TWI836086B - 底漆組成物及使用此之光半導體裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種底漆(primer)組成物，及使用該底漆組成物之半導體裝置，該底漆組成物係提升安裝有光半導體元件之基板，與密封光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物的接著性，同時防止形成於基板上之金屬電極之腐蝕，且提升底漆本身之耐熱性・可撓性。 其解決手段為一種底漆組成物，其係將安裝有光半導體元件之基板，與密封光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物予以接著者，且含有：(A)包含1分子中具有一個以上SiH基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者、1分子中具有一個以上烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者，及，不具有SiH基及烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者的共聚物、(B)溶劑，及(C)鈰化合物。

Description

底漆組成物及使用此之光半導體裝置
本發明係關於一種將安裝有光半導體元件之基板，與密封前述光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物予以接著之底漆組成物，及使用該底漆組成物之光半導體裝置。
作為光半導體裝置所熟知之發光二極體(LED)燈係以包含透明樹脂之密封材將已安裝於基板之LED予以密封之構成。作為該密封材，自過往即廣泛使用環氧樹脂基底之組成物。
但，環氧樹脂基底之密封材由於伴隨近年來半導體封裝之小型化或LED之高亮度化而發熱量增加或因光之短波長化，而變得容易產生龜裂或變黃，導致信賴性降低。
因此，從具有優異耐熱性之觀點，使用聚矽氧組成物作為密封材(專利文獻1)。尤其，由於加成反應硬化型之聚矽氧組成物可藉由加熱而短時間內硬化，故生產性良好，而適宜作為LED之密封材(專利文獻2)。
然而，安裝LED之基板(樹脂或電極)與包含加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物之密封材之接著性並非可謂係充足者。
又，聚矽氧組成物由於一般而言氣體穿透性優異，故容易受到來自外部環境之影響。LED燈在暴露於大氣中之硫化合物或廢氣等時，硫化合物等會穿透聚矽氧組成物之硬化物，被該硬化物所密封之基板上之金屬電極，尤其Ag電極會被經時性腐蝕進而變黑。作為對於此之對策，已開發出藉由使用含有SiH之丙烯酸酯之聚合物，或與丙烯酸酯之共聚物、與甲基丙烯酸酯之共聚物、與丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯之共聚物，或聚矽氮烷化合物來抑制變黑之底漆(專利文獻3~5)。然而，仍要會更加抑制變黑的底漆。又，在使用含有SiH之丙烯酸系聚合物時，底漆膜之耐熱性為不充足，而在近年來會流通高電流之LED元件周邊導致樹脂劣化。相對於此，聚矽氮烷化合物雖然耐熱性為優異，但所形成之膜較硬，故若塗佈於搭載有多數被稱為多晶片之LED元件的安裝基板上時，膜則容易破裂。
為了解決上述問題，本發明者等雖已開發出一種會提升已安裝LED元件之基板，與密封LED元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物的接著性，同時防止形成於基板上之金屬電極之腐蝕，且提升底漆本身之耐熱性・可撓性之底漆組成物，及使用該底漆組成物之LED裝置，在近年來之高密度安裝，以大電流進行驅動之LED元件之驅動下，底漆膜之耐熱性依然不充足，而在LED元件周邊導致樹脂劣化，從而要求更加耐熱之底漆組成物。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2000-198930號公報 [專利文獻2]日本特開2004-292714號公報 [專利文獻3]日本特開2010-168496號公報 [專利文獻4]日本特開2012-144652號公報 [專利文獻5]日本特開2014-157849號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明係為了解決上述問題所完成者，其目的在於提供一種提升安裝有光半導體元件之基板，與密封光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物的接著性，同時防止形成於基板上之金屬電極之腐蝕，且大幅提升底漆本身之耐熱性・可撓性的底漆組成物，及使用該底漆組成物之光半導體裝置。 [用以解決課題之手段]
為了達成上述課題，本發明提供一種底漆組成物，其係將安裝有光半導體元件之基板，與密封前述光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物予以接著之底漆組成物，其特徵為含有： (A)共聚物，其包含：1分子中具有一個以上SiH基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者、1分子中具有一個以上烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者，及，不具有SiH基及烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者； (B)溶劑；及 (C)鈰化合物。
若為此種底漆組成物，則會成為提升安裝有光半導體元件之基板，與密封光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物的接著性者，同時防止形成於基板上之金屬電極之腐蝕，且使底漆本身之耐熱性・可撓性提升者。
前述底漆組成物係以更含有(D)鋅化合物者為佳。
前述底漆組成物為更含有(D)鋅化合物者時，則成為能更防止形成於基板上之金屬電極之腐蝕者。
又，前述(B)成分之摻合量係以前述底漆組成物全體之70質量%以上為佳。
藉由含有(B)成分70質量%以上，而成為作業性更為良好之底漆組成物。
以前述(C)成分為3價或4價之鈰錯合物，相對於前述(A)成分之固體成分之總質量，含有前述(C)成分以鈰金屬計1~10,000ppm者為佳。
藉由前述(C)成分為前述鈰錯合物，且將前述(C)成分之摻合量作成前述範圍，而能更加提高底漆本身之耐熱性。
以前述(D)成分為鋅錯合物，相對於前述(A)成分之固體成分之總質量，含有前述(D)成分以鋅金屬計1~10,000ppm者為佳。
藉由前述(D)成分為鋅錯合物，且將前述(D)成分之摻合量作成前述範圍，而能更加提高底漆膜之耐硫化性。
前述底漆組成物係以更含有(E)矽烷耦合劑者為佳。
如此藉由含有矽烷耦合劑，而成為能使基板與加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物的接著性更加提升的底漆組成物。
又，本發明提供一種光半導體裝置，其係藉由前述底漆組成物來將安裝有光半導體元件之基板，與密封前述光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物予以接著者。
若為此種使用本發明之底漆組成物之光半導體裝置，由於基板與加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物係受到強固地接著，也能防止形成基板上之金屬電極之腐蝕，故為具有高信賴性者。
又，前述光半導體元件係可作成發光二極體。
因此，本發明之光半導體裝置係可適宜使用於作為發光二極體用途。
又，前述基板之構成材料係可使用聚醯胺、纖維強化塑膠、陶瓷、聚矽氧、聚矽氧變性聚合物，或液晶聚合物。
本發明之光半導體裝置中由於底漆之接著性優異，故即使為此種基板，也能不損及接著性而使用。
並且，前述加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物係以橡膠狀者為佳。
若為此種加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物，具有更加強固之接著性，且能更有效地防止形成於基板上之金屬電極，尤其Ag電極之腐蝕。 [發明之效果]
如以上所述，若為本發明之底漆組成物，即能成為提升安裝有光半導體元件之基板，與密封光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物的接著性，同時能防止形成於基板上之金屬電極之腐蝕，且使底漆本身之耐熱性・可撓性提升的底漆組成物，並且使用該底漆組成物之光半導體裝置成為具有高信賴性者。
如上述般，至今要求開發一種能提升安裝有光半導體元件之基板，密封光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物的接著性，同時防止形成於基板上之金屬電極之腐蝕，且使底漆本身之耐熱性・可撓性提升之底漆組成物之開發。
本發明者等針對上述課題經過重複精心檢討之結果，發現若為含有共聚物，與鈰化合物之底漆組成物，其中該共聚物包含1分子中具有一個以上SiH基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者、1分子中具有一個以上烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者，及，不具有SiH基及烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者，就能成為使安裝有光半導體元件之基板，與密封該光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物強固地接著，且防止形成於基板上之金屬電極，尤其Ag電極之腐蝕的底漆組成物，進而完成本發明。
即，本發明為一種底漆組成物，其係將安裝有光半導體元件之基板，與密封前述光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物予以接著之底漆組成物，且含有 (A)共聚物，其包含1分子中具有一個以上SiH基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者、1分子中具有一個以上烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者，及，不具有SiH基及烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者 (B)溶劑；及 (C)鈰化合物。
以下，詳細說明關於本發明，但本發明並非係受到該等所限定者。
＜底漆組成物＞ 本發明之底漆組成物為含有後述之(A)成分、(B)成分及(C)成分作為必須成分者。
以下，說明關於本發明之底漆組成物之各成分。
[(A)成分] 本發明之底漆組成物所含有之(A)成分為共聚物，其包含：1分子中具有一個以上SiH基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者、1分子中具有一個以上烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者，及，不具有SiH基及烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者。
共聚物之(A)成分係可藉由使用2,2’-偶氮二異丁腈(AIBN)等之自由基聚合起始劑，使該當之單體(後述之酯)進行聚合而得。
含有此種(A)成分之底漆組成物係會對安裝光半導體元件之基板及電極賦予充分之接著性，同時形成在前述基板上具有可撓性之膜，且抑制金屬電極(尤其Ag電極)之經時性腐蝕者。
(A)成分之摻合量只要會溶解於後述(B)成分之量，即無特別限定，以組成物全體((A)~(C)成分等之合計)之30質量%以下為佳，較佳為0.01~20質量%，更佳為0.1~10質量%。含量若在30質量%以下，可防止取得之膜之表面產生凹凸，且可取得作為底漆之充足性能。
1分子中具有一個以上SiH基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯 作為1分子中具有一個以上SiH基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯，可舉出如包含下述式(1)所示構造之化合物。 (式中，R為氫原子或甲基，R1 為1價有機基，R2 為2價有機基。n為0、1或2。)
又，也可例示在二有機聚矽氧烷中具有下述式(2)或下述式(3)所示構造之化合物。 (式中，R、R1 、R2 係表示與上述相同意義。l為0或正整數，m為正整數。被附加括弧之各矽氧烷單位之排列順序為任意者。)
(式中，R、R1 、R2 係表示與上述相同意義。o、p為正整數。被附加括弧之各矽氧烷單位之排列順序為任意者。)
在此，作為R1 所示之1價有機基，以碳數1~10，尤其碳數1~3之非取代或取代1價烴基為佳。作為1價烴基，可舉出如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、新戊基、己基、辛基等之烷基，環己基等之環烷基，乙烯基、烯丙基、丙烯基等之烯基，苯基、甲苯基、茬基、萘基等之芳基，苄基、苯基乙基、苯基丙基等之芳烷基等，或該等基之氫原子之一部分或全部被氟、溴、氯等之鹵素原子、氰基等所取代者，例如氯甲基、氯丙基、溴乙基、三氟丙基、氰基乙基等。R1 係以甲基、乙基、苯基為佳，以甲基為特佳。
作為R2 所示之2價有機基，以碳數1~10，尤其碳數1~3之非取代或取代2價烴基為佳。作為2價烴基，可舉出如亞甲基、伸乙基、n-伸丙基、n-伸丁基、n-伸戊基、n-伸丙基、伸環己基、n-伸辛基等之伸烷基，伸苯基、伸萘基等之伸芳基。R2 係以伸乙基、n-伸丙基為佳，以n-伸丙基為特佳。
1分子中具有一個以上SiH基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯係可單獨使用1種，或亦可併用2種以上。
1分子中具有一個以上烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯 作為1分子中具有一個以上烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯，可舉出如包含下述式(4)所示構造之化合物。 (式中，R、R1 、R2 係表示與上述相同意義。R3 表示碳數1~4之1價烴基。q為0、1或2。)
又，也可例示在二有機聚矽氧烷中具有下述式(5)或下述式(6)所示構造之化合物。 (式中，R、R1 、R2 、R3 係表示與上述相同意義。r為0或正整數，s為正整數。被附加括弧之各矽氧烷單位之排列順序為任意者。)
(式中，R、R1 、R2 、R3 係表示與上述相同意義。t、u為正整數。被附加括弧之各矽氧烷單位之排列順序為任意者。)
在此，作為R1 、R2 所示之有機基，可舉出如與上述為相同者。作為R3 所示之碳數1~4之1價烴基，可舉出如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、tert-丁基等，以甲基或乙基為佳。
1分子中具有一個以上烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯係可單獨使用1種，或亦可併用2種以上。
不具有SiH基及烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯 作為不具有SiH基及烷氧基之丙烯酸酯，可舉出例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-n-丁基酯、丙烯酸異丁基酯、丙烯酸異戊基酯、丙烯酸-n-己酯、丙烯酸異辛基酯、丙烯酸-2-乙基己基酯、丙烯酸-n-辛基酯、丙烯酸異壬基酯、丙烯酸-n-癸基酯、丙烯酸異癸基酯等。
作為不具有SiH基及烷氧基之甲基丙烯酸酯，可舉出例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸-n-丁基酯、甲基丙烯酸異丁基酯、甲基丙烯酸異戊基酯、甲基丙烯酸-n-己基酯、甲基丙烯酸異辛基酯、甲基丙烯酸-2-乙基己基酯、甲基丙烯酸-n-辛基酯、甲基丙烯酸異壬基酯、甲基丙烯酸-n-癸基酯、甲基丙烯酸異癸基酯等。
上述例示之中，以烷基之碳原子數為1~12，尤其以烷基之碳原子數為1~4之丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯為佳，可單獨使用1種或亦可併用2種以上。
[(B)成分] 作為溶劑之(B)成分，只要係會溶解本發明之構成底漆組成物之上述(A)成分及後述之任意成分者，即並非係受到特別限定者，可使用公知之有機溶劑。
作為溶劑，可舉出例如，二甲苯、甲苯、苯等之芳香族烴系溶劑，庚烷、己烷等之脂肪族烴系溶劑，三氯乙烯、全氯乙烯、二氯甲烷等之鹵化烴系溶劑，乙酸乙酯、1-丙二醇甲基醚乙酸酯等之酯系溶劑，甲基異丁基酮、甲基乙基酮等之酮系溶劑，乙醇、異丙醇、丁醇等之醇系溶劑，輕石油(Ligroin)、環己酮、二乙基醚、橡膠揮發油、聚矽氧系溶劑等。其中較適宜使用乙酸乙酯、1-丙二醇甲基醚乙酸酯、己烷、丙酮。
(B)成分在因應底漆組成物塗佈作業時之蒸發速度，可單獨使用1種，亦可組合2種以上而使用作為混合溶劑。
(B)成分之摻合量並無特別限定，以底漆組成物全體((A)~(C)成分等之合計)之70質量%以上為佳，較佳為80~99.99質量%，更佳為90~99.9質量%。(B)成分之摻合量若為70質量%以上，則成為在塗佈時及乾燥時之作業性更加良好之底漆組成物，例如，在後述基板上形成底漆膜時可將膜作成均勻者，且不會有表面上因能產生凹凸所導致之膜之破裂，而成為賦予作為底漆之充足性能者。
[(C)成分] (C)成分為鈰化合物，具有不會大大損及本發明之底漆組成物之透明性，而使耐熱性、耐光性、耐龜裂性等提升的效果。 作為鈰化合物，可例示如鈰錯合物、包含鈰之複合金屬錯合物、氧化鈰、鈰之無機酸鹽或有機酸鹽，以將3價或4價之鈰作為中心金屬且將醇或二酮作為配位子之鈰錯合物，或包含鈰之複合金屬錯合物為佳。
(C)成分只要係會溶解於上述之(A)成分及(B)成分之混合物者，即無特別限定，可舉出如2-甲氧基乙氧基鈰(IV)、參(異丙基環戊二烯基)鈰、參(環戊二烯基)鈰、參(1,2,3,4-四甲基-2,4-環戊二烯基)鈰(III)、草酸鈰(III)、參(6,6,7,7,8,8,8-七氟‐2,2-二甲基‐3,5-辛烷二酮基)鈰(III)、肆(2,2,6,6、-四甲基3-5-庚烷二酮基)鈰(IV)、2,4-戊烷二酮基鈰(III)、三氟乙醯丙酮酸鈰(III)、參(乙醯丙酮酸)鈰(III)等。其中，以3價鈰錯合物因耐熱性賦予效果高而為佳，具體地可舉出如參(環戊二烯基)鈰、參(乙醯丙酮酸)鈰(III)。
鈰化合物之摻合量在相對於(A)成分之固體成分之總質量而言，以鈰金屬計係以1ppm以上為佳，較佳為10ppm以上。前述摻合量之上限值係以10,000ppm以下為佳，較佳為1,000ppm以下。鈰化合物之前述摻合量為1ppm以上時，可取得底漆組成物之充足耐熱性、耐光性。又，鈰化合物之前述摻合量若在10,000ppm以下，就不會損及底漆硬化物之透明性。 (C)成分係也可預先溶解於作為前述(B)成分所例示之溶劑後才添加。 (C)成分係可單獨使用1種，亦可併用2種以上。
[(D)成分] (D)成分為鋅化合物，具有不會大大損及本發明之底漆組成物之透明性，而使耐熱性、耐光性、耐龜裂性、耐硫化性等提升的效果。 作為鋅化合物，也可使用氧化鋅粉末或鋅之無機酸鹽，從在塗佈底漆組成物時將表面平滑性作成良好之觀點，以將鋅原子作為中心金屬且將醇或二酮作為配位子之鋅錯合物，或包含鋅之複合金屬錯合物為佳。
(D)成分只要會溶解於上述之(A)~(C)成分之混合物中者，即無特別限定，可舉出如二乙基鋅、二苯基鋅、tert-丁氧基鋅、i-丙氧基鋅、2-甲氧基乙氧基鋅、二安息香酸鋅、草酸鋅、2-乙基己酸鋅、雙(2,4-戊烷二酮基)鋅(II)、六氟乙醯丙酮酸鋅、雙(2,2,6,6、-四甲基-3,5-庚烷二酮基)鋅(II)等。其中，2價鈰錯合物因耐熱性賦予效果高而為佳，具體地可舉出如雙(2,4-戊烷二酮基)鋅(II)、六氟乙醯丙酮酸鋅、雙(2,2,6,6、-四甲基-3,5-庚烷二酮基)鋅(II)。
(D)成分之摻合量在相對於(A)成分之固體成分之總質量份而言，以鋅金屬計係以1ppm以上為佳，較佳為10ppm以上。上限值係以10,000ppm以下為佳，較佳為1,000ppm以下。藉由確保1ppm以上之濃度，而可取得充足之耐熱性、耐光性。又，若在10,000ppm以下，就不會損及底漆硬化物之透明性。 (D)成分係預先溶解於溶劑後再添加即可，可舉出如在常溫下或加熱下藉由混合攪拌機來均勻混合之方法等。預先溶解(D)成分之溶劑係可與(B)成分為相同，亦可為相異。
[(E)成分] 本發明之底漆組成物中，亦可更摻合矽烷耦合劑作為(E)成分。
作為矽烷耦合劑，一般性矽烷耦合劑即可，可舉出例如，乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等之含乙烯基之矽烷耦合劑，環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷等之含環氧基之矽烷耦合劑，甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等之含(甲基)丙烯醯氧基之矽烷耦合劑，巰基丙基三甲氧基矽烷等之含巰基之矽烷耦合劑等。其中亦以乙烯基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷為佳。
作為使用(E)成分時之摻合量，以底漆組成物全體((A)~(E)成分等之合計)之0.05~10質量%為佳，較佳為0.1~3質量%。(E)成分之摻合量若在0.05質量%以上，則接著性提升效果變得充足，由於即使摻合超過10質量%之值也無法取得更多接著性提升效果，故以10質量%以下為佳。
[其他成分] 本發明之底漆組成物中，除了上述成分以外，因應必要亦可摻合其他之任意成分。例如，作為金屬腐蝕抑制劑，可摻合苯並***、丁基羥基甲苯、氫醌或其衍生物。
苯並***、二丁基羥基甲苯、氫醌或其衍生物係為在LED燈暴露於過苛之外部環境，例如大氣中之硫化合物已穿透光半導體裝置之密封材(加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物)的情況，會更有效果地抑制被該密封材所密封之基板上之金屬電極，尤其Ag電極之腐蝕的成分。
在添加金屬腐蝕抑制劑時之摻合量，相對於(A)~(C)成分或(A)~(D)成分之合計100質量份而言，以0.005~1質量份為佳，尤其係以0.01~0.5質量份為佳。
並且，作為其他任意成分，亦可添加螢光體、補強性填充劑、染料、顏料、耐熱性向上劑、防氧化劑、接著促進劑等。
[底漆組成物之製造方法] 作為本發明之底漆組成物之製造方法，可舉出如在常溫下或加熱下，藉由混合攪拌機來均勻混合上述(A)、(B)、(C)成分及因應必要之上述任意成分的方法等。
＜光半導體裝置＞ 又，本發明提供一種光半導體裝置，其係藉由前述底漆組成物來將安裝有光半導體元件之基板，與密封前述光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物予以接著者。 以下，參照圖式來說明關於本發明之光半導體裝置之一態樣。
圖1為展示本發明之光半導體裝置一例之光半導體裝置(LED燈)的剖面圖。光半導體裝置(LED燈)1係藉由上述底漆組成物2而將安裝有LED 3作為光半導體元件之基板4，與密封LED 3之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物5予以接著者。其中，基板4上已形成Ag電極等之金屬電極6，並以接合線7來電性連接LED 3之電極端子(未圖示)與金屬電極6。
作為構成基板4之材料，可舉出如聚醯胺、各種纖維強化塑膠、陶瓷、聚矽氧、聚矽氧變性聚合物、液晶聚合物等。
加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物5係藉由加成反應硬化型聚矽氧組成物進行硬化而得者，以透明之硬化物為佳，又以橡膠者為佳。作為上述加成反應硬化型聚矽氧組成物，可使用過往公知之至少包含：含乙烯基之有機聚矽氧烷、交聯劑之有機氫聚矽氧烷及加成反應觸媒之鉑系觸媒者，又，上述加成反應硬化型聚矽氧組成物中亦可添加反應抑制劑、著色劑、難燃性賦予劑、耐熱性向上劑、塑化劑、補強性二氧化矽、接著性賦予劑等作為其他任意成分。
作為圖1所示之光半導體裝置(LED燈)1之製造方法，可例示如以下之方法。 在預先以Ag電鍍來形成有Ag電極等之金屬電極6之基板4上，以接著劑來接合LED 3等之光半導體元件，藉由接合線7來預先將LED 3之電極端子(未圖示)與金屬電極6予以電性連接，其後，因應必要將安裝有LED 3之基板4予以清淨後，使用旋塗機等之塗佈裝置或噴霧器等將底漆組成物2塗佈於基板4後，藉由加熱、風乾等而使底漆組成物2中之溶劑揮發，進而形成較佳10μm以下，更佳0.1~5μm厚度之被膜。形成底漆之被膜後，使用分配器等來塗佈加成反應硬化型聚矽氧組成物，在室溫下放置或使其加熱硬化，以橡膠狀之硬化物5來密封LED 3。
如此般，藉由使用含有前述之(A)~(C)成分或(A)~(D)成分之本發明之底漆組成物，可強固地接著安裝有LED等之光半導體元件之基板，與加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物，且可提供具有高信賴性之光半導體裝置，尤其係LED燈。
又，即使在LED燈暴露於過苛之外部環境，而大氣中之硫化合物等已穿透至上述聚矽氧組成物之硬化物內的情況，由於係使用本發明之底漆組成物，故能抑制基板上之金屬電極，尤其Ag電極之腐蝕。
尚且，本發明之光半導體裝置係能適宜使用作為LED用途，上述之一態樣中已使用LED作為光半導體元件之一例進行說明，除此以外，也可適用於例如，光電晶體、光二極體、CCD、太陽電池模組、EPROM、光電耦合器等。 [實施例]
以下，例示合成例、實施例及比較例來具體地說明本發明，但本發明並非係受到下述實施例所限定者。
[合成例1] 在90℃下加熱攪拌甲基丙烯酸甲酯40質量份、下述式(7)所示之含SiH之甲基丙烯酸酯10質量份、下述式(8)所示之含甲氧基之甲基丙烯酸酯6質量份、1-丙二醇甲基醚乙酸酯230質量份、AIBN 0.25質量份6小時，而調製出含有共聚物之溶液。
[合成例2] 在90℃下加熱攪拌甲基丙烯酸甲酯40質量份、上述式(7)所示之含SiH之甲基丙烯酸酯14質量份、上述式(8)所示之含甲氧基之甲基丙烯酸酯4質量份、1-丙二醇甲基醚乙酸酯230質量份、AIBN 0.25質量份6小時，而調製出含有共聚物之溶液。
[合成例3] 在90℃下加熱攪拌甲基丙烯酸甲酯40質量份、上述式(7)所示之含SiH之甲基丙烯酸酯19質量份、上述式(8)所示之含甲氧基之甲基丙烯酸酯1質量份、1-丙二醇甲基醚乙酸酯230質量份、AIBN 0.25質量份6小時，而調製出含有共聚物之溶液。
[合成例4] 在90℃下加熱攪拌甲基丙烯酸甲酯40質量份、上述式(7)所示之含SiH之甲基丙烯酸酯14質量份、下述式(9)所示之含甲氧基之甲基丙烯酸酯5質量份、1-丙二醇甲基醚乙酸酯230質量份、AIBN 0.25質量份6小時，而調製出含有共聚物之溶液。
[合成例5] 在90℃下加熱攪拌甲基丙烯酸甲酯40質量份、下述式(10)所示之含SiH之丙烯酸酯14質量份、上述式(8)所示之含甲氧基之甲基丙烯酸酯4質量份、1-丙二醇甲基醚乙酸酯230質量份、AIBN 0.25質量份6小時，而調製出含有共聚物之溶液。
[合成例6] 在90℃下加熱攪拌甲基丙烯酸甲酯40質量份、上述式(7)所示之含SiH之甲基丙烯酸酯14質量份、下述式(11)所示之含甲氧基之丙烯酸酯4質量份、1-丙二醇甲基醚乙酸酯230質量份、AIBN 0.25質量份6小時，而調製出含有共聚物之溶液。
[比較合成例1] 在90℃下加熱攪拌甲基丙烯酸甲酯40質量份、上述式(7)所示之含SiH含有之丙烯酸酯14質量份、1-丙二醇甲基醚乙酸酯230質量份、AIBN 0.25質量份6小時，而調製出含有共聚物之溶液。
[實施例1~6] 在上述合成例1~6所合成之共聚物中，相對於(A)成分之固體成分之總質量，添加作為鈰化合物(C)之參(乙醯丙酮酸)鈰(III)以鈰計為50ppm，且以底漆組成物全體之不揮發分成為8%之方式，使用(B)成分之1-丙二醇甲基醚乙酸酯進行稀釋，而取得底漆組成物。 使用取得之底漆組成物，藉由下述所示之評價方法來測量各種物性(外觀、穿透率、接著性(接著強度)及腐蝕性)，並將結果展示於表1。尚且，表1所示之物性係在23℃下測量之值。
[實施例7~13] 在上述合成例1~6所合成之共聚物中，相對於(A)成分之固體成分之總質量份，添加作為鈰化合物(C)之肆(2,2,6,6-四甲基3-5-庚烷二酮基)鈰(IV)以鈰計為50ppm，在實施例7~12中，相對於(A)成分之固體成分之總質量份，摻合作為鋅化合物(D)之雙(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚烷二酮基)鋅(II)以鋅計為50ppm，但在實施例13中並未摻合鋅化合物(D)，且以底漆組成物全體之不揮發分成為8%之方式使用(B)成分之1-丙二醇甲基醚乙酸酯進行稀釋，而取得底漆組成物。 使用取得之底漆組成物，藉由下述所示之評價方法來測量各種物性(外觀、穿透率、接著性(接著強度)及腐蝕性)，並將結果展示於表3。尚且，表3所示之物性係在23℃下測量之值。
[外觀] 將取得之底漆組成物在載玻片上以厚度2μm成為之方式進行毛刷塗佈，在60℃下放置30分鐘使其乾燥，並且在180℃下進行30分鐘乾燥處理。在該底漆組成物上，將加成反應硬化型聚矽氧橡膠組成物(信越化學工業股份有限公司製、KER-2600)塗佈成2mm厚度，在150℃下使其硬化1小時，並觀察其外觀。
[穿透率試驗] 將取得之底漆組成物在載玻片上以厚度2μm成為之方式進行毛刷塗佈，在60℃下放置30分鐘使其乾燥，而形成底漆組成物被膜。測量形成有該底漆組成物被膜之載玻片在波長400nm處之穿透率(初期穿透率)並測量載玻片作為空白對照，並將此設為100%。其次，將形成有上述底漆組成物被膜之載玻片在180℃下熱處理500小時，與上述同樣地測量熱處理後之穿透率，並求出相對於初期穿透率之變化。
[接著性(接著強度)試驗] 製作出如圖2所示之接著試驗用之試片11。即，對2片之Al基板12、13(KDS公司製，寬25mm)之個別單面，將取得之底漆組成物塗佈成厚度0.01mm，在60℃下放置30分鐘，並且在180℃下使其乾燥，而形成底漆組成物被膜14、15。使該等Al基板之形成有底漆組成物被膜14、15之面成為相對向，並將該等之端部作成重疊10mm，將其之間以2mm厚度夾住加成反應硬化型聚矽氧橡膠組成物(信越化學工業股份有限公司製，KER-2600)，藉由在150℃下加熱30分鐘，而使該加成反應硬化型聚矽氧橡膠組成物硬化，而製作出包含藉由聚矽氧橡膠組成物之硬化物16所接著(接著面積25mm×10mm=250mm2 )之2片Al基板的試片。 使該試片之Al基板12、13之個別之端部朝向相反方向(圖2之箭頭方向)，使用拉伸試驗機(島津製作所製，Autograph)，以拉伸速度50mm/分鐘進行拉伸，求出每單位面積之接著強度(MPa)。
[耐腐蝕性試驗] 將取得之底漆組成物填充於在底部具有銀電極之LED封裝，在60℃下放至30分鐘並在180℃下使其乾燥後，在其上將加成反應硬化型聚矽氧橡膠組成物(信越化學工業股份有限公司製，KER-2600)塗佈成1mm厚，在150℃下使其硬化2小時而製作出具有聚矽氧橡膠層之試片。將該試片與硫結晶0.1g一同地放入100cc玻璃瓶並予以密閉，實施例1~6及後述之比較例1~3係放置在70℃下，後述之實施例7~13及比較例4~7係放置在90℃下，以目視觀察1天後及7天後之銀電鍍之腐蝕程度，並以下述基準進行評價。 ○：無腐蝕(變色) △：多少有腐蝕(變色) ×：變黑
[比較例1] 除了未摻合鈰化合物(C)以外，其他係與實施例1同樣地進行上述接著性(接著強度)試驗及耐腐蝕性試驗。
[比較例2] 除了將上述比較合成例1所合成之共聚物以不揮發分成為8%之方式，使用1-丙二醇甲基醚乙酸酯進行稀釋，而取得底漆組成物以外，其他係與實施例1同樣地進行上述接著性(接著強度)試驗及耐腐蝕性試驗。
[比較例3] 除了未使用底漆組成物以外，其他係與實施例1同樣地進行上述接著性(接著強度)試驗及耐腐蝕性試驗。
[比較例4] 除了未摻合鈰化合物(C)、鋅化合物(D)以外，其他係與實施例7同樣地進行上述接著性(接著強度)試驗及耐腐蝕性試驗。
[比較例5] 除了將上述比較合成例1所合成之共聚物以不揮發分成為8%之方式，使用1-丙二醇甲基醚乙酸酯進行稀釋，而取得底漆組成物以外，其他係與實施例7同樣地進行上述接著性(接著強度)試驗及耐腐蝕性試驗。
[比較例6] 除了未摻合鈰化合物(C)以外，其他係與實施例7同樣地進行上述接著性(接著強度)試驗及耐腐蝕性試驗。
[比較例7] 除了未使用底漆組成物以外，其他係與實施例7同樣地進行上述接著性(接著強度)試驗及耐腐蝕性試驗。
從表1及3所示之結果，可清楚明白得知使用本發明之底漆組成物之實施例1~13係強固地接著Al與加成反應硬化型聚矽氧橡膠組成物之硬化物。並且，在塗佈於載玻片之底漆組成物被膜之耐熱性試驗中，並無變色，且也無被膜本身之變化，耐熱性亦為優異。又，在使用搭載銀電極之LED封裝之耐腐蝕性試驗中，實施例1~12之任一者在經過7天後仍然維持高穿透率，且展現高腐蝕抑制效果，且實施例13展現些許之腐蝕性。尤其，除可(A)~(C)成分之外也包含(D)成分之實施例7~12展現更高之腐蝕抑制效果。
另一方面，從表1及2所示之結果，可清楚明白得知在與實施例1相比，並未添加本發明之(C)成分之比較例1在180℃×500小時後之穿透率較差。在與實施例1~6相比，使用與本發明之底漆組成物相異之底漆組成物之比較例2之耐腐蝕性較差。又，在與實施例1~6相比，並未使用底漆組成物本身之比較例3之接著性及耐腐蝕性皆大幅較差。又，從表3及4所示之結果，可清楚明白得知在與實施例7相比，並未添加本發明之(C)成分、(D)成分之比較例4在180℃×500小時後之穿透率較差。在與實施例7~13相比，使用與本發明之底漆組成物相異之底漆組成物之比較例5之接著性及耐腐蝕性較差。在與實施例7相比，並未添加(C)成分之比較例6在180℃×500小時後之穿透率較差。在與實施例7~13相比，並未使用底漆組成物本身之比較例7之接著性及耐腐蝕性皆大幅較差。
尚且，本發明並非係受到上述實施形態所限定者。上述實施形態僅為例示，具有本發明之申請專利範圍記載之技術思想實質相同之構成，且達成相同作用效果者，無論係任何形態皆係包含在本發明之技術範圍內。
1:光半導體裝置(LED燈) 2:底漆組成物 3:LED 4:基板 5:加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物 6:金屬電極 7:接合線 11:試片 12,13:Al基板 14,15:底漆組成物被膜 16:加成反應硬化型聚矽氧橡膠組成物之硬化物
[圖1]展示本發明之光半導體裝置之一例的LED剖面圖。 [圖2]說明實施例及比較例中之接著性試驗用試片的斜視圖。
1:光半導體裝置(LED燈)
2:底漆組成物
3:LED
4:基板
5:加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物
6:金屬電極
7:接合線

Claims (10)

  1. 一種底漆組成物，其係將安裝有光半導體元件之基板，與密封前述光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物予以接著之底漆組成物，其特徵為含有：(A)共聚物，其包含1分子中具有一個以上SiH基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者、1分子中具有一個以上烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者，及，不具有SiH基及烷氧基之丙烯酸烷基酯及甲基丙烯酸烷基酯之至少一者；(B)溶劑；及(C)鈰化合物；其中，前述1分子中具有一個以上SiH基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者為包含下述式(1)所示構造之化合物，或，在二有機聚矽氧烷中具有下述式(2)或下述式(3)所示構造之化合物；前述1分子中具有一個以上烷氧基之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少一者為包含下述式(4)所示構造之化合物，或，在二有機聚矽氧烷中具有下述式(5)或下述式(6)所示構造之化合物；
    Figure 109117792-A0305-02-0034-1
     (式中，R為氫原子或甲基，R1為1價有機基，R2為2價有機 基，n為0、1或2)
    Figure 109117792-A0305-02-0035-7
     (式中，R、R1、R2係表示與上述相同意義，l為0或正整數，m為正整數，被附加括弧之各矽氧烷單位之排列順序為任意者)
    Figure 109117792-A0305-02-0035-3
     (式中，R、R1、R2係表示與上述相同意義，o、p為正整數，被附加括弧之各矽氧烷單位之排列順序為任意者)
    Figure 109117792-A0305-02-0035-4
     (式中，R、R1、R2係表示與上述相同意義，R3表示碳數1~4之1價烴基，q為0、1或2)
    Figure 109117792-A0305-02-0036-5
     (式中，R、R1、R2、R3係表示與上述相同意義，r為0或正整數，s為正整數，被附加括弧之各矽氧烷單位之排列順序為任意者)
    Figure 109117792-A0305-02-0036-6
     (式中，R、R1、R2、R3係表示與上述相同意義，t、u為正整數，被附加括弧之各矽氧烷單位之排列順序為任意者)。
  2. 如請求項1之底漆組成物，其中前述底漆組成物為更含有(D)鋅化合物。
  3. 如請求項1或請求項2之底漆組成物，其中前述(B)成分之摻合量為前述底漆組成物全體之70質量%以上。
  4. 如請求項1或請求項2之底漆組成物，其中前述(C)成分為3價或4價之鈰錯合物，相對於前述(A)成 分之固體成分之總質量，含有前述(C)成分以鈰金屬計1~10,000ppm。
  5. 如請求項2之底漆組成物，其中前述(D)成分為鋅錯合物，相對於前述(A)成分之固體成分之總質量，含有前述(D)成分以鋅金屬計1~10,000ppm。
  6. 如請求項1或請求項2之底漆組成物，其中前述底漆組成物更含有(E)矽烷耦合劑。
  7. 一種光半導體裝置，其特徵為藉由如請求項1至請求項6中任一項之底漆組成物，將安裝有光半導體元件之基板，與密封前述光半導體元件之加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物予以接著者。
  8. 如請求項7之光半導體裝置，其中前述光半導體元件為發光二極體。
  9. 如請求項7或請求項8之光半導體裝置，其中前述基板之構成材料為聚醯胺、纖維強化塑膠、陶瓷、聚矽氧、聚矽氧變性聚合物，或液晶聚合物。
  10. 如請求項7或請求項8之光半導體裝置，其中前述加成反應硬化型聚矽氧組成物之硬化物為橡膠狀者。
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