenol-aralkyl resins and naphthol-aralkyl resins; Examples include cyclopentadiene type phenol resin; triphenylmethane type phenol resin; terpene-modified phenol resin; para-xylylene and/or metaxylylene-modified phenol resin; melamine-modified phenol resin; and phenol resin obtained by copolymerizing two or more of these.
本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物において、硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、１０～１５０質量部、５０～１３０質量部、又は６０～１２０質量部であってよい。 In the thermosetting resin composition according to the present embodiment, the content of the curing agent is 10 to 150 parts by mass, 50 to 130 parts by mass, or 60 to 120 parts by mass, based on 100 parts by mass of the epoxy resin. good.
硬化剤の配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量に対して、当該エポキシ基と反応可能な硬化剤中の活性基（酸無水物基又は水酸基）が０．５～２．０当量、０．６～１．５当量、又は０．７～１．２当量であってよい。上記活性基が０．５当量以上であると、熱硬化性樹脂組成物から形成される硬化物のガラス転移温度が高くなり、充分な弾性率が得られ易くなる。一方、上記活性基が２．０当量以下であると、硬化後の強度が低下し難くなる。 The blending ratio of the curing agent is 0.5 to 2.0 equivalents of active groups (acid anhydride groups or hydroxyl groups) in the curing agent that can react with the epoxy group per 1 equivalent of epoxy group in the epoxy resin. It may be 0.6 to 1.5 equivalents, or 0.7 to 1.2 equivalents. When the amount of the active group is 0.5 equivalent or more, the glass transition temperature of the cured product formed from the thermosetting resin composition becomes high, making it easier to obtain a sufficient elastic modulus. On the other hand, if the amount of the active group is 2.0 equivalents or less, the strength after curing will be less likely to decrease.
（白色顔料）
白色顔料は、本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物から得られる硬化物（成形体）に白色系の色調を付与するために用いられ、特にその色調を高度の白色とすることにより、成形体の光反射率を向上させることができる。
(white pigment)
The white pigment is used to impart a white color tone to the cured product (molded object) obtained from the thermosetting resin composition according to the present embodiment, and in particular, by making the color tone highly white, it is possible to improve the molding. It can improve the light reflectance of the body.
白色顔料としては、例えば、酸化イットリウム等の希土類酸化物、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、硫酸亜鉛、酸化ジルコニウム及び酸化ジルコニウムが挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。光反射性をより向上することから、白色顔料は、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン及び酸化ジルコニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましく、酸化チタン、酸化アンチモン及び酸化ジルコニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことがより好ましい。 Examples of the white pigment include rare earth oxides such as yttrium oxide, titanium oxide, zinc oxide, aluminum oxide (alumina), magnesium oxide, antimony oxide, zinc sulfate, zirconium oxide, and zirconium oxide. These may be used alone or in combination of two or more. In order to further improve light reflectivity, the white pigment preferably contains at least one member selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, alumina, magnesium oxide, antimony oxide, and zirconium oxide. and zirconium oxide.
白色顔料の中心粒径は、０．０５～１０μｍ、０．０８～８μｍ、又は０．１～５μｍであってよい。白色顔料の中心粒径が０．０５μｍ以上であると分散性がより良好になり、１０μｍ未満であると硬化物の光反射特性がより良好になる。本明細書において、中心粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値Ｄ５０（又はメジアン径）として求めることができる。 The white pigment may have a median particle size of 0.05-10 μm, 0.08-8 μm, or 0.1-5 μm. If the center particle size of the white pigment is 0.05 μm or more, the dispersibility will be better, and if it is less than 10 μm, the light reflection characteristics of the cured product will be better. In this specification, the central particle size can be determined as the mass average value D50 (or median diameter) in particle size distribution measurement using laser light diffraction.
（無機充填剤）
本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物は、成形性を向上する観点から、無機充填剤を含有する。無機充填剤としては、例えば、石英、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、無水ケイ酸、溶融シリカ、結晶性シリカ、超微粉無定型シリカ、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、チタン酸カリウム、ケイ酸カルシウム、及び無機中空粒子が挙げられる。
(Inorganic filler)
The thermosetting resin composition according to this embodiment contains an inorganic filler from the viewpoint of improving moldability. Examples of inorganic fillers include quartz, fumed silica, precipitated silica, silicic anhydride, fused silica, crystalline silica, ultrafine amorphous silica, barium sulfate, magnesium carbonate, barium carbonate, aluminum hydroxide, and hydroxide. Mention may be made of magnesium, potassium titanate, calcium silicate, and inorganic hollow particles.
成形性の点から、無機充填剤は溶融シリカを含んでよい。溶融シリカの中心粒径は、白色顔料とのパッキング性を向上させる観点から、１～１００μｍ、１～５０μｍ、又は１～４０μｍであってよい。 For moldability reasons, the inorganic filler may include fused silica. The center particle size of the fused silica may be 1 to 100 μm, 1 to 50 μm, or 1 to 40 μm from the viewpoint of improving packing properties with the white pigment.
熱硬化性樹脂組成物の粉砕性をより向上することから、無機充填剤は、中心粒径が１～２５μｍの無機中空粒子を含んでよい。無機中空粒子は、内部に空隙部を有する粒子である。無機中空粒子は、入射光を表面及び内壁で屈折及び反射するため、白色顔料と併用することで、光反射性及び機械的特性をより一層向上した硬化物を形成することができる。 In order to further improve the crushability of the thermosetting resin composition, the inorganic filler may contain inorganic hollow particles having a center particle size of 1 to 25 μm. Inorganic hollow particles are particles that have voids inside. Since inorganic hollow particles refract and reflect incident light on their surfaces and inner walls, when used in combination with a white pigment, it is possible to form a cured product with further improved light reflectivity and mechanical properties.
無機中空粒子としては、例えば、珪酸ソーダガラス、アルミ珪酸ガラス、硼珪酸ソーダガラス及びシラス（白砂）が挙げられる。耐熱性及び耐圧強度の観点からは、無機中空粒子の外殻は、珪酸ソーダガラス、アルミ珪酸ガラス、硼珪酸ソーダガラス、シラス、架橋スチレン系樹脂及び架橋アクリル系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の材質から構成されることが好ましく、珪酸ソーダガラス、アルミ珪酸ガラス、硼珪酸ソーダガラス及びシラスからなる群より選ばれる少なくとも１種の材質から構成されることがより好ましい。 Examples of the inorganic hollow particles include sodium silicate glass, aluminum silicate glass, sodium borosilicate glass, and white sand. From the viewpoint of heat resistance and compressive strength, the outer shell of the inorganic hollow particles is made of at least one member selected from the group consisting of soda silicate glass, aluminum silicate glass, soda borosilicate glass, shirasu, crosslinked styrene resin, and crosslinked acrylic resin. It is preferably made of a seed material, and more preferably made of at least one material selected from the group consisting of soda silicate glass, aluminum silicate glass, borosilicate soda glass, and whitebait.
熱硬化性樹脂組成物を調製する際に無機中空粒子を均一に分散し易いことから、無機中空粒子の中心粒径は、１μｍ以上、５μｍ以上又は１０μｍ以上であってよい。また、形成される硬化物の光反射特性を向上し易いことから、無機中空粒子の中心粒径は、３０μｍ以下、２５μｍ以下又は２２μｍ以下であってよい。 Since it is easy to uniformly disperse the inorganic hollow particles when preparing the thermosetting resin composition, the center particle size of the inorganic hollow particles may be 1 μm or more, 5 μm or more, or 10 μm or more. Moreover, since the light reflection characteristics of the cured product to be formed can be easily improved, the center particle size of the inorganic hollow particles may be 30 μm or less, 25 μm or less, or 22 μm or less.
熱硬化性樹脂組成物の機械的特性を向上することから、無機中空粒子の外殻の厚みは、０．４～１．５μｍ、０．４５～１．２μｍ、０．５～１．１μｍ、又は０．５５～１．０μｍであってよい。 In order to improve the mechanical properties of the thermosetting resin composition, the thickness of the outer shell of the inorganic hollow particles is 0.4 to 1.5 μm, 0.45 to 1.2 μm, 0.5 to 1.1 μm, Or it may be 0.55 to 1.0 μm.
光反射性を向上することから、無機中空粒子のかさ密度は、０．２０～０．３８ｇ／ｃｍ３、０．２５～０．３６ｇ／ｃｍ３、又は０．２６～０．３５ｇ／ｃｍ３であってよい。かさ密度は、ある容積の容器に無機中空粒子を充填し、その内容積を体積として算出した密度である。 Since the light reflectivity is improved, the bulk density of the inorganic hollow particles may be 0.20 to 0.38 g/cm 3 , 0.25 to 0.36 g/cm 3 , or 0.26 to 0.35 g/cm 3 . The bulk density is a density calculated by filling a container of a certain volume with the inorganic hollow particles and calculating the internal volume as the volume.
光反射性と機械的特性とのバランスに優れることから、無機中空粒子の真密度は、０．４０～０．７５ｇ／ｃｍ３、０．４５～０．７０ｇ／ｃｍ３、又は０．５０～０．６５ｇ／ｃｍ３であってよい。真密度は、ＡＳＴＭ Ｄ２８４０に準拠して測定することができる。 Since the inorganic hollow particles have an excellent balance between light reflectivity and mechanical properties, the true density of the inorganic hollow particles is 0.40 to 0.75 g/cm 3 , 0.45 to 0.70 g/cm 3 , or 0.50 to It may be 0.65g/ cm3 . True density can be measured according to ASTM D2840.
熱硬化性樹脂組成物の硬化物の強度を向上することから、無機中空粒子の耐圧強度は、２５℃で１００ＭＰａ以上、１１０ＭＰａ以上、１２５ＭＰａ以上、又は１５０ＭＰａ以上であってよい。熱硬化性樹脂組成物の成形性を向上することから、無機中空粒子の耐圧強度は、２５℃で５００ＭＰａ以下、３００ＭＰａ以下、又は２００ＭＰａ以下であってよい。耐圧強度は、ＡＳＴＭ Ｄ３１０２に準拠して測定することができる。 In order to improve the strength of the cured product of the thermosetting resin composition, the pressure strength of the inorganic hollow particles may be 100 MPa or more, 110 MPa or more, 125 MPa or more, or 150 MPa or more at 25°C. In order to improve the moldability of the thermosetting resin composition, the compressive strength of the inorganic hollow particles may be 500 MPa or less, 300 MPa or less, or 200 MPa or less at 25°C. Compressive strength can be measured in accordance with ASTM D3102.
光反射率をより向上させる点から、無機中空粒子の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、１０～２００質量部であることが好ましく、３０～１８０質量部であることがより好ましく、６０～１５０質量部であることが更に好ましい。In order to further improve the light reflectance, the content of the inorganic hollow particles is preferably 10 to 200 parts by mass, more preferably 30 to 180 parts by mass, and even more preferably 60 to 150 parts by mass, per 100 parts by mass of the epoxy resin.
（硬化促進剤）
本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂の硬化反応を促進するために、硬化促進剤を含有してよい。硬化促進剤としては、例えば、アミン化合物、イミダゾール化合物、有機リン化合物、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及び第４級アンモニウム塩が挙げられる。これらの硬化促進剤の中でも、アミン化合物、イミダゾール化合物又は有機リン化合物を用いることが好ましい。硬化促進剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
(hardening accelerator)
The thermosetting resin composition according to this embodiment may contain a curing accelerator in order to accelerate the curing reaction of the epoxy resin. Examples of the curing accelerator include amine compounds, imidazole compounds, organic phosphorus compounds, alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds, and quaternary ammonium salts. Among these curing accelerators, it is preferable to use amine compounds, imidazole compounds, or organic phosphorus compounds. The curing accelerator may be used alone or in combination of two or more.
アミン化合物としては、例えば、１，８－ジアザ－ビシクロ［５．４．０］ウンデセン－７、トリエチレンジアミン及びトリ－２，４，６－ジメチルアミノメチルフェノールが挙げられる。イミダゾール化合物として、例えば、２－エチル－４－メチルイミダゾールが挙げられる。有機リン化合物としては、例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ－ｎ－ブチルホスホニウム－ｏ，ｏ－ジエチルホスホロジチオエート、テトラ－ｎ－ブチルホスホニウム－テトラフルオロボレート及びテトラ－ｎ－ブチルホスホニウム－テトラフェニルボレートが挙げられる。 Examples of amine compounds include 1,8-diaza-bicyclo[5.4.0]undecene-7, triethylenediamine, and tri-2,4,6-dimethylaminomethylphenol. Examples of imidazole compounds include 2-ethyl-4-methylimidazole. Examples of organic phosphorus compounds include triphenylphosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, tetra-n-butylphosphonium-o,o-diethylphosphorodithioate, tetra-n-butylphosphonium-tetrafluoroborate, and tetra-n-butylphosphonium-tetraphenylborate.
熱硬化性樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．０１～８質量部、０．１～５質量部、又は０．３～４質量部であってよい。硬化促進剤の含有量が、０．０１質量部以上であると、十分な硬化促進効果を得られ易く、８質量部以下であると、硬化物の変色を抑制し易くなる。 The content of the curing accelerator in the thermosetting resin composition is 0.01 to 8 parts by mass, 0.1 to 5 parts by mass, or 0.3 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin. It's good. When the content of the curing accelerator is 0.01 parts by mass or more, a sufficient curing accelerating effect can be easily obtained, and when the content is 8 parts by mass or less, discoloration of the cured product can be easily suppressed.
（カップリング剤）
熱硬化性樹脂組成物には、無機充填剤と、エポキシ樹脂との密着性を向上させるために、カップリング剤を添加してよい。カップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、シランカップリング剤及びチタネート系カップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤としては、例えば、エポキシシラン化合物、アミノシラン化合物、カチオニックシラン化合物、ビニルシラン化合物、アクリルシラン化合物及びメルカプトシラン化合物が挙げられる。カップリング剤の含有量は、熱硬化性樹脂組成物の全量を基準として、５質量％以下であってよい。
(Coupling Agent)
The thermosetting resin composition may contain a coupling agent to improve the adhesion between the inorganic filler and the epoxy resin. The coupling agent is not particularly limited, but may be, for example, a silane coupling agent or a titanate coupling agent. The silane coupling agent may be, for example, an epoxysilane compound, an aminosilane compound, a cationic silane compound, a vinylsilane compound, an acrylic silane compound, or a mercaptosilane compound. The content of the coupling agent may be 5% by mass or less based on the total amount of the thermosetting resin composition.
本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、酸化防止剤、離型剤、イオン捕捉剤等の添加剤を添加してよい。 Additives such as antioxidants, release agents, and ion scavengers may be added to the thermosetting resin composition of this embodiment as necessary.
本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物は、上述した各種成分を均一に分散し混合することで作製することができる。作製手段、条件等は特に限定されない。熱硬化性樹脂組成物を作製する一般的な方法として、各成分をニーダー、ロール、エクストルーダー、らいかい機、又は、自転と公転を組み合わせた遊星式混合機によって混練する方法を挙げることができる。各成分を混練する際には、分散性を向上する観点から、溶融状態で行うことが好ましい。 The thermosetting resin composition according to this embodiment can be produced by uniformly dispersing and mixing the various components described above. The production means, conditions, etc. are not particularly limited. A general method for producing a thermosetting resin composition includes a method of kneading each component using a kneader, roll, extruder, sieve machine, or planetary mixer that combines rotation and revolution. . When kneading each component, it is preferable to knead it in a molten state from the viewpoint of improving dispersibility.
混練の条件は、各成分の種類又は配合量により適宜決定すればよく、例えば、１５～１００℃で５～４０分間混練することが好ましく、２０～１００℃で１０～３０分間混練することがより好ましい。混練温度が１５℃以上であると、各成分を混練させ易くなり、分散性を向上できる。混練温度が１００℃以下であると、混練時にエポキシ樹脂の高分子量化が進行して硬化することを抑制できる。混練時間が５分以上であると、十分な分散効果が得られ易くなる。混練時間が４０分以下であると、混練時にエポキシ樹脂の高分子量化が進行して硬化することを抑制できる。 The kneading conditions may be determined as appropriate depending on the type or amount of each component. For example, it is preferable to knead at 15 to 100°C for 5 to 40 minutes, and more preferably to knead at 20 to 100°C for 10 to 30 minutes. preferable. When the kneading temperature is 15° C. or higher, each component can be easily kneaded and dispersibility can be improved. When the kneading temperature is 100° C. or lower, it is possible to suppress the progress of increasing the molecular weight of the epoxy resin and curing during kneading. When the kneading time is 5 minutes or more, a sufficient dispersion effect can be easily obtained. When the kneading time is 40 minutes or less, it is possible to prevent the epoxy resin from increasing in molecular weight and curing during kneading.
本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物は、高い光反射性及び耐熱性を必要とする光半導体素子実装用基板材料、電気絶縁材料、光半導体封止材料、接着材料、塗料材料、トランスファー成形用エポキシ樹脂成形材料等の様々な用途において有用である。以下、本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物をトランスファー成形用エポキシ樹脂成形材料として使用する際の例を述べる。The thermosetting resin composition according to this embodiment is useful in a variety of applications, such as substrate materials for mounting optical semiconductor elements that require high light reflectivity and heat resistance, electrical insulating materials, optical semiconductor sealing materials, adhesive materials, paint materials, and epoxy resin molding materials for transfer molding. Below, we will describe an example of using the thermosetting resin composition according to this embodiment as an epoxy resin molding material for transfer molding.
機械的特性の点から、本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物を、成形金型温度が１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒間の条件でトランスファー成形した時の曲げ強度は、２５℃で７０ＭＰａ以上であることが好ましく、７５ＭＰａ以上であることがより好ましい。曲げ強度が７０ＭＰａ以上であると、強靭性に優れる。 From the point of view of mechanical properties, the bending strength when the thermosetting resin composition according to this embodiment is transfer molded under the conditions of a mold temperature of 180°C, a molding pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 90 seconds is as follows. It is preferably 70 MPa or more, more preferably 75 MPa or more at 25°C. When the bending strength is 70 MPa or more, the toughness is excellent.
光半導体装置の輝度を向上させる点から、本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物の硬化物の波長４６０ｎｍにおける初期光反射率は、９１％以上であることが好ましく、９２％以上であることがより好ましく、９３％以上であることが更に好ましい。耐熱着色性を良好にする観点から、当該硬化物を１５０℃で１６８時間熱処理した後の波長４６０ｎｍにおける光反射率は、８８％以上であることが好ましく、８９％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。 From the viewpoint of improving the brightness of the optical semiconductor device, the initial light reflectance of the cured product of the thermosetting resin composition according to this embodiment at a wavelength of 460 nm is preferably 91% or more, and preferably 92% or more. is more preferable, and even more preferably 93% or more. From the viewpoint of improving heat coloring resistance, the light reflectance at a wavelength of 460 nm after heat-treating the cured product at 150 ° C. for 168 hours is preferably 88% or more, more preferably 89% or more, More preferably, it is 90% or more.
［光半導体素子搭載用基板］
本実施形態の光半導体素子搭載用基板は、底面及び壁面から構成される凹部を有する。凹部の底面が光半導体素子搭載部（光半導体素子搭載領域）であり、凹部の壁面、すなわち凹部の内周側面の少なくとも一部が本実施形態の光反射用熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなるものである。
[Substrate for mounting optical semiconductor elements]
The substrate for mounting an optical semiconductor element of this embodiment has a recessed portion consisting of a bottom surface and a wall surface. The bottom surface of the recess is the optical semiconductor element mounting area (optical semiconductor element mounting area), and the wall surface of the recess, that is, at least a part of the inner circumferential surface of the recess is the cured product of the light-reflecting thermosetting resin composition of the present embodiment. It consists of
図１は、光半導体素子搭載用基板の一実施形態を示す斜視図である。光半導体素子搭載用基板１１０は、Ｎｉ／Ａｇめっき１０４が形成された金属配線１０５（第１の接続端子及び第２の接続端子）と、金属配線１０５（第１の接続端子及び第２の接続端子）間に設けられた絶縁性樹脂成形体１０３’と、リフレクター１０３とを備え、Ｎｉ／Ａｇめっき１０４が形成された金属配線１０５及び絶縁性樹脂成形体１０３’とリフレクター１０３とから形成された光半導体素子搭載領域（凹部）２００を有している。この凹部２００の底面は、Ｎｉ／Ａｇめっき１０４が形成された金属配線１０５及び絶縁性樹脂成形体１０３’から構成され、凹部２００の壁面はリフレクター１０３から構成される。リフレクター１０３及び絶縁性樹脂成形体１０３’が、上述の本実施形態に係る光反射用熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる成形体である。1 is a perspective view showing one embodiment of a substrate for mounting an optical semiconductor element. The substrate for mounting an
光半導体素子搭載用基板の製造方法は特に限定されないが、例えば、光反射用熱硬化性樹脂組成物を用いたトランスファー成形により製造することができる。図２は、光半導体素子搭載用基板を製造する工程の一実施形態を示す概略図である。光半導体素子搭載用基板は、例えば、金属箔から打ち抜き、エッチング等の公知の方法により金属配線１０５を形成し、電気めっきによりＮｉ／Ａｇめっき１０４を施す工程（図２の（ａ））、次いで、該金属配線１０５を所定形状の金型１５１に配置し、金型１５１の樹脂注入口１５０から光反射用熱硬化性樹脂組成物を注入し、所定の条件でトランスファー成形する工程（図２の（ｂ））、そして、金型１５１を外す工程（図２の（ｃ））を経て製造することができる。このようにして、光半導体素子搭載用基板には、光反射用熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなるリフレクター１０３に周囲を囲まれてなる光半導体素子搭載領域（凹部）２００が形成される。また、凹部２００の底面は、第１の接続端子となる金属配線１０５及び第２の接続端子となる金属配線１０５と、これらの間に設けられ光反射用熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる絶縁性樹脂成形体１０３’とから構成される。なお、上記トランスファー成形の条件としては、金型温度１７０～２００℃、より好ましくは１７０～１９０℃、成形圧力０．５～２０ＭＰａ、より好ましくは２～８ＭＰａで、６０～１２０秒間、アフターキュア温度１２０℃～１８０℃で１～３時間が好ましい。The method for manufacturing the optical semiconductor element mounting substrate is not particularly limited, but it can be manufactured, for example, by transfer molding using a light-reflecting thermosetting resin composition. FIG. 2 is a schematic diagram showing one embodiment of the process for manufacturing the optical semiconductor element mounting substrate. The optical semiconductor element mounting substrate can be manufactured, for example, by punching out from a metal foil, forming
［光半導体装置］
本実施形態に係る光半導体装置は、上記光半導体素子搭載用基板と、当該光半導体素子搭載用基板に搭載された光半導体素子とを有する。より具体的な例として、上記光半導体素子搭載用基板と、光半導体素子搭載用基板の凹部内に設けられた光半導体素子と、凹部を充填して光半導体素子を封止する蛍光体含有封止樹脂部とを備える光半導体装置が挙げられる。
[Optical semiconductor device]
The optical semiconductor device according to this embodiment includes the optical semiconductor element mounting substrate and an optical semiconductor element mounted on the optical semiconductor element mounting substrate. A more specific example is an optical semiconductor device including the optical semiconductor element mounting substrate, an optical semiconductor element provided in a recess of the optical semiconductor element mounting substrate, and a phosphor-containing sealing resin part that fills the recess to seal the optical semiconductor element.
図３は、光半導体素子搭載用基板１１０に光半導体素子１００を搭載した状態の一実施形態を示す斜視図である。図３に示すように、光半導体素子１００は、光半導体素子搭載用基板１１０の光半導体素子搭載領域（凹部）２００の所定位置に搭載され、金属配線１０５とボンディングワイヤ１０２により電気的に接続される。図４及び図５は、光半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。図４及び図５に示すように、光半導体装置は、光半導体素子搭載用基板１１０と、光半導体素子搭載用基板１１０の凹部２００内の所定位置に設けられた光半導体素子１００と、凹部２００を充填して光半導体素子を封止する蛍光体１０６を含む透明な封止樹脂１０１からなる封止樹脂部とを備えており、光半導体素子１００とＮｉ／Ａｇめっき１０４が形成された金属配線１０５とがボンディングワイヤ１０２又ははんだバンプ１０７により電気的に接続されている。
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment in which an
図６もまた、光半導体装置の一実施形態を示す模式断面図である。図６に示す光半導体装置では、リフレクター３０３が形成されたリード３０４上の所定位置にダイボンド材３０６を介してＬＥＤ素子３００が配置され、ＬＥＤ素子３００とリード３０４とがボンディングワイヤ３０１により電気的に接続され、蛍光体３０５を含む透明な封止樹脂３０２によりＬＥＤ素子３００が封止されている。
Figure 6 is also a schematic cross-sectional view showing one embodiment of an optical semiconductor device. In the optical semiconductor device shown in Figure 6, an
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されない。例えば、本実施形態の光反射用熱硬化性樹脂組成物を光反射コート剤として用いることができる。この実施形態として、銅張積層板、光半導体素子搭載用基板及び光半導体素子について説明する。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto. For example, the light-reflecting thermosetting resin composition of this embodiment can be used as a light-reflecting coating agent. As this embodiment, a copper clad laminate, a substrate for mounting an optical semiconductor element, and an optical semiconductor element will be described.
本実施形態に係る銅張積層板は、上述の光反射用熱硬化性樹脂組成物を用いて形成された光反射樹脂層と、該光反射樹脂層上に積層された銅箔と、を備える。The copper-clad laminate of this embodiment comprises a light-reflecting resin layer formed using the above-mentioned light-reflecting thermosetting resin composition, and copper foil laminated on the light-reflecting resin layer.
図７は、銅張積層板の好適な一実施形態を示す模式断面図である。図７に示すように、銅張積層板４００は、基材４０１と、該基材４０１上に積層された光反射樹脂層４０２と、該光反射樹脂層４０２上に積層された銅箔４０３と、を備えている。ここで、光反射樹脂層４０２は、上述の光反射用熱硬化性樹脂組成物を用いて形成されている。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a preferred embodiment of a copper-clad laminate. As shown in FIG. 7, the copper-clad
基材４０１としては、銅張積層板に用いられる基材を特に制限なく用いることができるが、例えば、エポキシ樹脂積層板等の樹脂積層板、光半導体搭載用基板などが挙げられる。
As the
銅張積層板４００は、例えば、本実施形態の光反射用熱硬化性樹脂組成物を基材４０１表面に塗布し、銅箔４０３を重ね、加熱加圧硬化して上記熱硬化性樹脂組成物からなる光反射樹脂層４０２を形成することにより作製することができる。The copper-clad
熱硬化性樹脂組成物の基材４０１への塗布方法としては、例えば、印刷法、ダイコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ロールコート法等の塗布方法を用いることができる。このとき、熱硬化性樹脂組成物には、塗布が容易となるように溶媒を含有させてもよい。なお、溶媒を用いる場合、上述した各成分の配合割合で熱硬化性樹脂組成物の全量を基準としたものについては、溶媒を除いたものを全量として設定することが好ましい。
The thermosetting resin composition can be applied to the
加熱加圧の条件としては、特に限定されないが、例えば、１３０～１８０℃、０．５～４ＭＰａ、３０～６００分間の条件で加熱加圧を行うことが好ましい。The conditions for heating and pressurizing are not particularly limited, but it is preferable to perform the heating and pressurizing under conditions of, for example, 130 to 180°C, 0.5 to 4 MPa, and 30 to 600 minutes.
上記銅張積層板を使用し、ＬＥＤ実装用等の光学部材用のプリント配線板を作製することができる。なお、図７に示した銅張積層板４００は、基材４０１の片面に光反射樹脂層４０２及び銅箔４０３を積層したものであるが、銅張積層板は、基材４０１の両面に光反射樹脂層４０２及び銅箔４０３をそれぞれ積層したものであってもよい。また、銅張積層板は、基材４０１を用いることなく、光反射樹脂層４０２及び銅箔４０３のみで構成されていてもよい。この場合、光反射樹脂層４０２が基材としての役割をはたすこととなる。この場合、例えば、ガラスクロス等に本熱硬化性樹脂組成物を含浸させ、硬化させたものを光反射樹脂層４０２とすることができる。
Using the copper-clad laminate described above, a printed wiring board for optical members such as those for mounting LEDs can be manufactured. Note that the copper-clad
図８は、銅張積層板を用いて作製された光半導体装置の一例を示す模式断面図である。図８に示すように、光半導体装置５００は、光半導体素子４１０と、光半導体素子４１０が封止されるように設けられた透明な封止樹脂４０４とを備える表面実装型の発光ダイオードである。光半導体装置５００において、光半導体素子４１０は、接着層４０８を介して銅箔４０３に接着されており、ボンディングワイヤ４０９により銅箔４０３と電気的に接続されている。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical semiconductor device manufactured using a copper-clad laminate. As shown in FIG. 8, the
光半導体素子搭載用基板の他の実施形態として、上述の光反射用熱硬化性樹脂組成物を用いて、基材上の複数の導体部材（接続端子）間に形成された光反射樹脂層を備える光半導体素子搭載用基板が挙げられる。また、光半導体装置の他の実施形態は、上記の光半導体素子搭載用基板に光半導体素子を搭載してなるものである。 As another embodiment of the substrate for mounting an optical semiconductor element, a light-reflecting resin layer formed between a plurality of conductor members (connecting terminals) on a base material is formed using the above-mentioned thermosetting resin composition for light reflection. An example is a substrate for mounting an optical semiconductor element. Further, another embodiment of the optical semiconductor device is one in which an optical semiconductor element is mounted on the above-mentioned optical semiconductor element mounting substrate.
図９は、光半導体装置の好適な一実施形態を示す模式断面図である。図９に示すように、光半導体装置６００は、基材６０１と、該基材６０１の表面に形成された複数の導体部材６０２と、複数の導体部材（接続端子）６０２間に形成された、上記光反射用熱硬化性樹脂組成物からなる光反射樹脂層６０３と、を備える光半導体素子搭載用基板に、光半導体素子６１０が搭載され、光半導体素子６１０が封止されるように透明な封止樹脂６０４が設けられた、表面実装型の発光ダイオードである。光半導体装置６００において、光半導体素子６１０は、接着層６０８を介して導体部材６０２に接着されており、ボンディングワイヤ６０９により導体部材６０２と電気的に接続されている。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a preferred embodiment of an optical semiconductor device. As shown in FIG. 9, the
基材６０１としては、光半導体素子搭載用基板に用いられる基材を特に制限なく用いることができるが、例えば、エポキシ樹脂積層板等の樹脂積層板が挙げられる。
As the
導体部材６０２は、接続端子として機能するものであり、例えば、銅箔をフォトエッチングする方法等、公知の方法により形成することができる。
The
光半導体素子搭載用基板は、上記光反射用熱硬化性樹脂組成物を基材６０１上の複数の導体部材６０２間に塗布し、加熱硬化して光反射用熱硬化性樹脂組成物からなる光反射樹脂層６０３を形成することにより作製することができる。The substrate for mounting optical semiconductor elements can be produced by applying the above-mentioned light-reflecting thermosetting resin composition between a plurality of
光反射用熱硬化性樹脂組成物の基材６０１への塗布方法としては、例えば、印刷法、ダイコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ロールコート法等の塗布方法を用いることができる。このとき、光反射用熱硬化性樹脂組成物には、塗布が容易となるように溶媒を含有させることができる。なお、溶媒を用いる場合、上述した各成分の配合割合で樹脂組成物全量を基準としたものについては、溶媒を除いたものを全量として設定することが好ましい。
As a method for applying the light-reflecting thermosetting resin composition to the
光反射用熱硬化性樹脂組成物の塗膜を加熱硬化する際の加熱条件としては、特に限定されないが、例えば、１３０～１８０℃、３０～６００分間の条件で加熱を行ってもよい。The heating conditions for heat-curing the coating of the light-reflecting thermosetting resin composition are not particularly limited, but may be, for example, heating at 130 to 180°C for 30 to 600 minutes.
その後、導体部材６０２表面に余分に付着した樹脂成分は、バフ研磨等により除去し、導体部材６０２からなる回路を露出させ、光半導体素子搭載用基板とする。また、光反射樹脂層６０３と導体部材６０２との密着性を確保するために、導体部材６０２に対して酸化還元処理、ＣＺ処理（メック株式会社製）等の粗化処理を行なってもよい。Thereafter, excess resin components adhering to the surface of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されない。 The above describes a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
以下、本発明を実施例により詳述するが、本発明はこれらに限定されない。The present invention will now be described in detail with reference to examples, but is not limited to these.
［光反射用熱硬化性樹脂組成物の作製］
実施例及び比較例の熱硬化性樹脂組成物を作製するために、以下の成分を準備した。
[Preparation of thermosetting resin composition for light reflection]
In order to produce thermosetting resin compositions of Examples and Comparative Examples, the following components were prepared.
（エポキシ樹脂）
日産化学工業株式会社製の商品名「ＴＥＰＩＣ－Ｓ」（トリスグリシジルイソシアヌレート、エポキシ当量：１００）
（硬化剤）
式（２）のテトラカルボン酸二無水物（Ｒｘ：シクロヘキサン環、融点：４０℃）
新日本理化株式会社製の商品名「リカシッドＨＨ」（ヘキサヒドロ無水フタル酸、融点：３５℃）
新日本理化株式会社製の商品名「リカシッドＴＨ」（１，２，３，６－テトラヒドロ無水フタル酸、融点：１０１℃）
マナック株式会社製の商品名「ＯＤＰＡ」（４，４’－オキシジフタル酸無水物、融点：２２９℃）
（硬化促進剤）
日本化学工業株式会社製の商品名「ＰＸ－４ＰＢ」（テトラブチルホスホニウムテトラフェニルボラート）
（カップリング剤）
エポキシシラン化合物（３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）
(Epoxy resin)
Product name “TEPIC-S” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. (Trisglycidyl isocyanurate, epoxy equivalent: 100)
(hardening agent)
Tetracarboxylic dianhydride of formula (2) (Rx: cyclohexane ring, melting point: 40°C)
Product name: "Rikacid HH" (hexahydrophthalic anhydride, melting point: 35°C) manufactured by Shin Nihon Rika Co., Ltd.
Product name: "Rikacid TH" (1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, melting point: 101°C) manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd.
Manac Co., Ltd. product name "ODPA"(4,4'-oxydiphthalic anhydride, melting point: 229°C)
(hardening accelerator)
Product name: “PX-4PB” (tetrabutylphosphonium tetraphenylborate) manufactured by Nihon Kagaku Kogyo Co., Ltd.
(coupling agent)
Epoxysilane compound (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane)
（離型剤）
日油株式会社製の商品名「ＺＮＳＴ」（ジンクステアレート）
（添加剤）
株式会社ＡＤＥＫＡ製の商品名「アデカスタブ ＡＯ－６０」（ヒンダードフェノール系酸化防止剤）
株式会社ＡＤＥＫＡ製の商品名「アデカスタブ ＰＥＰ－３６Ａ」（ホスファイト系酸化防止剤）
Ｇｅｌｅｓｔ製の商品名「ＤＢＬ－Ｃ３２」（シリコーン系添加剤）
(Release agent)
Product name “ZNST” (zinc stearate) manufactured by NOF Corporation
(Additive)
Product name: ADEKA STAB AO-60 (hindered phenol antioxidant) manufactured by ADEKA Co., Ltd.
Product name: ADEKA STAB PEP-36A (phosphite antioxidant) manufactured by ADEKA Co., Ltd.
Product name “DBL-C32” (silicone additive) manufactured by Gelest
（無機中空粒子）
スリーエムジャパン株式会社製の商品名「ｉＭ３０Ｋ」（中心粒径：１８μｍ、シェル層の厚み：０．６１μｍ、かさ密度：０．３３ｇ／ｃｍ３、耐圧強度：１８６ＭＰａ）
スリーエムジャパン株式会社製の商品名「Ｓ６０ＨＳ」（中心粒径：３０μｍ、シェル層の厚み：１．４６μｍ、かさ密度：０．３８ｇ／ｃｍ３、耐圧強度：１２４ＭＰａ）
（シリカ）
デンカ株式会社製の商品名「ＦＰ－９５０」（溶融シリカ）
株式会社アドマテックス製、商品名「ＳＯ－２５Ｒ」（溶融シリカ）
富士シリシア化学株式会社製の商品名「サイロホービック７０２」（疎水性微粉末シリカ）
（白色顔料）
酸化チタン（中心粒径０．２μｍ）
(Inorganic hollow particles)
Product name "iM30K" manufactured by 3M Japan Ltd. (median particle size: 18 μm, shell layer thickness: 0.61 μm, bulk density: 0.33 g/cm 3 , pressure resistance: 186 MPa)
Product name "S60HS" manufactured by 3M Japan Ltd. (median particle size: 30 μm, shell layer thickness: 1.46 μm, bulk density: 0.38 g/cm 3 , pressure resistance: 124 MPa)
(silica)
Denka Company Ltd. product name "FP-950" (fused silica)
Product name "SO-25R" (fused silica), manufactured by Admatechs Co., Ltd.
"SyloHorbic 702" (hydrophobic fine silica powder) manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd.
(White pigment)
Titanium oxide (median particle size 0.2 μm)
表１に示す配合比（質量部）に従い、各成分を配合し、ミキサーによって十分混練した後、ミキシングロールにより４０℃で１５分間溶融混練して混練物を得た。混練物を冷却し、粉砕することによって、実施例及び比較例の熱硬化性樹脂組成物をそれぞれ作製した。 Each component was blended according to the blending ratio (parts by mass) shown in Table 1, thoroughly kneaded with a mixer, and then melted and kneaded with a mixing roll at 40° C. for 15 minutes to obtain a kneaded product. By cooling and pulverizing the kneaded material, thermosetting resin compositions of Examples and Comparative Examples were prepared, respectively.
［評価］
（光反射率）
熱硬化性樹脂組成物を、成形金型温度１８０℃、成形圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒の条件でトランスファー成形した後、１５０℃で２時間ポストキュアすることによって、厚み３．０ｍｍの試験片を作製した。積分球型分光光度計Ｖ－７５０型（日本分光株式会社製）を用いて、波長４６０ｎｍにおける試験片の光反射率を測定した。次いで、試験片を１５０℃のホットプレートで１６８時間熱処理を行った後の光反射率を測定した。
[evaluation]
(light reflectance)
The thermosetting resin composition was transfer-molded under the conditions of a mold temperature of 180°C, a molding pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 90 seconds, and then post-cured at 150°C for 2 hours to obtain a test sample with a thickness of 3.0 mm. A piece was made. The light reflectance of the test piece at a wavelength of 460 nm was measured using an integrating sphere spectrophotometer model V-750 (manufactured by JASCO Corporation). Next, the test piece was heat-treated on a hot plate at 150° C. for 168 hours, and then the light reflectance was measured.
（粉砕性）
スクリーン網目にφ３（径：３ｍｍ）を選定し、粉砕装置（ダルトン社製、製品名：Ｐ－５）を用いて、室温で熱硬化性樹脂組成物を粉砕した。１００ｇ／分の速度で熱硬化性樹脂組成物を断続的に供給し、粉砕性を下記基準で評価した。
Ａ：良好な粉末が得られる。
Ｂ：装置に張り付く成分が見られるが、問題なく粉末が得られる。
Ｃ：柔らかすぎて粉砕できない）。
(Crushability)
A screen mesh of φ3 (diameter: 3 mm) was selected, and the thermosetting resin composition was pulverized at room temperature using a pulverizer (manufactured by Dalton, product name: P-5). The thermosetting resin composition was intermittently supplied at a rate of 100 g/min, and the pulverizability was evaluated according to the following criteria.
A: Good powder is obtained.
B: Some components stick to the device, but powder can be obtained without any problems.
C: Too soft to grind).
表１より、実施例の光反射用熱硬化性樹脂組成物は、優れた粉砕性を有し、耐熱性の高い硬化物（成形体）を形成できることが確認できる。 From Table 1, it can be confirmed that the light-reflecting thermosetting resin compositions of Examples have excellent crushability and can form cured products (molded bodies) with high heat resistance.
１００…光半導体素子、１０１…封止樹脂、１０２…ボンディングワイヤ、１０３…リフレクター、１０３’…絶縁性樹脂成形体、１０４…Ｎｉ／Ａｇめっき、１０５…金属配線、１０６…蛍光体、１０７…はんだバンプ、１１０…光半導体素子搭載用基板、１５０…樹脂注入口、１５１…金型、２００…光半導体素子搭載領域、３００…ＬＥＤ素子、３０１…ボンディングワイヤ、３０２…封止樹脂、３０３…リフレクター、３０４…リード、３０５…蛍光体、３０６…ダイボンド材、４００…銅張積層板、４０１…基材、４０２…光反射樹脂層、４０３…銅箔、４０４…封止樹脂、４０８…接着層、４０９…ボンディングワイヤ、４１０…光半導体素子、５００，６００…光半導体装置、６０１…基材、６０２…導体部材、６０３…光反射樹脂層、６０４…封止樹脂、６０８…接着層、６０９…ボンディングワイヤ、６１０…光半導体素子。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記硬化剤が、融点が１８０～４００℃のテトラカルボン酸二無水物を含み、
前記テトラカルボン酸二無水物が、ベンゼン環を２以上有するテトラカルボン酸二無水物であり、前記ベンゼン環を２以上有するテトラカルボン酸二無水物が、下記式（１）で表される化合物である、光反射用熱硬化性樹脂組成物。
The curing agent contains a tetracarboxylic dianhydride having a melting point of 180 to 400°C,
The tetracarboxylic dianhydride is a tetracarboxylic dianhydride having two or more benzene rings, and the tetracarboxylic dianhydride having two or more benzene rings is a compound represented by the following formula (1). A thermosetting resin composition for light reflection.
前記凹部の前記壁面の少なくとも一部が、請求項１～３のいずれか一項に記載の光反射用熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる、光半導体素子搭載用基板。 a recess having a bottom surface and a wall surface, the bottom surface of the recess being a mounting portion for an optical semiconductor element;
4. A substrate for mounting optical semiconductor elements, wherein at least a part of the wall surface of the recess is made of a cured product of the light-reflecting thermosetting resin composition according to claim 1 .
前記第１の接続端子と前記第２の接続端子との間に、請求項１～３のいずれか一項に記載の光反射用熱硬化性樹脂組成物の硬化物を有する、光半導体素子搭載用基板。 comprising a substrate, a first connection terminal and a second connection terminal provided on the substrate,
Mounting an optical semiconductor element, comprising a cured product of the thermosetting resin composition for light reflection according to any one of claims 1 to 3 between the first connection terminal and the second connection terminal. board for.
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