WO2016017531A1 - 硬化性樹脂組成物及びその硬化物、光半導体素子搭載用基板、並びに光半導体装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a curable epoxy resin composition and a cured product thereof, an optical semiconductor element mounting substrate having a reflector formed of the cured product, and an optical semiconductor device having the substrate and the optical semiconductor element.
- optical semiconductor devices in various indoor or outdoor display boards, image reading light sources, traffic signals, large display units, etc., light emitting devices (optical semiconductor devices) using optical semiconductor elements (LED elements) as light sources have been increasingly adopted.
- an optical semiconductor device in general, an optical semiconductor device in which an optical semiconductor element is mounted on a substrate (substrate for mounting an optical semiconductor element) and the optical semiconductor element is sealed with a transparent sealing material is widespread. is doing.
- a member (reflector) for reflecting light is formed in order to improve the extraction efficiency of light emitted from the optical semiconductor element.
- the reflector is required to have high light reflectivity.
- a resin composition in which an inorganic filler or the like is dispersed in a polyamide resin (polyphthalamide resin) having a terephthalic acid unit as an essential constituent unit is known (Patent Literature). 1 to 3).
- a curable composition for light reflection containing, for example, a thermosetting resin containing an epoxy resin and an inorganic oxide having a refractive index of 1.6 to 3.0 in a specific ratio.
- An epoxy resin composition is known (see Patent Document 4).
- it contains a thermosetting resin component and one or more filler components, and the difference between the refractive index of the entire thermosetting resin component and the refractive index of each filler component, and the volume ratio of each filler component
- a light-reflective curable epoxy resin composition in which a calculated parameter is controlled within a specific range is known (see Patent Document 5).
- the reflectors made of the above-mentioned polyamide resins described in Patent Documents 1 to 3 are affected by light and heat emitted from the optical semiconductor element over time, particularly in a light emitting device using a high-power blue light semiconductor or white light semiconductor as a light source. There was a problem that it deteriorated due to yellowing or the like and sufficient light reflectivity could not be maintained. Further, with the adoption of lead-free solder, the heating temperature in the reflow process (solder reflow process) during the manufacture of the light emitting device tends to be higher. There was also a problem that the light reflectivity was deteriorated.
- the reflector is subjected to stress due to cutting or temperature change (for example, heating at a very high temperature such as a reflow process or a cooling cycle).
- it is required to be tough, such as being less prone to crack (cracking) (this characteristic is sometimes referred to as “crack resistance”). This is because if the reflector is cracked, the light reflectivity is lowered (that is, the light extraction efficiency is lowered), and it is difficult to ensure the reliability of the light emitting device.
- an object of the present invention is to provide a curable epoxy resin composition having a high reflectance (light reflectivity) and capable of forming a cured product having excellent heat resistance. Another object of the present invention is to provide a curable epoxy resin composition that is excellent in light resistance and capable of forming a tough cured product. Another object of the present invention is to provide a cured product having high reflectivity and excellent heat resistance. Another object of the present invention is to provide a tough cured product having excellent light resistance. Another object of the present invention is to provide an optical semiconductor element mounting substrate having a reflector having excellent heat resistance and high reflectivity. In addition, another object of the present invention is to provide a substrate for mounting an optical semiconductor element, which has excellent light resistance and a tough reflector. Another object of the present invention is to provide an optical semiconductor device having high light extraction efficiency and high durability.
- a curable epoxy resin containing an alicyclic epoxy compound, a specific isocyanuric acid derivative, an inorganic filler, a curing agent, and a curing accelerator A curable epoxy resin composition comprising a certain amount or more of the isocyanuric acid derivative and an inorganic filler can form a cured product having high reflectivity and excellent heat resistance, particularly for mounting an optical semiconductor element It has been found that it is useful as a resin composition (a resin composition for forming a reflector) for forming a reflector in a substrate and an optical semiconductor device having the substrate. The present invention has been completed based on these findings.
- the present invention relates to an alicyclic epoxy compound (A) and the following formula (1).
- R 1 and R 2 represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms
- a curable epoxy resin composition comprising a monoallyl diglycidyl isocyanurate compound (B) represented by the formula (A), an inorganic filler (C), a curing agent (D), and a curing accelerator (E),
- the content of the compound (B) is 50 to 95% by weight with respect to the total amount (100% by weight) of the alicyclic epoxy compound (A) and the compound (B), and the inorganic filler (C)
- the curable epoxy resin composition is characterized in that the content of is 30 to 95% by weight based on the total amount (100% by weight) of the curable epoxy resin composition.
- the white pigment (F) is contained, and the content of the white pigment (F) is 3 to 40% by weight based on the total amount of the inorganic filler (C) and the white pigment (F).
- a curable epoxy resin composition is provided.
- the alicyclic epoxy compound (A) is a compound having a cyclohexene oxide group, the following formula (II) [In formula (II), R ′ is a group obtained by removing p hydroxyl groups (—OH) from the structural formula of p-valent alcohol (p-valent organic group), and p and n each represent a natural number. ]
- the curable epoxy resin composition is at least one selected from the group consisting of a hydrogenated aromatic glycidyl ether-based epoxy compound.
- the compound having a cyclohexene oxide group is represented by the following formula (I): [In Formula (I), X represents a single bond or a linking group (a divalent group having one or more atoms). ]
- the said curable epoxy resin composition which is a compound represented by these is provided.
- the alicyclic epoxy compound (A) has the following formula (I-1)
- the said curable epoxy resin composition which is a compound represented by these is provided.
- curable epoxy resin composition which is a resin composition for transfer molding or compression molding.
- the curable epoxy resin composition is provided as a reflector-forming resin composition.
- the present invention also provides a cured product obtained by curing the curable epoxy resin composition.
- the present invention also provides an optical semiconductor element mounting substrate having a reflector formed from a cured product of the curable epoxy resin composition.
- the present invention also provides an optical semiconductor device comprising the optical semiconductor element mounting substrate and an optical semiconductor element mounted on the substrate.
- a curable epoxy resin composition comprising a monoallyl diglycidyl isocyanurate compound (B) represented by the formula, an inorganic filler (C), a curing agent (D), and a curing accelerator (E).
- the content of the compound (B) is 50 to 95% by weight with respect to the total amount (100% by weight) of the alicyclic epoxy compound (A) and the compound (B), and A curable epoxy resin composition, wherein the content of the inorganic filler (C) is 30 to 95% by weight relative to the total amount (100% by weight) of the curable epoxy resin composition.
- the white pigment (F) is contained, and the content of the white pigment (F) is 3 to 40% by weight with respect to the total amount of the inorganic filler (C) and the white pigment (F).
- a compound in which the alicyclic epoxy compound (A) has a cyclohexene oxide group the following formula (II) [In formula (II), R ′ is a group obtained by removing p hydroxyl groups (—OH) from the structural formula of p-valent alcohol (p-valent organic group), and p and n each represent a natural number. ]
- the compound having a cyclohexene oxide group is represented by the following formula (I): [In Formula (I), X represents a single bond or a linking group (a divalent group having one or more atoms). ]
- the alicyclic epoxy compound (A) is represented by the following formula (I-1)
- the curing agent (D) is methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, methylendomethylenetetrahydrophthalic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride.
- the curable epoxy resin composition according to any one of [1] to [5], which is at least one selected from the group consisting of methylcyclohexene dicarboxylic acid anhydride.
- the content of the alicyclic epoxy compound (A) is 0.3 to 10% by weight based on the total amount of the curable epoxy resin composition, according to any one of [1] to [6] Curable epoxy resin composition.
- Any of [1] to [7], wherein the amount of the alicyclic epoxy compound (A) used is 5 to 50% by weight based on the total amount of the alicyclic epoxy compound (A) and the compound (B).
- the curable epoxy resin composition according to one.
- the amount of the curing agent (D) used is 50 to 200 parts by weight with respect to the total amount (100 parts by weight) of the compound having an epoxy group contained in the curable epoxy resin composition.
- the curing accelerator (E) is 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 and salts thereof, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5, and
- the amount of the curing accelerator (E) used is 0.05 to 5 parts by weight with respect to the total amount (100 parts by weight) of the compound having an epoxy group contained in the curable epoxy resin composition
- the white pigment (F) is at least one selected from the group consisting of inorganic oxides and inorganic hollow particles. .
- the amount of the inorganic filler (C) and the white pigment (F) used is 60 to 95% by weight based on the total amount of the curable epoxy resin composition.
- [17] A cured product obtained by curing the curable epoxy resin composition according to any one of [1] to [16].
- An optical semiconductor device comprising the optical semiconductor element mounting substrate according to [18] and an optical semiconductor element mounted on the substrate.
- the curable epoxy resin composition of the present invention Since the curable epoxy resin composition of the present invention has the above-described configuration, the cured product obtained by curing the curable epoxy resin composition has high light reflectivity, and is excellent in heat resistance and light resistance. In addition, since it is tough and does not easily crack, the light reflectivity is unlikely to deteriorate with time. Therefore, the curable epoxy resin composition of the present invention can be preferably used as a curable resin composition for light reflection for various uses related to optical semiconductor devices, particularly for LED packages. Furthermore, a reflector (reflecting material) made of a cured product of the curable epoxy resin composition (curable resin composition for light reflection) of the present invention can continue to exhibit high light reflectivity for a long period of time. An optical semiconductor device (light emitting device) including at least an element and the reflector can exhibit high reliability as a long-life optical semiconductor device.
- FIG. 1 It is the schematic which shows an example of the board
- the left figure (a) is a perspective view, and the right figure (b) is a sectional view. It is the schematic (sectional drawing) which shows an example of the optical semiconductor device of this invention.
- the curable epoxy resin composition of the present invention comprises an alicyclic epoxy compound (A) and the following formula (1).
- R 1 and R 2 represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms
- Content is 50 weight% or more and 95 weight% or less with respect to the total amount (100 weight part) of an alicyclic epoxy compound (A) and a compound (B)
- content of an inorganic filler (C) Is a curable epoxy resin composition characterized by being 30 wt% or more and 95 wt% or less with respect to the total amount (100 wt%) of the curable epoxy resin composition.
- the curable epoxy resin composition of the present invention may contain other components as necessary in addition to the above essential components.
- the alicyclic epoxy compound (A) constituting the curable epoxy resin composition of the present invention is a compound having at least an alicyclic (aliphatic ring) structure and an epoxy group in the molecule (in one molecule). More specifically, the alicyclic epoxy compound (A) includes, for example, (i) an epoxy group composed of two adjacent carbon atoms and oxygen atoms constituting the alicyclic ring (“alicyclic epoxy group”). (Ii) a compound in which an epoxy group is directly bonded to the alicyclic ring by a single bond, and (iii) a hydrogenated aromatic glycidyl ether-based epoxy compound.
- a compound having an epoxy group (alicyclic epoxy group) composed of two adjacent carbon atoms and oxygen atoms constituting an alicyclic ring is arbitrarily selected from known or commonly used compounds. be able to.
- the above compound has an epoxy group composed of two adjacent carbon atoms and oxygen atoms constituting the cyclohexane ring, that is, a compound having a cyclohexene oxide group (alicyclic epoxy compound). preferable.
- X represents a single bond or a linking group (a divalent group having one or more atoms).
- the linking group include a divalent hydrocarbon group, an alkenylene group in which part or all of a carbon-carbon double bond is epoxidized, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a carbonate group, an amide group, and the like. And a group in which a plurality of are connected.
- a substituent such as an alkyl group may be bonded to one or more carbon atoms constituting the cyclohexane ring (cyclohexene oxide group) in the formula (I).
- Examples of the alicyclic epoxy compound in which X in the formula (I) is a single bond include 3,4,3 ′, 4′-diepoxybicyclohexane and the like.
- Examples of the divalent hydrocarbon group include a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, and a divalent alicyclic hydrocarbon group.
- Examples of the linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms include a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, a propylene group, and a trimethylene group.
- Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include 1,2-cyclopentylene group, 1,3-cyclopentylene group, cyclopentylidene group, 1,2-cyclohexylene group, 1,3-cyclohexene group.
- divalent cycloalkylene groups including cycloalkylidene groups
- alkenylene group in the alkenylene group in which part or all of the carbon-carbon double bond is epoxidized include, for example, vinylene group, propenylene group, 1-butenylene group And straight-chain or branched alkenylene groups having 2 to 8 carbon atoms such as 2-butenylene group, butadienylene group, pentenylene group, hexenylene group, heptenylene group, octenylene group and the like.
- the epoxidized alkenylene group is preferably an alkenylene group in which all of the carbon-carbon double bonds are epoxidized, more preferably 2 to 4 carbon atoms in which all of the carbon-carbon double bonds are epoxidized. Alkenylene group.
- the linking group X is particularly preferably a linking group containing an oxygen atom, specifically, —CO—, —O—CO—O—, —COO—, —O—, —CONH—, epoxidation.
- Representative examples of the alicyclic epoxy compounds represented by the above formula (I) include compounds represented by the following formulas (I-1) to (I-10), bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ) Ether, 1,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) ethane, 1,2-epoxy-1,2-bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) ethane, 2,2 -Bis (3,4-epoxycyclohexane-1-yl) propane and the like.
- R in the following formula (I-5) is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and is a methylene group, ethylene group, propylene group, isopropylene group, butylene group, isobutylene group, s-butylene group, pentylene group, hexylene.
- linear or branched alkylene groups such as a group, heptylene group, and octylene group.
- a linear or branched alkylene group having 1 to 3 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and an isopropylene group is preferable.
- n1 to n6 each represents an integer of 1 to 30.
- Bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether can be produced, for example, by the method described in International Publication No. 2014/181787 or a method analogous thereto.
- Examples of the compound in which the epoxy group is directly bonded to the alicyclic ring with a single bond include compounds represented by the following formula (II).
- R ′ is a group obtained by removing p —OH from a p-valent alcohol, and p and n each represent a natural number.
- the p-valent alcohol [R ′-(OH) p ] include alcohols having 1 to 15 carbon atoms, and more specifically 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol and the like. And polyhydric alcohols.
- p is preferably 1 to 6, and n is preferably 1 to 30.
- n in each () (in parentheses) may be the same or different.
- Examples of the hydrogenated aromatic glycidyl ether-based epoxy compound include 2,2-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] propane, 2,2-bis [3,5-dimethyl Compound obtained by hydrogenating a bisphenol A type epoxy compound such as -4- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] propane (nuclear hydrogenated bisphenol A type epoxy compound); bis [o, o- (2,3- Epoxypropoxy) cyclohexyl] methane, bis [o, p- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] methane, bis [p, p- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] methane, bis [3,5-dimethyl-4- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] methane and other bisphenol F type epoxy compounds in water Compound (nuclear hydrogenated bisphenol F type epoxy compound);
- the alicyclic epoxy compound (A) can be used alone or in combination of two or more.
- the alicyclic epoxy compound (A) 3,4-epoxycyclohexylmethyl (3,4-epoxy) cyclohexanecarboxylate represented by the above formula (I-1), trade name “Celoxide 2021P” Is particularly preferred.
- the use amount (content) of the alicyclic epoxy compound (A) with respect to the total amount (100% by weight) of the alicyclic epoxy compound (A) and the monoallyl diglycidyl isocyanurate compound (B) is 5 to It is preferably 50% by weight, more preferably 10 to 50% by weight, still more preferably 20 to 50% by weight, and particularly preferably 30 to 50% by weight.
- the amount of the alicyclic epoxy compound (A) used is less than 5% by weight, the reflectivity after reflow may decrease.
- the usage-amount of an alicyclic epoxy compound (A) exceeds 50 weight%, the toughness of hardened
- the content (blending amount) of the alicyclic epoxy compound (A) in the curable epoxy resin composition of the present invention is 0.3 to 10% with respect to the total amount (100% by weight) of the curable epoxy resin composition. %, More preferably 0.3 to 7% by weight, still more preferably 0.5 to 5% by weight.
- the content of the alicyclic epoxy compound (A) is less than 0.3% by weight, the fluidity of the compound (curable epoxy resin composition) may be insufficient and may be unfilled by transfer molding.
- the heat resistance and weather resistance (made by yellowing resistance) of the cured product tend to be insufficient.
- the content of the alicyclic epoxy compound (A) exceeds 10% by weight, the linear expansion coefficient of the cured product increases, and warpage may easily occur between the lead frame and the lead frame.
- the monoallyl diglycidyl isocyanurate compound (B) constituting the curable epoxy resin composition of the present invention is represented by the following general formula (1).
- R 1 and R 2 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
- alkyl group having 1 to 8 carbon atoms examples include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl and the like. Examples thereof include a chain or branched alkyl group. Of these, a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group is preferable.
- R 1 and R 2 in the above formula (1) are particularly preferably hydrogen atoms.
- monoallyl diglycidyl isocyanurate compound (B) examples include monoallyl diglycidyl isocyanurate, 1-allyl-3,5-bis (2-methylepoxypropyl) isocyanurate, 1- (2-methyl And propenyl) -3,5-diglycidyl isocyanurate, 1- (2-methylpropenyl) -3,5-bis (2-methylepoxypropyl) isocyanurate, and the like.
- a monoallyl diglycidyl isocyanurate compound (B) can be used individually or in combination of 2 or more types.
- the usage-amount (content) of the monoallyl diglycidyl isocyanurate compound (B) with respect to the total amount (100 weight%) of an alicyclic epoxy compound (A) and a monoallyl diglycidyl isocyanurate compound (B) is as follows. It is 50 to 95% by weight, preferably 50 to 90% by weight, more preferably 50 to 80% by weight, and still more preferably 50 to 70% by weight. If the usage-amount of a monoallyl diglycidyl isocyanurate compound (B) is less than 50 weight%, the toughness of hardened
- the inorganic filler (C) plays a role of improving moldability.
- a known or conventional inorganic filler (C) can be used, and is not particularly limited, and examples thereof include silica and alumina. From the viewpoint of moldability, silica (particularly silica filler) is preferable as the inorganic filler (C).
- the average particle diameter of the inorganic filler (C) is preferably 1 to 100 ⁇ m. In this specification, the inorganic filler (C) does not include the following white pigment (F).
- the average particle diameter means a particle diameter (median diameter) at an integrated value of 50% in a particle size distribution measured by a laser diffraction / scattering method.
- the amount (content) of the inorganic filler (C) used is 30 to 95% by weight, preferably 40 to 85% by weight, based on the total amount (100% by weight) of the curable epoxy resin composition.
- the usage-amount of an inorganic filler (C) is less than 30 weight%, there exists a tendency for the linear expansion coefficient of hardened
- the amount of the inorganic filler (C) used exceeds 95% by weight, it cannot be physically filled.
- curing agent (D) which comprises the curable epoxy resin composition of this invention bears the role which hardens the compound which has an epoxy group.
- curing agent (D) a well-known thru
- curing agent (D) examples include methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, methylendomethylenetetrahydrophthalic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, And methylcyclohexene dicarboxylic acid anhydride.
- curing agent (D) can be used individually or in combination of 2 or more types.
- anhydrides of saturated monocyclic hydrocarbon dicarboxylic acids are included. preferable.
- the curing agent (D) a product name “Ricacid MH-700” (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.), a product name “HN-5500” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), etc. Commercial products can also be used.
- the amount of use (content) of the curing agent (D) is not particularly limited, but is 50 to 200 parts by weight with respect to the total amount (100 parts by weight) of the compound having an epoxy group contained in the curable epoxy resin composition. And more preferably 100 to 145 parts by weight. More specifically, it is preferably used at a ratio of 0.5 to 1.5 equivalents per 1 equivalent of epoxy groups in the compound having all epoxy groups contained in the curable epoxy resin composition of the present invention. .
- curing agent (D) is less than 50 weight part, hardening will become inadequate and there exists a tendency for the toughness of hardened
- curing agent (D) exceeds 200 weight part, hardened
- the curing accelerator (E) is a compound having a function of accelerating the curing rate when the compound having an epoxy group is cured by the curing agent (D).
- the curing accelerator (E) known or conventional curing accelerators can be used, and are not particularly limited.
- 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 DBU
- Salts thereof eg, phenol salts, octylates, p-toluenesulfonates, formates, tetraphenylborate salts
- 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 DBN
- salts thereof Eg, phenol salt, octylate, p-toluenesulfonate, formate, tetraphenylborate salt
- Imidazole compounds phosphoric acid esters, phosphines such as triphenylphosphine; tetraphenylphosphonium tetra (p- tolyl) phosphonium compounds such as borate, tin octylate, organic metal salts such as zinc octylate; metal chelate and the like.
- a hardening accelerator (E) can be used individually or in combination of 2 or more types.
- the amount of use (content) of the curing accelerator (E) is not particularly limited, but is 0.05 to 0.004 based on the total amount (100 parts by weight) of the compound having an epoxy group contained in the curable epoxy resin composition.
- the amount is preferably 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 3 parts by weight, still more preferably 0.2 to 3 parts by weight, and particularly preferably 0.25 to 2.5 parts by weight.
- the usage-amount of a hardening accelerator (E) is less than 0.05 weight part, the hardening promotion effect may become inadequate.
- the white pigment (F) of the curable epoxy resin composition of the present invention plays a role of exerting high light reflectivity on a cured product obtained by curing the curable epoxy resin composition.
- white pigment (F) known or commonly used white pigments can be used, and are not particularly limited.
- Inorganic white pigments such as clay, boehmite, pseudoboehmite, inorganic oxides, metal salts such as alkaline earth metal salts; styrene resins, benzoguanamine resins, urea-formalin resins, melamine-formalin resins, amide resins, etc.
- Organic white pigments such as resin pigments (plastic pigments); hollow particles having a hollow structure (balloon structure), and the like. These white pigments can be used alone or in combination of two or more.
- the used amount (content) of the white pigment (F) is preferably 3 to 40% by weight, more preferably 10%, based on the total amount (100% by weight) of the inorganic filler (C) and the white pigment (F). ⁇ 30% by weight.
- the amount of the white pigment (F) used is less than 3% by weight, the initial reflectance is lowered and it is not suitable as a reflector material.
- the amount of the white pigment (F) used exceeds 40% by weight, the fluidity tends to be lowered and unfilled.
- the combined amount (content) of the inorganic filler (C) and the white pigment (F) is preferably 60 to 95% by weight with respect to the total amount (100% by weight) of the curable epoxy resin composition. More preferably, it is 70 to 90% by weight.
- the total amount of the inorganic filler (C) and the white pigment (F) is less than 60% by weight with respect to the total amount (100% by weight) of the curable epoxy resin composition, the linear expansion coefficient increases and the lead frame is molded. In such a case, warping tends to occur. On the other hand, if it exceeds 95% by weight, fluidity tends to deteriorate and unfilling tends to occur.
- Examples of the inorganic oxide include magnesium oxide, antimony oxide, titanium oxide (rutile type titanium oxide, anatase type titanium oxide, brookite type titanium oxide), zirconium oxide, zinc oxide, silicon oxide (silicon dioxide), and the like.
- Examples of the alkaline earth metal salt include magnesium carbonate, calcium carbonate, barium carbonate, magnesium silicate, calcium silicate, magnesium hydroxide, magnesium phosphate, magnesium hydrogen phosphate, magnesium sulfate, calcium sulfate, and sulfuric acid. Examples include barium.
- Examples of the metal salt other than the alkaline earth metal salt include aluminum silicate, aluminum hydroxide, and zinc sulfide.
- metal salts such as inorganic glass (for example, sodium silicate glass, aluminum silicate glass, sodium borosilicate glass, quartz, etc.), calcium carbonate, barium carbonate, nickel carbonate, calcium silicate, etc.
- Inorganic hollow particles composed of inorganic materials such as shirasu balloon (including natural products such as shirasu balloon); styrene resin, acrylic resin, silicone resin, acrylic-styrene resin, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, amide Hollow particles composed of organic substances such as polymers (including cross-linked polymers of these polymers) such as olefin resins, urethane resins, phenol resins, styrene-conjugated diene resins, acrylic-conjugated diene resins, and olefin resins ; Inorganic-organic composed of hybrid materials of inorganic and organic materials Such as the sky particles, and the like.
- the said hollow particle may be comprised from the single material, and may be comprised from 2 or more types of materials.
- the hollow portion of the hollow particles (the space inside the hollow particles) may be in a vacuum state or may be filled with a medium.
- a medium for example, an inert gas such as nitrogen or argon or air
- an inert gas such as nitrogen or argon or air
- the white pigment (F) is subjected to a known or conventional surface treatment (for example, a surface treatment with a surface treatment agent such as a metal oxide, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, an organic acid, a polyol, or silicone). It may be what was done. By performing such a surface treatment, the compatibility and dispersibility with other components of the white pigment (F) in the curable epoxy resin composition may be improved.
- a known or conventional surface treatment for example, a surface treatment with a surface treatment agent such as a metal oxide, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, an organic acid, a polyol, or silicone.
- the white pigment (F) is preferably an inorganic oxide or inorganic hollow particle from the viewpoint of availability, heat resistance, and light resistance, and more preferably aluminum oxide, magnesium oxide, antimony oxide, titanium oxide, zirconium oxide, One or more white pigments selected from the group consisting of silicon oxide and inorganic hollow particles.
- the white pigment (F) is preferably titanium oxide because it has a higher refractive index.
- the shape of the white pigment (F) is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a crushed shape, a fiber shape, a needle shape, a scale shape, and a whisker shape. Among these, from the viewpoint of dispersibility of the white pigment (F), a spherical white pigment is preferable, and a true spherical white pigment (for example, a spherical white pigment having an aspect ratio of 1.2 or less) is preferable.
- the center particle diameter of the white pigment (F) is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50 ⁇ m from the viewpoint of improving light reflectivity.
- the center particle diameter of the inorganic oxide is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50 ⁇ m, more preferably 0.1 to 30 ⁇ m, and still more preferably. It is 0.1 to 20 ⁇ m, particularly preferably 0.1 to 10 ⁇ m, and most preferably 0.1 to 5 ⁇ m.
- the center particle diameter of the hollow particles is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50 ⁇ m, more preferably 0.1 to 30 ⁇ m.
- the said center particle size means the particle size (median diameter) in the integrated value 50% in the particle size distribution measured by the laser diffraction / scattering method.
- the white pigment (F) can be produced by a known or conventional production method.
- a commercially available product can be used.
- trade names “SR-1”, “R-42”, “R-45M”, “R-650”, “R-32” ”,“ R-5N ”,“ GTR-100 ”,“ R-62N ”,“ R-7E ”,“ R-44 ”,“ R-3L ”,“ R-11P ”,“ R-21 ”, “R-25”, “TCR-52”, “R-310”, “D-918”, “FTR-700” (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.), trade name “Taipeke CR-50”, “CR-50-2”, “CR-60”, “CR-60-2”, “CR-63”, “CR-80”, “CR-90”, “CR-90-2”, “CR -93 ",” CR-95 “,” CR-97 “(manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), trade names” JR-301 ",” J
- the curable epoxy resin composition of the present invention contains an epoxy compound other than the alicyclic epoxy compound (A) (sometimes referred to as “other epoxy compounds”) as long as the effects of the present invention are not impaired. Also good.
- the other epoxy compounds include known and commonly used epoxy compounds, and are not particularly limited.
- aromatic glycidyl ether type epoxy compounds for example, bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol F type epoxy compounds, biphenol type epoxies. Compounds, phenol novolac type epoxy compounds, cresol novolac type epoxy compounds, bisphenol A cresol novolac type epoxy compounds, naphthalene type epoxy compounds, epoxy compounds obtained from trisphenol methane, etc.
- another epoxy compound can also be used individually by 1 type, and can also be used in combination of 2 or more type.
- the curable epoxy resin composition of the present invention can use various additives as long as the effects of the present invention are not impaired.
- additives include antifoaming agents, leveling agents, silane coupling agents such as ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, antioxidants, mold release agents, surfactants, Conventional additives such as a flame retardant, an ultraviolet absorber, an ion adsorbent, and a phosphor can be used.
- the curable epoxy resin composition of the present invention is not particularly limited, but can be prepared by blending and kneading the above-described components in a heated state as necessary.
- the kneading method is not particularly limited, and for example, known or conventional kneading means such as various mixers such as a dissolver and a homogenizer, a kneader, a roll, a bead mill, and a self-revolving stirrer can be used.
- the curable epoxy resin composition of the present invention is particularly preferable as a resin composition for transfer molding or a resin composition for compression molding.
- the curable epoxy resin composition can be used.
- it can be used as a resin composition for transfer molding or compression molding by molding into a tablet shape.
- the curable epoxy resin composition of the present invention is obtained as a clay at room temperature (for example, 25 ° C.)
- the curable epoxy resin composition can be used as a compression molding resin composition, while transfer molding.
- heat treatment for example, 24 hours at 25 ° C., 5 hours at 40 ° C., etc. may be performed.
- the curable epoxy resin composition of the present invention is further heated to cause a part of the compound having an epoxy group in the curable epoxy resin composition to react to form a B-staged curable epoxy resin composition ( A B-stage curable epoxy resin composition) can also be obtained.
- cured product of the present invention By curing the curable epoxy resin composition of the present invention (or the curable epoxy resin composition in the B stage state) by heating, from a mold (for example, a transfer mold, a compression mold, etc.) An excellent releasability, high reflectivity, excellent heat resistance and light resistance, and a tough cured product (sometimes referred to as “cured product of the present invention”) can be obtained.
- the heating temperature (curing temperature) at the time of curing is not particularly limited, but is preferably 100 to 200 ° C, more preferably 150 to 190 ° C. Further, the time for heating at the time of curing (heating time) is not particularly limited, but is preferably 40 to 300 seconds, more preferably 60 to 120 seconds.
- the curing conditions depend on various conditions, for example, when the curing temperature is increased, the curing time can be shortened, and when the curing temperature is decreased, the curing time can be appropriately increased.
- the heat curing process may be performed in one step (for example, only transfer molding), or may be further heated in an oven or the like as post-cure (secondary curing) after transfer molding.
- the linear expansion coefficient of the cured product of the curable epoxy resin composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 to 30 ppm / ° C, more preferably 10 to 20 ppm / ° C, and further preferably 11 to 18 ppm / ° C. It is. When the linear expansion coefficient exceeds 30 ppm / ° C., warpage is likely to occur between the lead frame. Further, when the linear expansion coefficient is less than 10 ppm / ° C., warpage is likely to occur between the lead frame and too much inorganic filler causes a decrease in fluidity, resulting in molding defects (unfilled). Tend. The linear expansion coefficient is measured according to JIS K7197.
- the curable epoxy resin composition of the present invention is a material for forming a reflector (light reflecting member) of an optical semiconductor element substrate (an optical semiconductor element mounting substrate) in an optical semiconductor device (a resin composition for reflector formation). Can be preferably used.
- the curable epoxy resin composition of the present invention is excellent in releasability from the mold, so it has high productivity, high reflectivity, heat resistance and light resistance.
- An optical semiconductor element mounting substrate having an excellent and strong reflector can be manufactured.
- the substrate for mounting an optical semiconductor element of the present invention comprises at least a reflector formed of a cured product of the curable epoxy resin composition of the present invention (cured product obtained by curing the curable epoxy resin composition of the present invention). It is a substrate which has.
- FIG. 1 is a schematic view showing an example of a substrate for mounting an optical semiconductor element of the present invention, where (a) is a perspective view and (b) is a cross-sectional view.
- 100 is a reflector
- 101 is a metal wiring (lead frame)
- 102 is a mounting region of an optical semiconductor element.
- the reflector 100 has a concave shape that surrounds the optical semiconductor element mounting region 102 in an annular shape and is inclined so that the diameter of the ring increases upward. Yes.
- the substrate for mounting an optical semiconductor element of the present invention only needs to have at least the inner surface of the concave shape formed of a cured product of the curable epoxy resin composition of the present invention.
- a known or conventional molding method can be used, and is not particularly limited.
- the curable epoxy resin composition of the present invention (reflector formation) And the like, and a method of subjecting the resin composition to various molding methods such as transfer molding, compression molding, injection molding, LIM molding (injection molding), and dam molding by dispensing.
- the curable epoxy resin composition of the present invention (reflector-forming resin composition) is injected into a predetermined mold (transfer molding mold, compression molding mold, etc.), and heat-cured. By doing so, a reflector can be formed.
- the heat curing conditions at this time can be appropriately selected from, for example, the conditions for forming the above-described cured product.
- the optical semiconductor device of the present invention can be obtained by using the optical semiconductor element mounting substrate of the present invention as a substrate of the optical semiconductor device and mounting the optical semiconductor element on the substrate.
- the optical semiconductor device of the present invention is an optical semiconductor device having at least the optical semiconductor element mounting substrate of the present invention and an optical semiconductor element mounted on the substrate. Since the optical semiconductor device of the present invention has a reflector formed of a cured product of the curable epoxy resin composition of the present invention as a reflector, the light extraction efficiency is high, and the light intensity is less likely to decrease over time. Excellent in properties.
- FIG. 2 is a schematic view (cross-sectional view) showing an example of the optical semiconductor device of the present invention. 2, 100 is a reflector, 102 is a metal wiring (lead frame), 103 is a bonding wire, 104 is a sealing material, 105 is a die bonding material, and 106 is an optical semiconductor element (LED element).
- the optical semiconductor element in the optical semiconductor device of the present invention is usually sealed with a transparent sealing material (104 in FIG. 2).
- the curable epoxy resin composition of the present invention is not limited to the use as the above-described reflector-forming resin composition.
- an adhesive, an electrical insulating material, a laminate, a coating, an ink, a paint, a sealant, a resist, a composite Used for various other applications such as materials, base materials, sheets, films, optical elements, optical lenses, optical members, stereolithography, electronic paper, touch panels, solar cell substrates, optical waveguides, light guide plates, holographic memories, etc. Can do.
- the unit of the compounding quantity of each component of the curable epoxy resin composition in Table 1 is parts by weight.
- filler amount (wt%)” in Table 1 is a ratio (% by weight) of the total content of the white pigment and the inorganic filler with respect to the total amount of the curable epoxy resin composition.
- Example 1 As shown in Table 1, 40 parts by weight of isocyanuric acid derivative (trade name “MA-DGIC”, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), alicyclic epoxy resin (trade name “Celoxide 2021P”, manufactured by Daicel Corporation) 40 Part by weight, curing agent (trade name “Licacid MH-700”, manufactured by Nippon Nippon Chemical Co., Ltd.), curing accelerator (trade name “Hishicolin PX-4ET”, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) 2 parts by weight Parts, antioxidant (trade name “HCA”, Sanko Co., Ltd.) 2 parts, release agent (trade name “Licowax OP”, Clariant Japan Co., Ltd.) 1 part, release agent (product) Name “Lico Wax PED191”, Clariant Japan Co., Ltd.
- test piece (cured product; 30 mm ⁇ 30 mm ⁇ 3 mm thickness) similar to that used in the evaluation of the initial reflectance, the test piece is placed in a dryer at 150 ° C. and left for 1000 hours, and then reflected at 460 nm. The rate was measured. The results are shown in Table 1.
- EHPE3150 Trade name “EHPE3150” (1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol, manufactured by Daicel Corporation)
- YX8040 Trade name “YX8040” (hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
- ST-4000D Trade name “ST-4000D” (hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.)
- Rikacid TH Trade name “Rikacid TH” (1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.) (
- the curable resin composition of the present invention includes, for example, an adhesive, an electrical insulating material, a laminate, a coating, an ink, a paint, a sealant, a resist, a composite material, a base material, a sheet, a film, an optical element, an optical lens, and an optical member. , Optical modeling, electronic paper, touch panel, solar cell substrate, optical waveguide, light guide plate, holographic memory, and various other applications.
- the curable resin composition of the present invention can be preferably used as a reflector-forming resin composition.
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Abstract
本発明の目的は、高い反射率(光反射性)を有し、耐熱性に優れる硬化物を形成できる硬化性エポキシ樹脂組成物を提供することにある。 本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、脂環式エポキシ化合物(A)と、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)と、無機充填剤(C)と、硬化剤(D)と、硬化促進剤(E)と、を含む硬化性エポキシ樹脂組成物であって、化合物(B)の含有量が、脂環式エポキシ化合物(A)と化合物(B)との総量(100重量%)に対して、50~95重量%であり、かつ、無機充填剤(C)の含有量が、前記硬化性エポキシ樹脂組成物全量(100重量%)に対して、30~95重量%である。
Description
本発明は、硬化性エポキシ樹脂組成物及びその硬化物、該硬化物により形成されたリフレクターを有する光半導体素子搭載用基板、並びに、該基板と光半導体素子とを有する光半導体装置に関する。本願は、2014年7月31日に、日本に出願した特願2014-157197号の優先権を主張し、その内容をここに援用する。
近年、各種の屋内又は屋外表示板、画像読み取り用光源、交通信号、大型ディスプレイ用ユニット等においては、光半導体素子(LED素子)を光源とする発光装置(光半導体装置)の採用が進んでいる。このような光半導体装置としては、一般に、基板(光半導体素子搭載用基板)上に光半導体素子が搭載され、さらに該光半導体素子が透明な封止材により封止された光半導体装置が普及している。このような光半導体装置における基板には、光半導体素子から発せられる光の取り出し効率を高めるため、光を反射させるための部材(リフレクター)が形成されている。
上記リフレクターには、高い光反射性を有することが求められている。従来、上記リフレクターの構成材としては、テレフタル酸単位を必須の構成単位とするポリアミド樹脂(ポリフタルアミド樹脂)中に、無機フィラー等を分散させた樹脂組成物等が知られている(特許文献1~3参照)。
また、上記リフレクターの構成材としては、その他に、例えば、エポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂と、屈折率1.6~3.0の無機酸化物とを特定割合で含有する光反射用硬化性エポキシ樹脂組成物が知られている(特許文献4参照)。さらに、熱硬化性樹脂成分と1以上の充填剤成分とを含有し、熱硬化性樹脂成分全体の屈折率と各充填剤成分の屈折率との差、及び、各充填剤成分の体積割合より算出されるパラメータを特定範囲に制御した光反射用硬化性エポキシ樹脂組成物が知られている(特許文献5参照)。
しかしながら、特許文献1~3に記載の上記ポリアミド樹脂からなるリフレクターは、特に、高出力の青色光半導体や白色光半導体を光源とする発光装置において、光半導体素子から発せられる光や熱によって経時で黄変するなどして劣化し、十分な光反射性を維持できないという問題を有していた。さらに、鉛フリーハンダの採用に伴い、発光装置の製造の際のリフロー工程(ハンダリフロー工程)における加熱温度がより高くなる傾向にある中、このような製造工程において加わる熱によっても上記リフレクターが経時で劣化し、光反射性が低下するという問題も発生していた。
また、特許文献4、5に記載の光反射用硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物からなるリフレクターにおいては、上記熱硬化性樹脂の主成分としてトリスグリシジルイソシアヌレートが使用されており、耐熱性が十分でなく、光半導体素子から発せられる熱やリフロー工程における熱によって、光反射性が経時で低下するという問題が発生していた。
さらに、上記リフレクターには、上述の耐熱性、耐光性以外にも、切削加工や温度変化(例えば、リフロー工程のような非常に高温での加熱や、冷温サイクルなど)等による応力が加わった場合に、クラック(ひび割れ)を生じにくい(このような特性を「耐クラック性」と称する場合がある)等、強靭であることが求められている。リフレクターにクラックが生じてしまうと、光反射性が低下して(即ち、光の取り出し効率が低下して)、発光装置の信頼性を担保することが困難となるためである。
このため、より高出力、短波長の光や高温によっても劣化やクラック発生等の不具合を生じず、光反射性が経時で低下しにくいリフレクターを形成可能な、耐熱性及び耐光性に優れ、なおかつ強靭な材料が求められているのが現状である。
従って、本発明の目的は、高い反射率(光反射性)を有し、耐熱性に優れる硬化物を形成できる硬化性エポキシ樹脂組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、さらに、耐光性に優れ、強靱な硬化物を形成できる硬化性エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、高い反射率を有し、耐熱性に優れる硬化物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、さらに、耐光性に優れ、強靱な硬化物を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、耐熱性に優れ、高い反射率を有するリフレクターを有する光半導体素子搭載用基板を提供することにある。また、本発明の他の目的は、さらに、耐光性に優れ、強靱なリフレクターを有する光半導体素子搭載用基板を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、光の取り出し効率が高く、耐久性の高い光半導体装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、高い反射率を有し、耐熱性に優れる硬化物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、さらに、耐光性に優れ、強靱な硬化物を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、耐熱性に優れ、高い反射率を有するリフレクターを有する光半導体素子搭載用基板を提供することにある。また、本発明の他の目的は、さらに、耐光性に優れ、強靱なリフレクターを有する光半導体素子搭載用基板を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、光の取り出し効率が高く、耐久性の高い光半導体装置を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、脂環式エポキシ化合物と、特定のイソシアヌル酸誘導体と、無機充填剤と、硬化剤と、硬化促進剤とを含有する硬化性エポキシ樹脂組成物であって、前記イソシアヌル酸誘導体及び無機充填剤を一定量以上含有する硬化性エポキシ樹脂組成物が、反射率が高く、耐熱性に優れる硬化物を形成でき、特に、光半導体素子搭載用基板及び該基板を有する光半導体装置におけるリフレクターを形成するための樹脂組成物(リフレクター形成用樹脂組成物)として有用であることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、本発明は、脂環式エポキシ化合物(A)と、下記式(1)
[式(1)中、R1及びR2は水素または炭素数1~8のアルキル基を示す]
で表されるモノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)と、無機充填剤(C)と、硬化剤(D)と、硬化促進剤(E)とを含む硬化性エポキシ樹脂組成物であって、化合物(B)の含有量が、脂環式エポキシ化合物(A)と化合物(B)との総量(100重量%)に対して、50~95重量%であり、かつ、無機充填剤(C)の含有量が、前記硬化性エポキシ樹脂組成物全量(100重量%)に対して、30~95重量%であることを特徴とする硬化性エポキシ樹脂組成物を提供する。
で表されるモノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)と、無機充填剤(C)と、硬化剤(D)と、硬化促進剤(E)とを含む硬化性エポキシ樹脂組成物であって、化合物(B)の含有量が、脂環式エポキシ化合物(A)と化合物(B)との総量(100重量%)に対して、50~95重量%であり、かつ、無機充填剤(C)の含有量が、前記硬化性エポキシ樹脂組成物全量(100重量%)に対して、30~95重量%であることを特徴とする硬化性エポキシ樹脂組成物を提供する。
さらに、白色顔料(F)を含み、かつ、白色顔料(F)の含有量が、無機充填剤(C)及び白色顔料(F)の合計量に対して、3~40重量%である前記の硬化性エポキシ樹脂組成物を提供する。
さらに、脂環式エポキシ化合物(A)が、シクロヘキセンオキシド基を有する化合物、下記式(II)
[式(II)中、R'は、p価のアルコールの構造式からp個の水酸基(-OH)を除いた基(p価の有機基)であり、p、nはそれぞれ自然数を表す。]
で表される化合物、及び水素化芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物からなる群より選択される少なくとも1つである前記の硬化性エポキシ樹脂組成物を提供する。
で表される化合物、及び水素化芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物からなる群より選択される少なくとも1つである前記の硬化性エポキシ樹脂組成物を提供する。
さらに、シクロヘキセンオキシド基を有する化合物が、下記式(I)
[式(I)中、Xは単結合又は連結基(1以上の原子を有する二価の基)を示す。]
で表される化合物である前記の硬化性エポキシ樹脂組成物を提供する。
で表される化合物である前記の硬化性エポキシ樹脂組成物を提供する。
さらに、トランスファー成型用又はコンプレッション成型用樹脂組成物である前記の硬化性エポキシ樹脂組成物を提供する。
さらに、リフレクター形成用樹脂組成物である前記の硬化性エポキシ樹脂組成物を提供する。
また、本発明は、前記の硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させることにより得られる硬化物を提供する。
また、本発明は、前記の硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物により形成されたリフレクターを有する光半導体素子搭載用基板を提供する。
また、本発明は、前記の光半導体素子搭載用基板と、該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を提供する。
すなわち、本発明は以下に関する。
[1]脂環式エポキシ化合物(A)と、下記式(1)
[式(1)中、R1及びR2は水素または炭素数1~8のアルキル基を示す]
で表されるモノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)と、無機充填剤(C)と、硬化剤(D)と、硬化促進剤(E)と、を含む硬化性エポキシ樹脂組成物であって、
化合物(B)の含有量が、脂環式エポキシ化合物(A)と化合物(B)との総量(100重量%)に対して、50~95重量%であり、かつ、
無機充填剤(C)の含有量が、前記硬化性エポキシ樹脂組成物全量(100重量%)に対して、30~95重量%である、硬化性エポキシ樹脂組成物。
[2]さらに、白色顔料(F)を含み、かつ、白色顔料(F)の含有量が、無機充填剤(C)及び白色顔料(F)の合計量に対して、3~40重量%である[1]に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[3]前記脂環式エポキシ化合物(A)が、シクロヘキセンオキシド基を有する化合物、下記式(II)
[式(II)中、R'は、p価のアルコールの構造式からp個の水酸基(-OH)を除いた基(p価の有機基)であり、p、nはそれぞれ自然数を表す。]
で表される化合物、及び水素化芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物からなる群より選択される少なくとも1つである[1]または[2]に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[4]前記シクロヘキセンオキシド基を有する化合物が、下記式(I)
[式(I)中、Xは単結合又は連結基(1以上の原子を有する二価の基)を示す。]
で表される化合物である[3]に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[5]前記脂環式エポキシ化合物(A)が、下記式(I-1)
で表される化合物である[1]~[4]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[6]前記硬化剤(D)が、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、及びメチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物からなる群より選択される少なくとも一つである[1]~[5]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[7]脂環式エポキシ化合物(A)の含有量が、硬化性エポキシ樹脂組成物の全量に対して0.3~10重量%である[1]~[6]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[8]脂環式エポキシ化合物(A)と化合物(B)との総量に対する、脂環式エポキシ化合物(A)の使用量が5~50重量%である[1]~[7]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[9]前記硬化剤(D)の使用量が、硬化性エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量(100重量部)に対して50~200重量部である[1]~[8]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[10]前記硬化促進剤(E)が、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、及びその塩、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5、及びその塩、3級アミン、イミダゾール類、ホスホニウム化合物、有機金属塩、及び金属キレートからなる群より選択される少なくとも一種である[1]~[9]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[11]前記硬化促進剤(E)の使用量が、硬化性エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量(100重量部)に対して0.05~5重量部である[1]~[10]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[12]前記無機充填剤(C)がシリカである[1]~[11]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[13]前記白色顔料(F)が、無機酸化物及び無機中空粒子からなる群より選択される少なくとも一種である[2]~[12]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[14]前記無機充填剤(C)と白色顔料(F)とを合わせた使用量が、硬化性エポキシ樹脂組成物の全量に対して60~95重量%である[2]~[13]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[15]トランスファー成型用又はコンプレッション成型用樹脂組成物である[1]~[14]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[16]リフレクター形成用樹脂組成物である[1]~[15]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[17][1]~[16]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させることにより得られる硬化物。
[18][17]に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物により形成されたリフレクターを有する光半導体素子搭載用基板。
[19][18]に記載の光半導体素子搭載用基板と、該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。
[1]脂環式エポキシ化合物(A)と、下記式(1)
で表されるモノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)と、無機充填剤(C)と、硬化剤(D)と、硬化促進剤(E)と、を含む硬化性エポキシ樹脂組成物であって、
化合物(B)の含有量が、脂環式エポキシ化合物(A)と化合物(B)との総量(100重量%)に対して、50~95重量%であり、かつ、
無機充填剤(C)の含有量が、前記硬化性エポキシ樹脂組成物全量(100重量%)に対して、30~95重量%である、硬化性エポキシ樹脂組成物。
[2]さらに、白色顔料(F)を含み、かつ、白色顔料(F)の含有量が、無機充填剤(C)及び白色顔料(F)の合計量に対して、3~40重量%である[1]に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[3]前記脂環式エポキシ化合物(A)が、シクロヘキセンオキシド基を有する化合物、下記式(II)
で表される化合物、及び水素化芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物からなる群より選択される少なくとも1つである[1]または[2]に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[4]前記シクロヘキセンオキシド基を有する化合物が、下記式(I)
で表される化合物である[3]に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[5]前記脂環式エポキシ化合物(A)が、下記式(I-1)
[6]前記硬化剤(D)が、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、及びメチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物からなる群より選択される少なくとも一つである[1]~[5]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[7]脂環式エポキシ化合物(A)の含有量が、硬化性エポキシ樹脂組成物の全量に対して0.3~10重量%である[1]~[6]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[8]脂環式エポキシ化合物(A)と化合物(B)との総量に対する、脂環式エポキシ化合物(A)の使用量が5~50重量%である[1]~[7]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[9]前記硬化剤(D)の使用量が、硬化性エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量(100重量部)に対して50~200重量部である[1]~[8]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[10]前記硬化促進剤(E)が、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、及びその塩、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5、及びその塩、3級アミン、イミダゾール類、ホスホニウム化合物、有機金属塩、及び金属キレートからなる群より選択される少なくとも一種である[1]~[9]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[11]前記硬化促進剤(E)の使用量が、硬化性エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量(100重量部)に対して0.05~5重量部である[1]~[10]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[12]前記無機充填剤(C)がシリカである[1]~[11]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[13]前記白色顔料(F)が、無機酸化物及び無機中空粒子からなる群より選択される少なくとも一種である[2]~[12]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[14]前記無機充填剤(C)と白色顔料(F)とを合わせた使用量が、硬化性エポキシ樹脂組成物の全量に対して60~95重量%である[2]~[13]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[15]トランスファー成型用又はコンプレッション成型用樹脂組成物である[1]~[14]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[16]リフレクター形成用樹脂組成物である[1]~[15]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
[17][1]~[16]のいずれか一つに記載の硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させることにより得られる硬化物。
[18][17]に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物により形成されたリフレクターを有する光半導体素子搭載用基板。
[19][18]に記載の光半導体素子搭載用基板と、該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。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は上記構成を有するため、該硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物は、高い光反射性を有し、さらに、耐熱性及び耐光性に優れ、なおかつ強靭でクラックが生じにくいため、光反射性が経時で低下しにくい。このため、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、光半導体装置関連の様々な用途、特に、LEDパッケージ用の光反射用硬化性樹脂組成物として好ましく使用できる。さらに、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物(光反射用硬化性樹脂組成物)の硬化物からなるリフレクター(反射材)は、高い光反射性を長期間発揮し続けることができるため、光半導体素子と上記リフレクターとを少なくとも備える光半導体装置(発光装置)は、長寿命の光半導体装置として高い信頼性を発揮できる。
<硬化性エポキシ樹脂組成物>
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、脂環式エポキシ化合物(A)と、下記式(1)
[式(1)中、R1及びR2は水素または炭素数1~8のアルキル基を示す]
で表されるモノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)と、無機充填剤(C)と、硬化剤(D)と、硬化促進剤(E)とを必須成分として含有し、化合物(B)の含有量が、脂環式エポキシ化合物(A)と化合物(B)との総量(100重量部)に対して50重量%以上95重量%以下であり、かつ、無機充填剤(C)の含有量が、前記硬化性エポキシ樹脂組成物全量(100重量%)に対して、30重量%以上95重量%以下であることを特徴とする硬化性エポキシ樹脂組成物である。本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、上記必須成分以外にも、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、脂環式エポキシ化合物(A)と、下記式(1)
で表されるモノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)と、無機充填剤(C)と、硬化剤(D)と、硬化促進剤(E)とを必須成分として含有し、化合物(B)の含有量が、脂環式エポキシ化合物(A)と化合物(B)との総量(100重量部)に対して50重量%以上95重量%以下であり、かつ、無機充填剤(C)の含有量が、前記硬化性エポキシ樹脂組成物全量(100重量%)に対して、30重量%以上95重量%以下であることを特徴とする硬化性エポキシ樹脂組成物である。本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、上記必須成分以外にも、必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。
[脂環式エポキシ化合物(A)]
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物を構成する脂環式エポキシ化合物(A)は、分子内(1分子内)に脂環(脂肪族環)構造とエポキシ基とを少なくとも有する化合物である。より具体的には、脂環式エポキシ化合物(A)には、例えば、(i)脂環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基(「脂環エポキシ基」と称する場合がある)を有する化合物、(ii)脂環にエポキシ基が直接単結合で結合している化合物、及び(iii)水素化芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物等が含まれる。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物を構成する脂環式エポキシ化合物(A)は、分子内(1分子内)に脂環(脂肪族環)構造とエポキシ基とを少なくとも有する化合物である。より具体的には、脂環式エポキシ化合物(A)には、例えば、(i)脂環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基(「脂環エポキシ基」と称する場合がある)を有する化合物、(ii)脂環にエポキシ基が直接単結合で結合している化合物、及び(iii)水素化芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物等が含まれる。
(i)脂環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基(脂環エポキシ基)を有する化合物としては、公知乃至慣用のものの中から任意に選択して使用することができる。中でも、上記化合物は、シクロヘキサン環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基を有すること、即ち、シクロヘキセンオキシド基を有する化合物(脂環式エポキシ化合物)であることが好ましい。
(i)脂環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基(脂環エポキシ基)を有する化合物としては、特に、耐熱性、耐光性の点で、下記式(I)で表される脂環式エポキシ化合物(脂環式エポキシ樹脂)が好ましい。
式(I)中、Xは単結合又は連結基(1以上の原子を有する二価の基)を示す。上記連結基としては、例えば、二価の炭化水素基、炭素-炭素二重結合の一部又は全部がエポキシ化されたアルケニレン基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、カーボネート基、アミド基、これらが複数個連結した基等が挙げられる。なお、式(I)におけるシクロヘキサン環(シクロヘキセンオキシド基)を構成する炭素原子の1以上には、アルキル基等の置換基が結合していてもよい。
式(I)中のXが単結合である脂環式エポキシ化合物としては、3,4,3',4'-ジエポキシビシクロヘキサン等が挙げられる。
上記二価の炭化水素基としては、例えば、炭素数が1~18の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基、二価の脂環式炭化水素基等が挙げられる。炭素数が1~18の直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基等が挙げられる。二価の脂環式炭化水素基としては、例えば、1,2-シクロペンチレン基、1,3-シクロペンチレン基、シクロペンチリデン基、1,2-シクロヘキシレン基、1,3-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキシレン基、シクロヘキシリデン基等の二価のシクロアルキレン基(シクロアルキリデン基を含む)などが挙げられる。
上記炭素-炭素二重結合の一部又は全部がエポキシ化されたアルケニレン基(「エポキシ化アルケニレン基」と称する場合がある)におけるアルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、プロペニレン基、1-ブテニレン基、2-ブテニレン基、ブタジエニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基、ヘプテニレン基、オクテニレン基等の炭素数2~8の直鎖又は分岐鎖状のアルケニレン基等が挙げられる。特に、上記エポキシ化アルケニレン基としては、炭素-炭素二重結合の全部がエポキシ化されたアルケニレン基が好ましく、より好ましくは炭素-炭素二重結合の全部がエポキシ化された炭素数2~4のアルケニレン基である。
上記連結基Xとしては、特に、酸素原子を含有する連結基が好ましく、具体的には、-CO-、-O-CO-O-、-COO-、-O-、-CONH-、エポキシ化アルケニレン基;これらの基が複数個連結した基;これらの基の1又は2以上と二価の炭化水素基の1又は2以上とが連結した基等が挙げられる。二価の炭化水素基としては上記で例示したものが挙げられる。
上記式(I)で表される脂環式エポキシ化合物の代表的な例としては、下記式(I-1)~(I-10)で表される化合物、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、1,2-ビス(3,4-エポキシシクロヘキサン-1-イル)エタン、1,2-エポキシ-1,2-ビス(3,4-エポキシシクロヘキサン-1-イル)エタン、2,2-ビス(3,4-エポキシシクロヘキサン-1-イル)プロパンなどが挙げられる。これらの化合物として、例えば、商品名「セロキサイド2021P」、「セロキサイド2081」((株)ダイセル製)等の市販品を使用することもできる。なお、下記式(I-5)、(I-7)中のl、mは、それぞれ1~30の整数を表す。下記式(I-5)中のRは炭素数1~8のアルキレン基であり、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、s-ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基等の直鎖又は分岐鎖状アルキレン基が挙げられる。これらの中でも、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基等の炭素数1~3の直鎖又は分岐鎖状アルキレン基が好ましい。また、下記式(I-9)、(I-10)中のn1~n6は、それぞれ1~30の整数を示す。なお、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)エーテルは、例えば、国際公開第2014/181787号に記載の方法、又はこれに準じた方法により製造することができる。
式(II)中、R'はp価のアルコールからp個の-OHを除した基であり、p、nは、それぞれ自然数を表す。p価のアルコール[R'-(OH)p]としては、例えば、炭素数1~15のアルコール等が挙げられ、より具体的には、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノール等の多価アルコールなどが挙げられる。pは1~6が好ましく、nは1~30が好ましい。pが2以上の場合、それぞれの( )内(丸括弧内)の基におけるnは同一でもよく異なっていてもよい。上記化合物としては、具体的には、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物、商品名「EHPE3150」((株)ダイセル製)などが挙げられる。
(iii)水素化芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物としては、例えば、2,2-ビス[4-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]プロパン、2,2-ビス[3,5-ジメチル-4-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]プロパンなどのビスフェノールA型エポキシ化合物を水素化した化合物(核水添ビスフェノールA型エポキシ化合物);ビス[o,o-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]メタン、ビス[o,p-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]メタン、ビス[p,p-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]メタン、ビス[3,5-ジメチル-4-(2,3-エポキシプロポキシ)シクロへキシル]メタンなどのビスフェノールF型エポキシ化合物を水素化した化合物(核水添ビスフェノールF型エポキシ化合物);水添ビフェノール型エポキシ化合物;水添フェノールノボラック型エポキシ化合物;水添クレゾールノボラック型エポキシ化合物;ビスフェノールAのクレゾールノボラック型エポキシ化合物の水添エポキシ化合物;水添ナフタレン型エポキシ化合物;トリスフェノールメタンから得られるエポキシ化合物の水添エポキシ化合物などが挙げられる。
脂環式エポキシ化合物(A)は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。上記の中でも、脂環式エポキシ化合物(A)としては、上記式(I-1)で表される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、商品名「セロキサイド2021P」が特に好ましい。
また、脂環式エポキシ化合物(A)とモノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)との総量(100重量%)に対する、脂環式エポキシ化合物(A)の使用量(含有量)は、5~50重量%が好ましく、より好ましくは10~50重量%、さらに好ましくは20~50重量%、特に好ましくは30~50重量%である。脂環式エポキシ化合物(A)の使用量が5重量%未満では、リフロー後の反射率が低下する場合がある。一方、脂環式エポキシ化合物(A)の使用量が50重量%を超えると、硬化物の強靭性が低下し、クラックが生じやすくなる場合がある。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物における脂環式エポキシ化合物(A)の含有量(配合量)は、硬化性エポキシ樹脂組成物の全量(100重量%)に対して、0.3~10重量%が好ましく、より好ましくは0.3~7重量%、さらに好ましくは0.5~5重量%である。脂環式エポキシ化合物(A)の含有量が0.3重量%未満であると、配合物(硬化性エポキシ樹脂組成物)の流動性が不足してトランスファー成型で未充填になる場合があったり、硬化物の耐熱性及び耐候性(耐黄変製)が不十分となる傾向がある。一方、脂環式エポキシ化合物(A)の含有量が10重量%を超えると、硬化物の線膨張係数が大きくなり、リードフレームとの間に反りが発生しやすくなる場合がある。
上記式(1)中、R1及びR2は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1~8のアルキル基を示す。
炭素数1~8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等の炭素数1~3の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基が好ましい。上記式(1)中のR1及びR2は、水素原子であることが特に好ましい。
モノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)の代表的な例としては、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート、1-アリル-3,5-ビス(2-メチルエポキシプロピル)イソシアヌレート、1-(2-メチルプロペニル)-3,5-ジグリシジルイソシアヌレート、1-(2-メチルプロペニル)-3,5-ビス(2-メチルエポキシプロピル)イソシアヌレート等が挙げられる。なお、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
また、脂環式エポキシ化合物(A)とモノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)との総量(100重量%)に対する、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)の使用量(含有量)は、50~95重量%であり、好ましくは50~90重量%、より好ましくは50~80重量%、さらに好ましくは50~70重量%である。モノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)の使用量が50重量%未満では、硬化物の強靭性が低下し、クラックが生じやすくなる傾向がある。一方、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート化合物(B)の使用量が95重量%を超えると、リフロー後の反射率が低下する傾向がある。
[無機充填剤(C)]
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物の必須成分である無機充填剤(C)を含有することにより、無機充填剤(C)は成形性を向上させる役割を担う。無機充填剤(C)としては、公知乃至慣用の無機充填剤(C)を使用することができ、特に限定されないが、例えば、シリカ、アルミナ等が挙げられる。成形性の観点から、無機充填剤(C)としては、シリカ(特に、シリカフィラー)が好ましい。無機充填剤(C)の平均粒径は、1~100μmであることが好ましい。なお、本明細書において、無機充填剤(C)には、下記白色顔料(F)は含まれない。また、上記平均粒径は、レーザー回折・散乱法で測定した粒度分布における積算値50%での粒径(メディアン径)を意味する。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物の必須成分である無機充填剤(C)を含有することにより、無機充填剤(C)は成形性を向上させる役割を担う。無機充填剤(C)としては、公知乃至慣用の無機充填剤(C)を使用することができ、特に限定されないが、例えば、シリカ、アルミナ等が挙げられる。成形性の観点から、無機充填剤(C)としては、シリカ(特に、シリカフィラー)が好ましい。無機充填剤(C)の平均粒径は、1~100μmであることが好ましい。なお、本明細書において、無機充填剤(C)には、下記白色顔料(F)は含まれない。また、上記平均粒径は、レーザー回折・散乱法で測定した粒度分布における積算値50%での粒径(メディアン径)を意味する。
無機充填剤(C)の使用量(含有量)は、硬化性エポキシ樹脂組成物全量(100重量%)に対して、30~95重量%であり、好ましくは40~85重量%である。無機充填剤(C)の使用量が、30重量%を下回ると、硬化物の線膨張係数が低減されなかったり、硬化物の強度が不足する傾向がある。一方、無機充填剤(C)の使用量が、95重量%を上回る量では、物理的に充填できない。
[硬化剤(D)]
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物を構成する硬化剤(D)は、エポキシ基を有する化合物を硬化させる役割を担う。硬化剤(D)としては、エポキシ樹脂用硬化剤として公知乃至慣用の硬化剤を使用することができる。硬化剤(D)としては、例えば、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物などが挙げられる。なお、硬化剤(D)は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。硬化剤(D)としては、耐熱性、耐光性、耐クラック性の観点で、特に、飽和単環炭化水素ジカルボン酸の無水物(環にアルキル基等の置換基が結合したものも含む)が好ましい。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物を構成する硬化剤(D)は、エポキシ基を有する化合物を硬化させる役割を担う。硬化剤(D)としては、エポキシ樹脂用硬化剤として公知乃至慣用の硬化剤を使用することができる。硬化剤(D)としては、例えば、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物などが挙げられる。なお、硬化剤(D)は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。硬化剤(D)としては、耐熱性、耐光性、耐クラック性の観点で、特に、飽和単環炭化水素ジカルボン酸の無水物(環にアルキル基等の置換基が結合したものも含む)が好ましい。
また、本発明においては、硬化剤(D)として、商品名「リカシッド MH-700」(新日本理化(株)製)、商品名「HN-5500」(日立化成工業(株)製)等の市販品を使用することもできる。
硬化剤(D)の使用量(含有量)は、特に限定されないが、硬化性エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量(100重量部)に対して、50~200重量部が好ましく、より好ましくは100~145重量部である。より具体的には、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物中に含有する全てのエポキシ基を有する化合物におけるエポキシ基1当量当たり、0.5~1.5当量となる割合で使用することが好ましい。硬化剤(D)の使用量が50重量部を下回ると、硬化が不十分となり、硬化物の強靱性が低下する傾向がある。一方、硬化剤(D)の使用量が200重量部を上回ると、硬化物が着色して色相が悪化する場合がある。
[硬化促進剤(E)]
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物において硬化促進剤(E)は、エポキシ基を有する化合物が硬化剤(D)により硬化する際に、硬化速度を促進する機能を有する化合物である。硬化促進剤(E)としては、公知乃至慣用の硬化促進剤を使用することができ、特に限定されないが、例えば、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)、及びその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩);1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5(DBN)、及びその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩);ベンジルジメチルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミンなどの3級アミン;2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾールなどのイミダゾール類;リン酸エステル、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類;テトラフェニルホスホニウムテトラ(p-トリル)ボレートなどのホスホニウム化合物;オクチル酸スズ、オクチル酸亜鉛などの有機金属塩;金属キレートなどが挙げられる。なお、硬化促進剤(E)は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物において硬化促進剤(E)は、エポキシ基を有する化合物が硬化剤(D)により硬化する際に、硬化速度を促進する機能を有する化合物である。硬化促進剤(E)としては、公知乃至慣用の硬化促進剤を使用することができ、特に限定されないが、例えば、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)、及びその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩);1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5(DBN)、及びその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩);ベンジルジメチルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミンなどの3級アミン;2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾールなどのイミダゾール類;リン酸エステル、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類;テトラフェニルホスホニウムテトラ(p-トリル)ボレートなどのホスホニウム化合物;オクチル酸スズ、オクチル酸亜鉛などの有機金属塩;金属キレートなどが挙げられる。なお、硬化促進剤(E)は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
また、本発明においては、硬化促進剤(E)として、商品名「U-CAT SA 506」、「U-CAT SA 102」、「U-CAT 5003」、「U-CAT 18X」、「12XD(開発品)」(以上、サンアプロ(株)製)、商品名「TPP-K」、「TPP-MK」(以上、北興化学工業(株)製)、商品名「PX-4ET」(日本化学工業(株)製)等の市販品を使用することもできる。
硬化促進剤(E)の使用量(含有量)は、特に限定されないが、硬化性エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量(100重量部)に対して、0.05~5重量部が好ましく、より好ましくは0.1~3重量部、さらに好ましくは0.2~3重量部、特に好ましくは0.25~2.5重量部である。硬化促進剤(E)の使用量が0.05重量部を下回ると、硬化促進効果が不十分となる場合がある。一方、硬化促進剤(E)の使用量が5重量部を上回ると、硬化物が着色して色相が悪化する場合がある。
[白色顔料(F)]
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物の白色顔料(F)は、上記硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化して得られる硬化物に対し、高い光反射性を発揮させる役割を担う。白色顔料(F)としては、公知乃至慣用の白色顔料を使用することができ、特に限定されないが、例えば、ガラス、クレー、雲母、タルク、カオリナイト(カオリン)、ハロイサイト、ゼオライト、酸性白土、活性白土、ベーマイト、擬ベーマイト、無機酸化物、アルカリ土類金属塩等の金属塩などの無機白色顔料;スチレン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、尿素-ホルマリン系樹脂、メラミン-ホルマリン系樹脂、アミド系樹脂等の樹脂顔料などの有機白色顔料(プラスチックピグメントなど);中空構造(バルーン構造)を有する中空粒子などが挙げられる。これらの白色顔料は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物の白色顔料(F)は、上記硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化して得られる硬化物に対し、高い光反射性を発揮させる役割を担う。白色顔料(F)としては、公知乃至慣用の白色顔料を使用することができ、特に限定されないが、例えば、ガラス、クレー、雲母、タルク、カオリナイト(カオリン)、ハロイサイト、ゼオライト、酸性白土、活性白土、ベーマイト、擬ベーマイト、無機酸化物、アルカリ土類金属塩等の金属塩などの無機白色顔料;スチレン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、尿素-ホルマリン系樹脂、メラミン-ホルマリン系樹脂、アミド系樹脂等の樹脂顔料などの有機白色顔料(プラスチックピグメントなど);中空構造(バルーン構造)を有する中空粒子などが挙げられる。これらの白色顔料は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
白色顔料(F)の使用量(含有量)は、無機充填剤(C)及び白色顔料(F)の合計量(100重量%)に対して、3~40重量%が好ましく、より好ましくは10~30重量%である。白色顔料(F)の使用量が3重量%を下回ると、初期反射率が低下しリフレクター材として適さなくなる。一方、白色顔料(F)の使用量が40重量%を上回ると流動性が低下し未充填になる傾向がある。
また、無機充填剤(C)と白色顔料(F)とを合わせた使用量(含有量)は、硬化性エポキシ樹脂組成物の全量(100重量%)に対して、60~95重量%が好ましく、より好ましくは70~90重量%である。無機充填剤(C)と白色顔料(F)の合計量が、硬化性エポキシ樹脂組成物の全量(100重量%)に対して、60重量%を下回ると線膨張係数が大きくなりリードフレームに成形した場合、反りが発生する傾向があり、一方、95重量%を上回ると流動性が悪くなり未充填が発生しやすくなる傾向がある。
上記無機酸化物としては、例えば、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化チタン(ルチル型酸化チタン、アナターゼ型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタン)、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素(二酸化ケイ素)などが挙げられる。また、上記アルカリ土類金属塩としては、例えば、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、水酸化マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどが挙げられる。また、アルカリ土類金属塩以外の金属塩としては、例えば、ケイ酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、硫化亜鉛などが挙げられる。
上記中空粒子としては、特に限定されないが、例えば、無機ガラス(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、石英など)、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸ニッケル、珪酸カルシウム等の金属塩などの無機物により構成された無機中空粒子(シラスバルーンなどの天然物も含む);スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル-スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、アミド系樹脂、ウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、スチレン-共役ジエン系樹脂、アクリル-共役ジエン系樹脂、オレフィン系樹脂等のポリマー(これらポリマーの架橋体も含む)などの有機物により構成された有機中空粒子;無機物と有機物のハイブリッド材料により構成された無機-有機中空粒子などが挙げられる。なお、上記中空粒子は、単一の材料より構成されたものであってもよいし、2種以上の材料より構成されたものであってもよい。また、上記中空粒子の中空部(中空粒子の内部の空間)は、真空状態であってもよいし、媒質で満たされていてもよいが、特に、反射率向上の観点では、屈折率が低い媒質(例えば、窒素、アルゴン等の不活性ガスや空気等)で満たされた中空粒子が好ましい。
なお、白色顔料(F)は、公知乃至慣用の表面処理(例えば、金属酸化物、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、有機酸、ポリオール、シリコーン等の表面処理剤による表面処理など)が施されたものであってもよい。このような表面処理を施すことにより、硬化性エポキシ樹脂組成物における白色顔料(F)の他の成分との相溶性や分散性を向上させることができる場合がある。
中でも、白色顔料(F)としては、入手性、耐熱性、耐光性の観点で、無機酸化物、無機中空粒子が好ましく、より好ましくは酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、及び無機中空粒子からなる群より選ばれた1種以上の白色顔料である。特に、白色顔料(F)としては、より高い屈折率を有する点で、酸化チタンが好ましい。
白色顔料(F)の形状は、特に限定されないが、例えば、球状、破砕状、繊維状、針状、鱗片状、ウィスカー状などが挙げられる。中でも、白色顔料(F)の分散性の観点で、球状の白色顔料が好ましく、特に真球状の白色顔料(例えば、アスペクト比が1.2以下の球状の白色顔料)が好ましい。
白色顔料(F)の中心粒径は、特に限定されないが、光反射性向上の観点で、0.1~50μmが好ましい。特に、白色顔料(F)として無機酸化物を用いる場合、該無機酸化物の中心粒径は、特に限定されないが、0.1~50μmが好ましく、より好ましくは0.1~30μm、さらに好ましくは0.1~20μm、特に好ましくは0.1~10μm、最も好ましくは0.1~5μmである。一方、白色顔料(F)として中空粒子(特に、無機中空粒子)を用いる場合、該中空粒子の中心粒径は、特に限定されないが、0.1~50μmが好ましく、より好ましくは0.1~30μmである。なお、上記中心粒径は、レーザー回折・散乱法で測定した粒度分布における積算値50%での粒径(メディアン径)を意味する。
なお、白色顔料(F)は、公知乃至慣用の製造方法により製造することができる。また、白色顔料(F)としては、市販品を用いることもでき、例えば、商品名「SR-1」、「R-42」、「R-45M」、「R-650」、「R-32」、「R-5N」、「GTR-100」、「R-62N」、「R-7E」、「R-44」、「R-3L」、「R-11P」、「R-21」、「R-25」、「TCR-52」、「R-310」、「D-918」、「FTR-700」(以上、堺化学工業(株)製)、商品名「タイペークCR-50」、「CR-50-2」、「CR-60」、「CR-60-2」、「CR-63」、「CR-80」、「CR-90」、「CR-90-2」、「CR-93」、「CR-95」、「CR-97」(以上、石原産業(株)製)、商品名「JR-301」、「JR-403」、「JR-405」、「JR-600A」、「JR-605」、「JR-600E」、「JR-603」、「JR-805」、「JR-806」、「JR-701」、「JRNC」、「JR-800」、「JR」(以上、テイカ(株)製)、商品名「TR-600」、「TR-700」、「TR-750」、「TR-840」、「TR-900」(以上、富士チタン工業(株)製)、商品名「KR-310」、「KR-380」、「KR-380N」(以上、チタン工業(株)製)、商品名「ST-410WB」、「ST-455」、「ST-455WB」、「ST-457SA」、「ST-457EC」、「ST-485SA15」、「ST-486SA」、「ST-495M」(以上、チタン工業(株)製)などのルチル型酸化チタン;商品名「A-110」、「TCA-123E」、「A-190」、「A-197」、「SA-1」、「SA-1L」、「SSPシリーズ」、「CSBシリーズ」(以上、堺化学工業(株)製)、商品名「JA-1」、「JA-C」、「JA-3」(以上、テイカ(株)製)、商品名「KA-10」、「KA-15」、「KA-20」、「STT-65C-S」、「STT-30EHJ」(以上、チタン工業(株)製)などのアナターゼ型酸化チタンなどが使用できる。
[その他のエポキシ化合物]
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、脂環式エポキシ化合物(A)以外のエポキシ化合物(「その他のエポキシ化合物」と称する場合がある)を含んでいてもよい。上記その他のエポキシ化合物としては、公知乃至慣用のエポキシ化合物が挙げられ、特に限定されないが、例えば、芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物[例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビフェノール型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールAのクレゾールノボラック型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、トリスフェノールメタンから得られるエポキシ化合物等]等の芳香族エポキシ化合物等が挙げられる。なお、その他のエポキシ化合物は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、脂環式エポキシ化合物(A)以外のエポキシ化合物(「その他のエポキシ化合物」と称する場合がある)を含んでいてもよい。上記その他のエポキシ化合物としては、公知乃至慣用のエポキシ化合物が挙げられ、特に限定されないが、例えば、芳香族グリシジルエーテル系エポキシ化合物[例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビフェノール型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、ビスフェノールAのクレゾールノボラック型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、トリスフェノールメタンから得られるエポキシ化合物等]等の芳香族エポキシ化合物等が挙げられる。なお、その他のエポキシ化合物は1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
[添加剤]
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、上記以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で各種添加剤を使用することができる。添加剤としては、例えば、消泡剤、レベリング剤、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランや3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、酸化防止剤、離型剤、界面活性剤、難燃剤、紫外線吸収剤、イオン吸着体、蛍光体などの慣用の添加剤を使用することができる。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、上記以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で各種添加剤を使用することができる。添加剤としては、例えば、消泡剤、レベリング剤、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランや3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、酸化防止剤、離型剤、界面活性剤、難燃剤、紫外線吸収剤、イオン吸着体、蛍光体などの慣用の添加剤を使用することができる。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、特に限定されないが、上述の各成分を、必要に応じて加熱した状態で配合及び混練することにより調製することができる。上記混練の方法は、特に限定されず、例えば、ディゾルバー、ホモジナイザー等の各種ミキサー、ニーダー、ロール、ビーズミル、自公転式撹拌装置等の公知乃至慣用の混練手段を使用できる。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物が室温(例えば、25℃)で固体として得られる場合、該硬化性エポキシ樹脂組成物は、特に、トランスファー成型用樹脂組成物やコンプレッション成型用樹脂組成物として好ましく使用できる。具体的には、例えば、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物を調製する際にタブレット状に成型することによって、これらトランスファー成型又はコンプレッション成型用樹脂組成物として使用できる。また、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物が室温(例えば、25℃)で粘土状として得られる場合、該硬化性エポキシ樹脂組成物は、コンプレッション成型用樹脂組成物として使用でき、一方、トランスファー成型用樹脂組成物とするには、加熱処理(例えば、25℃で24時間、または40℃で5時間など)を行ってもよい。
なお、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物をさらに加熱して、該硬化性エポキシ樹脂組成物におけるエポキシ基を有する化合物の一部を反応させることによって、Bステージ化した硬化性エポキシ樹脂組成物(Bステージ状態の硬化性エポキシ樹脂組成物)を得ることもできる。
<硬化物>
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物(又はBステージ状態の硬化性エポキシ樹脂組成物)を加熱によって硬化させることにより、金型(例えば、トランスファー成型用金型、コンプレッション成型用金型等)からの離型性に優れ、高い反射率を有し、耐熱性及び耐光性に優れ、なおかつ強靭な硬化物(「本発明の硬化物」と称する場合がある)を得ることができる。硬化の際の加熱温度(硬化温度)は、特に限定されないが、100~200℃が好ましく、より好ましくは150~190℃である。また、硬化の際に加熱する時間(加熱時間)は、特に限定されないが、40~300秒が好ましく、より好ましくは60~120秒である。硬化温度と硬化時間が上記範囲の下限値より低い場合は硬化が不十分となり、逆に上記範囲の上限値より高い場合は熱分解による黄変が発生したり、タクトタイムが長くなり生産性が低下するので、いずれも好ましくない。硬化条件は種々の条件に依存するが、例えば、硬化温度を高くした場合は硬化時間を短く、硬化温度を低くした場合は硬化時間を長くする等により、適宜調整することができる。また、加熱硬化処理は1段階(例えば、トランスファー成型のみ)で行ってもよいし、例えば、トランスファー成型後にポストキュアー(2次硬化)としてオーブン等でさらに加熱してもよい。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物(又はBステージ状態の硬化性エポキシ樹脂組成物)を加熱によって硬化させることにより、金型(例えば、トランスファー成型用金型、コンプレッション成型用金型等)からの離型性に優れ、高い反射率を有し、耐熱性及び耐光性に優れ、なおかつ強靭な硬化物(「本発明の硬化物」と称する場合がある)を得ることができる。硬化の際の加熱温度(硬化温度)は、特に限定されないが、100~200℃が好ましく、より好ましくは150~190℃である。また、硬化の際に加熱する時間(加熱時間)は、特に限定されないが、40~300秒が好ましく、より好ましくは60~120秒である。硬化温度と硬化時間が上記範囲の下限値より低い場合は硬化が不十分となり、逆に上記範囲の上限値より高い場合は熱分解による黄変が発生したり、タクトタイムが長くなり生産性が低下するので、いずれも好ましくない。硬化条件は種々の条件に依存するが、例えば、硬化温度を高くした場合は硬化時間を短く、硬化温度を低くした場合は硬化時間を長くする等により、適宜調整することができる。また、加熱硬化処理は1段階(例えば、トランスファー成型のみ)で行ってもよいし、例えば、トランスファー成型後にポストキュアー(2次硬化)としてオーブン等でさらに加熱してもよい。
また、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物の線膨張係数は、特に限定されないが、10~30ppm/℃が好ましく、より好ましくは10~20ppm/℃、さらに好ましくは11~18ppm/℃である。線膨張係数が30ppm/℃を超えると、リードフレームとの間に反りが発生しやすくなる。また、線膨張係数が10ppm/℃未満であるとリードフレームとの間に反りが発生しやすくなったり、無機充填剤が多すぎることにより流動性が低下して成形不良(未充填)が発生する傾向がある。なお、上記線膨張係数はJIS K7197に準拠して測定される。
<リフレクター形成用樹脂組成物>
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、光半導体装置における光半導体素子の基板(光半導体素子搭載用基板)が有するリフレクター(光反射部材)を形成するための材料(リフレクター形成用樹脂組成物)として好ましく使用できる。本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物をリフレクター用樹脂組成物として使用することにより、金型からの離型性に優れるために生産性が高く、高い反射率を有し、耐熱性及び耐光性に優れ、なおかつ強靭なリフレクターを有する光半導体素子搭載用基板を製造することができる。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、光半導体装置における光半導体素子の基板(光半導体素子搭載用基板)が有するリフレクター(光反射部材)を形成するための材料(リフレクター形成用樹脂組成物)として好ましく使用できる。本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物をリフレクター用樹脂組成物として使用することにより、金型からの離型性に優れるために生産性が高く、高い反射率を有し、耐熱性及び耐光性に優れ、なおかつ強靭なリフレクターを有する光半導体素子搭載用基板を製造することができる。
<光半導体素子搭載用基板>
本発明の光半導体素子搭載用基板は、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物(本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させることにより得られる硬化物)により形成されたリフレクターを少なくとも有する基板である。図1は、本発明の光半導体素子搭載用基板の一例を示す概略図であり、(a)は斜視図、(b)は断面図を示す。図1における100はリフレクター、101は金属配線(リードフレーム)、102は光半導体素子の搭載領域を示す。本発明の光半導体素子搭載用基板においてリフレクター100は、光半導体素子の搭載領域102の周囲を環状に取り囲み、上方に向かってその環の径が拡大するように傾斜した凹状の形状を有している。本発明の光半導体素子搭載用基板は、上記凹状の形状の内側の表面が少なくとも本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物により形成されていればよい。
本発明の光半導体素子搭載用基板は、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物(本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させることにより得られる硬化物)により形成されたリフレクターを少なくとも有する基板である。図1は、本発明の光半導体素子搭載用基板の一例を示す概略図であり、(a)は斜視図、(b)は断面図を示す。図1における100はリフレクター、101は金属配線(リードフレーム)、102は光半導体素子の搭載領域を示す。本発明の光半導体素子搭載用基板においてリフレクター100は、光半導体素子の搭載領域102の周囲を環状に取り囲み、上方に向かってその環の径が拡大するように傾斜した凹状の形状を有している。本発明の光半導体素子搭載用基板は、上記凹状の形状の内側の表面が少なくとも本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物により形成されていればよい。
本発明の光半導体素子搭載用基板におけるリフレクターを形成する方法としては、公知乃至慣用の成型方法を利用することができ、特に限定されないが、例えば、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物(リフレクター形成用樹脂組成物)を、トランスファー成型、コンプレッション成型、インジェクション成型、LIM成型(インジェクション成型)、ディスペンスによるダム成型等の各種成型方法に付す方法等が挙げられる。
具体的には、例えば、本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物(リフレクター形成用樹脂組成物)を所定の金型(トランスファー成型用金型、コンプレッション成型用金型等)内に注入し、加熱硬化することにより、リフレクターを形成することができる。この際の加熱硬化条件としては、例えば、上述の硬化物を形成する際の条件から適宜選択することができる。
本発明の光半導体素子搭載用基板を光半導体装置の基板として使用し、該基板に対して光半導体素子を搭載することによって、本発明の光半導体装置が得られる。
<光半導体装置>
本発明の光半導体装置は、本発明の光半導体素子搭載用基板と、該基板に搭載された光半導体素子とを少なくとも有する光半導体装置である。本発明の光半導体装置は、リフレクターとして本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物により形成されたリフレクターを有するため、光の取り出し効率が高く、また、経時で光度が低下しにくい等、耐久性にも優れる。図2は、本発明の光半導体装置の一例を示す概略図(断面図)である。図2における100はリフレクター、102は金属配線(リードフレーム)、103はボンディングワイヤ、104は封止材、105はダイボンディング材、106は光半導体素子(LED素子)を示す。図2に示す光半導体装置においては、光半導体素子106から発せられた光がリフレクター100の表面(反射面)で反射されるため、高い効率で光半導体素子106からの光が取り出される。なお、図2に示すように、本発明の光半導体装置における光半導体素子は、通常、透明な封止材(図2における104)によって封止されている。
本発明の光半導体装置は、本発明の光半導体素子搭載用基板と、該基板に搭載された光半導体素子とを少なくとも有する光半導体装置である。本発明の光半導体装置は、リフレクターとして本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物により形成されたリフレクターを有するため、光の取り出し効率が高く、また、経時で光度が低下しにくい等、耐久性にも優れる。図2は、本発明の光半導体装置の一例を示す概略図(断面図)である。図2における100はリフレクター、102は金属配線(リードフレーム)、103はボンディングワイヤ、104は封止材、105はダイボンディング材、106は光半導体素子(LED素子)を示す。図2に示す光半導体装置においては、光半導体素子106から発せられた光がリフレクター100の表面(反射面)で反射されるため、高い効率で光半導体素子106からの光が取り出される。なお、図2に示すように、本発明の光半導体装置における光半導体素子は、通常、透明な封止材(図2における104)によって封止されている。
本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物は、上述のリフレクター形成用樹脂組成物としての用途に限定されず、例えば、接着剤、電気絶縁材、積層板、コーティング、インク、塗料、シーラント、レジスト、複合材料、基材、シート、フィルム、光学素子、光学レンズ、光学部材、光造形、電子ペーパー、タッチパネル、太陽電池基板、光導波路、導光板、ホログラフィックメモリ等のその他の各種用途にも使用することができる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、表1における硬化性エポキシ樹脂組成物の各成分の配合量の単位は、重量部である。また、表1における「フィラー量(wt%)」は、硬化性エポキシ樹脂組成物全量に対する、白色顔料と無機充填剤の含有量の合計の割合(重量%)である。
実施例1
表1に示すようにイソシアヌル酸誘導体(商品名「MA-DGIC」、四国化成工業(株)製)40重量部、脂環式エポキシ樹脂(商品名「セロキサイド2021P」、(株)ダイセル製)40重量部、硬化剤(商品名「リカシッドMH-700」、新日本理化(株)製)80重量部、硬化促進剤(商品名「ヒシコーリンPX-4ET」、日本化学工業(株)製)2重量部、酸化防止剤(商品名「HCA」、三光(株)製)2重量部、離型剤(商品名「リコワックスOP」、クラリアントジャパン(株)製)1重量部、離型剤(商品名「リコワックスPED191」、クラリアントジャパン(株)製)1重量部、白色顔料(商品名「FTR-700」、堺化学工業(株)製)200重量部、無機充填剤(商品名「FB-950」、電気化学工業(株)製)700重量部をプラネタリーミキサーに入れ、80℃30分加熱撹拌後、得られた混合物を冷却することによって粘土状の硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
表1に示すようにイソシアヌル酸誘導体(商品名「MA-DGIC」、四国化成工業(株)製)40重量部、脂環式エポキシ樹脂(商品名「セロキサイド2021P」、(株)ダイセル製)40重量部、硬化剤(商品名「リカシッドMH-700」、新日本理化(株)製)80重量部、硬化促進剤(商品名「ヒシコーリンPX-4ET」、日本化学工業(株)製)2重量部、酸化防止剤(商品名「HCA」、三光(株)製)2重量部、離型剤(商品名「リコワックスOP」、クラリアントジャパン(株)製)1重量部、離型剤(商品名「リコワックスPED191」、クラリアントジャパン(株)製)1重量部、白色顔料(商品名「FTR-700」、堺化学工業(株)製)200重量部、無機充填剤(商品名「FB-950」、電気化学工業(株)製)700重量部をプラネタリーミキサーに入れ、80℃30分加熱撹拌後、得られた混合物を冷却することによって粘土状の硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
実施例2~10、比較例1~5
硬化性エポキシ樹脂組成物の配合組成を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
硬化性エポキシ樹脂組成物の配合組成を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。
<評価>
実施例及び比較例で得られた硬化性エポキシ樹脂組成物について、下記の評価を実施した。なお、下記の評価において用いた各試験片(硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物)は、トランスファー成型機を使用してトランスファー成型により作製した(硬化条件:180℃×180秒)。成型後の硬化物は150℃で4時間のポストキュアーを行った。
実施例及び比較例で得られた硬化性エポキシ樹脂組成物について、下記の評価を実施した。なお、下記の評価において用いた各試験片(硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物)は、トランスファー成型機を使用してトランスファー成型により作製した(硬化条件:180℃×180秒)。成型後の硬化物は150℃で4時間のポストキュアーを行った。
[初期反射率]
硬化性エポキシ樹脂組成物を用いて、30mm×30mm×3mm厚の試験片(硬化物)を成形し、分光光度計を用いて、上記試験片の波長460nmの反射率測定を行った。結果を表1に示す。
測定装置:分光光度計 UV-2450 (株)島津製作所製
硬化性エポキシ樹脂組成物を用いて、30mm×30mm×3mm厚の試験片(硬化物)を成形し、分光光度計を用いて、上記試験片の波長460nmの反射率測定を行った。結果を表1に示す。
測定装置:分光光度計 UV-2450 (株)島津製作所製
[耐熱性]
初期反射率の評価において使用したものと同様の試験片(硬化物;30mm×30mm×3mm厚)を用いて、当該試験片を150℃の乾燥機に入れて1000時間放置後、460nmでの反射率の測定を行った。結果を表1に示す。
初期反射率の評価において使用したものと同様の試験片(硬化物;30mm×30mm×3mm厚)を用いて、当該試験片を150℃の乾燥機に入れて1000時間放置後、460nmでの反射率の測定を行った。結果を表1に示す。
[リフロー後耐熱性]
初期反射率の評価において使用したものと同様の試験片(硬化物;30mm×30mm×3mm厚)を用いて、当該試験片をリフロー炉(商品名「UNI-5016F」、日本アントム(株)製、温度条件:260℃×10sec)を5回通した後、460nmでの反射率の測定を行った。結果を表1に示す。
初期反射率の評価において使用したものと同様の試験片(硬化物;30mm×30mm×3mm厚)を用いて、当該試験片をリフロー炉(商品名「UNI-5016F」、日本アントム(株)製、温度条件:260℃×10sec)を5回通した後、460nmでの反射率の測定を行った。結果を表1に示す。
[総合判定]
各試験の結果、下記(1)~(3)をいずれも満たすものを○(良好)と判定した。一方、下記(1)~(3)のいずれかを満たさない場合には×(不良)と判定した。
(1)初期反射率が95%以上
(2)150℃1000h後反射率が80%以上
(3)リフロー260℃10sec5回後反射率が95%以上
結果を表1の「総合判定」の欄に示す。
各試験の結果、下記(1)~(3)をいずれも満たすものを○(良好)と判定した。一方、下記(1)~(3)のいずれかを満たさない場合には×(不良)と判定した。
(1)初期反射率が95%以上
(2)150℃1000h後反射率が80%以上
(3)リフロー260℃10sec5回後反射率が95%以上
結果を表1の「総合判定」の欄に示す。
表1記載の硬化性エポキシ樹脂組成物の構成成分の説明を以下に示す。
(イソシアヌレート化合物)
MA-DGIC:商品名「MA-DGIC」(モノアリルジグリシジルイソシアヌレート、四国化成工業(株)製)
(脂環式エポキシ化合物)
2021P:商品名「セロキサイド2021P」(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、(株)ダイセル製)
ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル:国際公開第2014/181787号に記載の方法により製造したもの。
EHPE3150:商品名「EHPE3150」(2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物、(株)ダイセル製)
YX8040:商品名「YX8040」(水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、三菱化学(株)製)
ST-4000D:商品名「ST-4000D」(水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、新日鉄住金化学(株)製)
(硬化剤)
MH-700:商品名「リカシッドMH-700」(4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸/ヘキサヒドロ無水フタル酸=70/30、新日本理化(株)製)
リカシッドTH: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、新日本理化(株)製)
(硬化促進剤)
PX-4ET:商品名「ヒシコーリンPX-4ET」(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ネート、日本化学工業(株)製)
(酸化防止剤)
HCA:商品名「HCA」(9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド、三光(株)製)
(離型剤)
リコワックスOP:商品名「リコワックスOP」(モンタン酸の部分ケン化エステルワックス、クラリアントジャパン(株)製)
PED191:商品名「リコワックスPED191」(酸化ポリエチレンワックス、クラリアントジャパン(株)製)
(白色顔料)
FTR-700:商品名「FTR-700」(酸化チタン、堺化学工業(株)製)
(無機充填剤)
FB-950:商品名「FB-950」(シリカ、電気化学工業(株)製)
(イソシアヌレート化合物)
MA-DGIC:商品名「MA-DGIC」(モノアリルジグリシジルイソシアヌレート、四国化成工業(株)製)
(脂環式エポキシ化合物)
2021P:商品名「セロキサイド2021P」(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、(株)ダイセル製)
ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル:国際公開第2014/181787号に記載の方法により製造したもの。
EHPE3150:商品名「EHPE3150」(2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物、(株)ダイセル製)
YX8040:商品名「YX8040」(水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、三菱化学(株)製)
ST-4000D:商品名「ST-4000D」(水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、新日鉄住金化学(株)製)
(硬化剤)
MH-700:商品名「リカシッドMH-700」(4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸/ヘキサヒドロ無水フタル酸=70/30、新日本理化(株)製)
リカシッドTH: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、新日本理化(株)製)
(硬化促進剤)
PX-4ET:商品名「ヒシコーリンPX-4ET」(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ネート、日本化学工業(株)製)
(酸化防止剤)
HCA:商品名「HCA」(9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド、三光(株)製)
(離型剤)
リコワックスOP:商品名「リコワックスOP」(モンタン酸の部分ケン化エステルワックス、クラリアントジャパン(株)製)
PED191:商品名「リコワックスPED191」(酸化ポリエチレンワックス、クラリアントジャパン(株)製)
(白色顔料)
FTR-700:商品名「FTR-700」(酸化チタン、堺化学工業(株)製)
(無機充填剤)
FB-950:商品名「FB-950」(シリカ、電気化学工業(株)製)
本発明の硬化性樹脂組成物は、例えば、接着剤、電気絶縁材、積層板、コーティング、インク、塗料、シーラント、レジスト、複合材料、基材、シート、フィルム、光学素子、光学レンズ、光学部材、光造形、電子ペーパー、タッチパネル、太陽電池基板、光導波路、導光板、ホログラフィックメモリ等の各種用途に使用することができる。特に、本発明の硬化性樹脂組成物は、リフレクター形成用樹脂組成物として好ましく使用できる。
100:リフレクター
101:金属配線
102:光半導体素子の搭載領域
103:ボンディングワイヤ
104:光半導体素子の封止材
105:ダイボンディング材
106:光半導体素子
101:金属配線
102:光半導体素子の搭載領域
103:ボンディングワイヤ
104:光半導体素子の封止材
105:ダイボンディング材
106:光半導体素子
Claims (10)
- さらに、白色顔料(F)を含み、かつ、白色顔料(F)の含有量が、無機充填剤(C)及び白色顔料(F)の合計量に対して、3~40重量%である請求項1に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
- トランスファー成型用又はコンプレッション成型用樹脂組成物である請求項1~5のいずれか1項に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
- リフレクター形成用樹脂組成物である請求項1~6のいずれか1項に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させることにより得られる硬化物。
- 請求項8に記載の硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物により形成されたリフレクターを有する光半導体素子搭載用基板。
- 請求項9に記載の光半導体素子搭載用基板と、該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。
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