JP4844732B2 - 発光半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、良好な成形性、離型性を有し、射出成形等の機械成形の用途にまでその利用分野を広げることのできるエポキシ・シリコーン樹脂組成物で封止保護された発光半導体装置に関するものである。

ＬＥＤ発光装置用レンズは、射出成形等の機械成形によって大量製造されている。従来はアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂を用いて成形されているが、ＬＥＤ発光装置の高出力化に伴い、熱可塑性樹脂では耐熱性、耐変色性に問題が出てきた。

また、ＬＥＤ発光装置において、図１のように金属フレーム４上の発光半導体素子（ＬＥＤチップ）１に直接被覆保護用樹脂組成物３を機械成形する等の要望がある。なお、図中２は導電線ワイヤーである。このため、一般にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂又は脂環式エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と酸無水物系硬化剤を用いて得られる樹脂組成物が使用されている（特許文献１：特許第３２４１３３８号公報、特許文献２：特開平７−２５９８７号公報参照）。
しかし、かかる透明エポキシ樹脂においても、樹脂の吸水率が高いために耐湿耐久性が低い、特に短波長の光に対する光線透過性が低いために耐光耐久性が低い、あるいは光劣化により着色するという欠点を有していた。

そのため、ＳｉＨ基と反応性を有する炭素−炭素二重結合を１分子中に少なくとも２個含有する有機化合物、及び１分子中に少なくとも２個のＳｉＨ基を含有するケイ素化合物、ヒドロシリル化触媒からなる光半導体素子の被覆保護用樹脂組成物も提案されている（特許文献３：特開２００２−３２７１２６号公報、特許文献４：特開２００２−３３８８３３号公報参照）。

しかし、このようなシリコーン系の硬化物は耐クラック性を改良しようとすると一般に硬化物表面にタックがのこり、埃が容易に付着し光の透過性を損なう欠点がある。

そのため、高硬度シリコーン樹脂を保護被覆用に使用したものが提案されている（特許文献５：特開２００２−３１４１３９号公報、特許文献６：特開２００２−３１４１４３号公報参照）。

しかし、これらの高硬度シリコーン樹脂ではまだ接着性が乏しく、セラミック及び／又はプラスチック筐体内に発光素子が配置され、その筐体内部をシリコーン樹脂で充填したケース型の発光半導体装置では、−４０℃〜１２０℃での熱衝撃試験で、シリコーン樹脂が筐体のセラミックやプラスチックから剥離してしまう問題点が生じていた。

また、これら欠点を補う可能性をもつ組成物として、特開昭５２−１０７０４９号公報（特許文献７参照）のエポキシとシリコーンの成形組成物についても、接着力、変色の問題が生じていた。また更に、発光素子に使用されるＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ等の各種の化合物半導体の光学結晶の屈折率が高いため、被覆保護樹脂の屈折率がジメチル系シリコーン樹脂のように低い場合、被覆樹脂と光学結晶との界面で反射して発光効率が低下する欠点があった。

このため、出光率を高めるための手段として反射防止膜をつけるなどの手法が提案されている（特許文献８：特開２００１−２１７４６７号公報参照）。しかし、反射防止膜を作製するためには工程が増え、コスト高になってしまう。

上述したように、従来より種々のＬＥＤ発光装置用の樹脂組成物が提案されているが、多くは接着性の点で問題がある一方、接着性を考慮すると、射出成形、トランスファー成形、コンプレッション成形等に用いる金属金型からの離型性に問題が生じる。

特許第３２４１３３８号公報 特開平７−２５９８７号公報 特開２００２−３２７１２６号公報 特開２００２−３３８８３３号公報 特開２００２−３１４１３９号公報 特開２００２−３１４１４３号公報 特開昭５２−１０７０４９号公報 特開２００１−２１７４６７号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、金属フレームへの良好な接着性と金属金型との良好な離型性を有するエポキシ・シリコーン樹脂組成物の硬化物で封止保護された発光半導体装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、（Ａ）１分子中に１個以上のビニル基もしくはアリル基をもち、かつ１個以上の水酸基をもつオルガノポリシロキサン、（Ｂ）１分子中に１個以上のエポキシ基を有する有機樹脂、（Ｃ）オルガノハイドロジェンポリシロキサン、（Ｄ）白金族金属系触媒、（Ｅ）アルミニウム化合物を必須成分とするエポキシ・シリコーン樹脂組成物において、（Ｆ）有機系離型剤を好ましくは０．１〜１５質量％の濃度で添加することにより、上記の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本出願人は、先に表面タック性がなく、かつ接着性に優れ、しかも耐衝撃性、光透過性に優れた発光半導体被覆保護材として好適な新規なエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物として、
（Ａ’）１分子中に１個以上の脂肪族不飽和一価炭化水素基をもち、かつ少なくとも１個以上のケイ素原子結合水酸基をもつ有機ケイ素化合物、
（Ｂ）１分子中に１個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、
（Ｃ）オルガノハイドロジェンポリシロキサン、
（Ｄ）白金族金属系触媒、
（Ｅ）アルミニウム系硬化触媒
を必須成分とする、ヒドロシリル化反応とエポキシ樹脂の硬化反応が共存するエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物を提案した（特開２００５−１５８７６６号公報）。しかし、このエポキシ・シリコーン樹脂組成物を用いて機械成形を行った場合、その良好な接着特性のため、金属金型との離型性に劣り、良好な成形物が得られない場合を有していた。
そこで、金属金型との離型性を得るためスプレー式等の離型剤を金属金型に直接塗布することが検討されているが、生産性を考えた場合、あまり有効な方法ではない。また、離型剤の成形物への移行等により成形物の表面が改質してしまい、その結果、透明性の低下要因となる場合があった。

そのため、エポキシ含有シリコーン樹脂組成物において金属フレームへの良好な接着性かつ金属金型との良好な離型性という相反する特性を有する組成物が要望されるが、上述したように、有機系離型剤、特に脂肪酸系離型剤の配合により、かかる課題を解決したものである。

従って、本発明は、下記の発光半導体装置を提供する。
請求項１：
（Ａ）１分子中に１個以上のビニル基をもち、かつ１個以上の水酸基をもつオルガノポリシロキサン、
（Ｂ）１分子中に１個以上のエポキシ基を有する有機樹脂、
（Ｃ）オルガノハイドロジェンポリシロキサン、
（Ｄ）白金族金属系触媒、
（Ｅ）アルミニウム化合物、
（Ｆ）有機系離型剤
を必須成分とし、（Ｂ）成分の配合量が（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）成分の合計に占める比率として５〜８０質量％であり、（Ｃ）成分の配合量が（Ａ）成分中のビニル基の合計量当たり０．１〜４．０モルであり、（Ｄ）成分の配合量が（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量１００質量部当たり白金族金属換算（質量）で０．１〜１００ｐｐｍであり、（Ｅ）成分の配合量が（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計量に対し０．１〜１０質量％であり、（Ｆ）成分の配合量が組成物全体の０．１〜１５質量％であるエポキシ・シリコーン樹脂組成物の透明硬化物で封止保護された発光半導体装置。
請求項２：
（Ｂ）成分が、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、前記エポキシ樹脂のフェニル基を水素添加した水添型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂から選ばれるエポキシ樹脂である請求項１記載の発光半導体装置。
請求項３：
（Ｅ）成分が、三水酸化アルミニウム、アルミニウムアルコラート、アルミニウムアシレート、アルミニウムアシレートの塩、アルミノシロキシ化合物及びアルミニウムキレートからなる群から選択されるものである請求項１又は２記載の発光半導体装置。
請求項４：
（Ｆ）成分が、脂肪酸系離型剤である請求項１〜３のいずれか１項記載の発光半導体装置。
請求項５：
エポキシ・シリコーン樹脂組成物が、更に接着助剤を（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計量１００質量部に対し０．０１〜１０質量部含有する請求項１〜４のいずれか１項記載の発光半導体装置。
請求項６：
エポキシ・シリコーン樹脂組成物を印刷法、トランスファー成形又はインジェクション成形することにより発光半導体を被覆保護してなる請求項１〜５のいずれか１項記載の発光半導体装置。

本発明により、エポキシ・シリコーン樹脂組成物に有機系離型剤を好ましくは０．１〜１５質量％の濃度で添加することにより、機械成形の際に金属金型に対して良好な離型性が得られ、連続機械成形によりＬＥＤ発光装置が作製できるようになった。また、金属フレームには良好な接着性が得られ、更に耐熱性も保持することができる。

本発明において用いられるエポキシ含有シリコーン樹脂組成物（エポキシ−シリコーン混成樹脂組成物）は、上記（Ａ）〜（Ｆ）成分を含有するが、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分は、本発明の組成物の主成分（ベースポリマー）となる成分であり、（Ｄ）成分の触媒作用のもと、（Ａ）成分と（Ｃ）成分によりヒドロシリル化反応にて硬化する。また、（Ｅ）成分の触媒作用のもと、（Ａ）成分と（Ｂ）成分にオキシラン環の開環重合より橋かけして硬化する。
更に詳述すると、（Ａ）成分としては、分子鎖末端、特に各末端にケイ素原子に結合したビニル基を有する下記平均組成式（１）
（Ｒ¹）_a（Ｒ²）_b（ＨＯ）_cＳｉＯ_(4-a-b-c)/2 （１）
（式中、Ｒ¹は、同一又は異種の基であって、脂肪族不飽和結合を有する非置換又は置換の一価炭化水素基、Ｒ²は、同一又は異種の基であって、脂肪族不飽和結合を有しない非置換又は置換の一価炭化水素基であり、ａ，ｃは正数、ｂは０又は正数で、ａ＋ｂ＋ｃ＜４である。）
で示される１分子中に１個以上の脂肪族不飽和基及び１分子中に１個以上のＯＨ基を有するポリシロキサンであることが好ましい。

具体的には、Ｒ¹としては、炭素数２〜１０、特に２〜６のものが好ましく、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基などが代表的なものとして挙げられる。Ｒ²としては、炭素数１〜１０、特に１〜６のものが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基などが代表的なものとして挙げられる。

この場合、オルガノポリシロキサンの好適なシロキサン単位は（ＣＨ₃）₂（ＯＨ）ＳｉＯ_1/2、（ＣＨ₃）₂ＳｉＯ、ＣＨ₃（Ｃ₆Ｈ₅）（ＯＨ）ＳｉＯ_1/2、ＣＨ₃ＳｉＯ_3/2、ＣＨ₃（Ｃ₆Ｈ₅）ＳｉＯ、Ｃ₃Ｈ₇（ＣＨ₃）ＳｉＯ、（ＣＨ₂＝ＣＨ）（Ｃ₆Ｈ₅）（ＯＨ）ＳｉＯ_1/2、Ｃ₆Ｈ₅（ＣＨ₂＝ＣＨ）（ＣＨ₃）ＳｉＯ_1/2、（ＣＨ₂＝ＣＨ）（ＣＨ₃）ＳｉＯ、Ｃ₆Ｈ₅（ＯＨ）ＳｉＯ、（Ｃ₆Ｈ₅）₂ＳｉＯ及びＣ₆Ｈ₅（ＣＨ₃）₂ＳｉＯ_1/2を含み、かつ少量のＳｉＯ₂単位を含んでもよい。この種のオルガノポリシロキサンはシロキサン単位に対応するオルガノクロロシランを加水分解し、更にヒドロキシル基を縮合させることで必要量の水酸基を残し重合させることで容易に得ることができる。

上記ａ，ｂ，ｃについては０．００１≦ａ≦０．５、特に０．０１≦ａ≦０．２、０≦ｂ≦２．２、特に０．５≦ｂ≦２、０．００１≦ｃ≦０．５、特に０．０１≦ｃ≦０．２であることが好ましく、ａ＋ｂ＋ｃは０．８≦ａ＋ｂ＋ｃ≦３、特に１≦ａ＋ｂ＋ｃ≦２．５であることが好ましい。

具体的には、下記構造で示されるようなオルガノポリシロキサンが好適な化合物として例示される。

（但し、ｋ，ｍ，ｎは正数で、ｋ＋ｍ＋ｎは下記の粘度を満足する数である。）

なお、上記オルガノポリシロキサンにおいて、これが基本的に直鎖状構造のジオルガノポリシロキサンである場合、回転粘度計（ＢＭ型）による粘度測定法（以下、同様）による２５℃の粘度が１０〜１，０００，０００ｍＰａ・ｓ、特に１００〜１００，０００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。また、オルガノポリシロキサンが分子中に３官能性シロキサン単位や４官能性シロキサン単位（ＳｉＯ₂）を含んだ分岐状又は三次元網状構造のものである場合には、例えばＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）によるポリスチレン換算の重量平均分子量が５００〜１００，０００、特に１，０００〜１０，０００程度であることが好ましい。

このように、ケイ素原子結合水酸基含有オルガノポリシロキサンとしては液状から固体状のものであるが、高重合度（上記粘度測定で１，０００ｍＰａ・ｓ以上あるいは重量平均分子量が１，０００以上）のオルガノポリシロキサンではケイ素原子結合水酸基含有量が０．５〜１５質量％、特に１．５〜１０質量％のものが好ましい。０．５質量％未満ではエポキシ基との反応性に乏しく、かつ１５質量％を超えると、オルガノポリシロキサンを安定的に製造することができない場合がある。これらの有機ケイ素化合物のうち、分子中にアルケニル基等の脂肪族不飽和炭化水素基を有するものが（Ａ）成分として適用されるものである。

次に、（Ｂ）成分は平均１個以上のエポキシ基（オキシラン環）を含有するエポキシ樹脂であり、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、前記各種エポキシ樹脂のフェニル基を水素添加した水添型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などを挙げることができるが、１分子中に１個以上のエポキシ基があれば上記樹脂に限定されるものではないが、ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＡ、クレゾールノボラック系等が挙げられ、下記式のものが好適である。

（但し、Ｒは水素原子又はメチル基等のアルキル基を示す。ｎは１以上の正数であり、１〜１０、特に１〜５が好ましい。）

エポキシ樹脂の全有機樹脂（即ち、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）成分の合計）に占める比率は５〜８０質量％が好適である。５質量％未満ではエポキシ・シリコーン樹脂組成物の硬化物強度が十分に得られず、この種の材料で発光半導体装置を封止保護した場合、温度サイクルなどの試験で容易に樹脂クラックが発生したり、接着不良が生ずるおそれがある。一方、８０質量％を超えるとエポキシ樹脂分が多くなり、発光素子が紫外線等を発光するような場合、エポキシ・シリコーン樹脂組成物の硬化物が紫外光により劣化してしまう場合がある。このため、より望ましくは１０〜５０質量％である。

（Ｃ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは架橋剤として作用するものであり、該成分中のＳｉＨ基と（Ａ）成分中のビニル基とが付加反応することにより硬化物を形成するものである。かかるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、例えば、下記平均組成式（２）
Ｈ_d（Ｒ³）_eＳｉＯ_(4-d-e)/2 （２）
（式中、Ｒ³は脂肪族不飽和結合を含有しない同一又は異種の非置換又は置換の一価の炭化水素基であり、ｄ及びｅは、０．００１≦ｄ＜２、０．７≦ｅ≦２、かつ０．８≦ｄ＋ｅ≦３を満たす数である。）
で表され、１分子中にケイ素原子に結合した水素原子（ＳｉＨ基）を少なくとも２個、好ましくは３個以上有するものが挙げられる。

ここで、上記式（２）中のＲ³は脂肪族不飽和結合を含有しない同一又は異種の非置換又は置換の炭素原子数１〜１０、特に炭素原子数１〜７の一価の炭化水素基であることが好ましく、例えばメチル基等の低級アルキル基、フェニル基等のアリール基等、前述の一般式（１）の置換基Ｒ¹で例示したものが挙げられる。また、ｄ及びｅは、０．００１≦ｄ＜２、０．７≦ｅ≦２、かつ０．８≦ｄ＋ｅ≦３を満たす数であり、好ましくは０．０５≦ｄ≦１、０．８≦ｅ≦２、かつ１≦ｄ＋ｅ≦２．７となる数である。ケイ素原子に結合した水素原子の位置は特に制約はなく、分子の末端でも途中でもよい。

具体的には、例えば１，１，３，３，−テトラメチルジシロキサン、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン環状重合体、両末端トリメチルシリル基封鎖のメチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシリル基封鎖のジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンポリシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシリル基封鎖のメチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシリル基封鎖のジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、テトラメチルテトラハイドロジェンシクロテトラシロキサン、ペンタメチルトリハイドロジェンシクロテトラシロキサン、トリス（ジメチルハイドロジェンシロキシ）メチルシラン、トリス（ジメチルハイドロジェンシロキシ）フェニルシラン、Ｈ（ＣＨ₃）₂ＳｉＯ_1/2単位、ＳｉＯ_4/2単位とからなる共重合体、Ｈ（ＣＨ₃）₂ＳｉＯ_1/2単位、（ＣＨ₃）₃ＳｉＯ_1/2単位とＳｉＯ_4/2単位とからなる共重合体、Ｈ（ＣＨ₃）₂ＳｉＯ_1/2単位、（Ｃ₆Ｈ₅）₃ＳｉＯ_1/2単位とＳｉＯ_4/2単位とからなる共重合体等が挙げられる。

また、下記構造で示されるような化合物も使用することができる。

なお、本成分は、分子構造上直鎖状、分枝鎖状、環状、三次元網状のいずれであってもよい。このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、通常、Ｒ³ＳｉＨＣｌ₂、（Ｒ³）₃ＳｉＣｌ、（Ｒ³）₂ＳｉＣｌ₂、（Ｒ³）₂ＳｉＨＣｌ（Ｒ³は、前記の通りである）のようなクロロシランを加水分解するか、加水分解して得られたシロキサンを平衡化することにより得ることができる。

なお、このオルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、上記（Ａ）成分の硬化有効量であり、特にそのＳｉＨ基が（Ａ）成分中のビニル基の合計量当たり０．１〜４．０、特に好ましくは１．０〜３．０、更に好ましくは１．２〜２．８のモル比で使用されることが好ましい。０．１未満では硬化反応が進行せず、シリコーンゴム硬化物を得ることが困難であり、４．０を超えると、未反応のＳｉＨ基が硬化物中に多量に残存するため、ゴム物性が経時的に変化する原因となる場合がある。

（Ｄ）成分の白金族金属系触媒は、本発明の組成物の付加硬化反応を生じさせるために配合されるものであり、白金系、パラジウム系、ロジウム系のものがあるが、コスト等の見地から白金系のもの、例えば、Ｈ₂ＰｔＣｌ₆・ｍＨ₂Ｏ，Ｋ₂ＰｔＣｌ₆，ＫＨＰｔＣｌ₆・ｍＨ₂Ｏ，Ｋ₂ＰｔＣｌ₄，Ｋ₂ＰｔＣｌ₄・ｍＨ₂Ｏ，ＰｔＯ₂・ｍＨ₂Ｏ，ＰｔＣｌ₄・ｍＨ₂Ｏ，ＰｔＣｌ₂，Ｈ₂ＰｔＣｌ₄・ｍＨ₂Ｏ（ｍは、正の整数）等や、これらと、炭化水素、アルコール又はビニル基含有オルガノポリシロキサンとの錯体等を例示することができ、これらは単独でも、２種以上の組み合わせでも使用することができる。これらの触媒成分の配合量は、所謂触媒量でよく、通常、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量１００質量部当たり、白金族金属換算（質量）で０．１〜１００ｐｐｍの範囲で使用される。

（Ｅ）成分のアルミニウム化合物は、シラノールとエポキシ基を重合させる無機又は有機アルミニウム化合物からなる触媒であり、具体的には三水酸化アルミニウム、アルミニウムアルコラート、アルミニウムアシレート、アルミニウムアシレートの塩、アルミノシロキシ化合物及びアルミニウムキレートからなる群から選択された触媒量のアルミニウム化合物が例示される。その配合量は触媒量であり、具体的には（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計量に対し０．１〜１０質量％、より望ましくは０．３〜５質量％である。０．１質量％未満では十分な硬化速度が得られず、１０質量％を超えると、硬化が早すぎて目的とする発光半導体装置を製造することができない場合がある。

本発明のエポキシ・シリコーン樹脂組成物を硬化して得られる硬化物の接着性を向上させるため、ケイ素原子結合アルコキシ基を有するオルガノシラン、オルガノポリシロキサン等の有機ケイ素化合物を添加配合してもよい。このような有機ケイ素化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物及び下記式で示される、通常、ケイ素原子数４〜３０、特には４〜２０程度の、直鎖状又は環状構造のシロキサン化合物（オルガノシロキサンオリゴマー）が挙げられる。

この場合、接着助剤として、下記一般式（３）で示されるオルガノオキシシリル変性イソシアヌレート化合物及び／又はその加水分解縮合物（オルガノシロキサン変性イソシアヌレート化合物）が好適に使用される。

（式中、Ｒ⁵は、下記式（４）

で表される有機基又は脂肪族不飽和結合を含有する一価炭化水素基であるが、少なくとも１個は式（４）の有機基であり、Ｒ⁶は水素原子又は炭素数１〜６の一価炭化水素基、ｓは１〜６、特に１〜４の整数である。）

この場合、Ｒ⁵の脂肪族不飽和結合を含有する一価炭化水素基としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等の炭素数２〜８、特に２〜６のアルケニル基が挙げられる。また、Ｒ⁶の一価炭化水素基としては、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、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基等のアルケニル基、フェニル基等のアリール基などの炭素数１〜８、特に１〜６の一価炭化水素基が挙げられ、好ましくはアルキル基である。

上記接着助剤として具体的には、下記のものを例示することができる。

（上記式中、ｍ，ｎはそれぞれｍ＋ｎが２〜５０、好ましくは４〜２０を満足する正の整数である。）

このような有機ケイ素化合物の内、得られる硬化物の接着性が特に優れている化合物としては、１分子中にケイ素原子結合アルコキシ基とアルケニル基もしくはケイ素原子結合水素原子（ＳｉＨ基）を有する有機ケイ素化合物であることが好ましい。

本発明において、上記接着助剤の配合量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計１００質量部に対して、通常１０質量部以下（即ち、０〜１０質量部）、好ましくは０．０１〜５質量部、より好ましくは０．１〜１質量部程度配合することができる。配合量が少なすぎると基材に対する接着性に劣る場合があり、多すぎると硬化物の硬度が低下したり、硬化物の表面タック性に悪影響を及ぼす場合がある。

本発明のエポキシ・シリコーン樹脂組成物には、（Ｆ）成分として有機系離型剤を添加するものである。有機系離型剤としては、例えば、脂肪酸系（理研ビタミン製：リケマールＡＺ−０１、リケマールＢ−１００、リケマールＨＣ−１００、リケマールＨＣ−２００、リケマールＳ−９５、リケマールＳ−２００、リケマールＴＧ−１２、リケスターＥＷ−１００、リケスターＥＷ−２００、リケスターＥＷ−２５０、リケスターＥＷ−４００、リケスターＥＷ−４４０Ａ、リケスターＨＴ−１０）、ポリエチレン系（クラリアント製：ＬＩＣＯＷＡＸ ＰＥＤ １３６、ＬＩＣＯＷＡＸ ＰＥＤ １５３、ＬＩＣＯＷＡＸ ＰＥＤ ３７１ＦＰ、ｈｏｅｃｈｓｔ製：ＨＯＥ ＷＡＸ ＰＥ １３０ ＰＤＲ、ＨＯＥ ＷＡＸ ＰＥＤ １９１ ＰＤＲ、ＨＯＥ ＷＡＸ ＰＥ １９１ ＰＤＲ、ＨＯＥ ＷＡＸ ＰＥ １９１ Ｆｌａｋｅｓ、ＨＯＥ ＷＡＸ ＰＥ ５２０ Ｐｏｗｄｅｒ）、カルナバ系（東亜化成製：ＹＴＳ−０４０６２５−０３、カルナバキャンデリラ、リファイングラニューカルナバ）あるいはモンタン酸エステル系（クラリアント製：ＬＩＣＯＬＵＢＵ ＷＥ４０など）などが挙げられ、これらの中でも脂肪酸系離型剤がシリコーン樹脂との相溶性、硬化後の透明性、更には高温で放置した後の耐変色性において優れたものである。

上記（Ｆ）成分の有機系離型剤は、組成物全体の０．１〜１５質量％、好ましくは０．２〜１５質量％、より好ましくは０．５〜１０質量％の濃度で添加させるものである。
ここで、図２は、機械成形時の金属金型との接着性、図３は機械成形後、樹脂を硬化させた後の金属フレームとの接着性について、エポキシ・シリコーン樹脂組成物中の脂肪酸系離型剤の濃度を変化させて接着力を測定した結果である。

この測定の結果、機械成形後、樹脂を硬化させた後は、混入濃度に関係なく金属フレームへの接着力は大きく変化しない。しかし、機械成形時の金属金型との接着性については、離型剤濃度が０．１質量％未満では、離型剤の金属金型への離型性の効果は急速に失われ硬化物の金属金型への接着が見られた。また、混入濃度が１５質量％を超えると、離型剤による遮蔽作用などにより光透過率が低下し、外部に放出されるＬＥＤ発光装置としての光度が損なわれるものとなるので、混入濃度は０．１〜１５質量％の範囲とすることが好ましい。

本発明の組成物は、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）成分及び（Ｆ）成分の離型剤、その他の任意成分を混合することによって容易に製造することができる。この成分を混合すると室温でも徐々に硬化が進行するので、作業可能時間を長くするためにアセチレンアルコール系化合物、トリアゾール類、ニトリル化合物、リン化合物などの反応抑制剤を微量添加することが好ましい。

本発明のエポキシ・シリコーン樹脂組成物は、発光半導体を被覆保護するために使用される。この場合、発光半導体としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機電界発光素子（有機ＥＬ）、レーザーダイオード、ＬＥＤアレイ等を挙げることができる。発光半導体を被覆保護する態様は特に制限されるものではないが、図１のように金属フレーム上のＬＥＤチップに直接組成物を機械成形するほか、図４，５に示されるように、開口部を有する筐体内に配置された発光半導体を覆って筐体内に被覆保護材を充填し、これを硬化させる等の方法を採用し得る。また、図６で示されるようなマトリックス化された基板状にＬＥＤを搭載したものを印刷法、トランスファー成形、インジェクション成形などで製造することもできる。

なお、図４〜６において、１１はガラス繊維強化エポキシ樹脂製筐体、１２は発光素子、１３，１４はリード電極、１５はダイボンド材、１６は金線、１７は被覆保護材である。

本発明の組成物の硬化条件は、室温（２５℃）で７２時間から２００℃で３分間と、その作業条件に合わせて任意であり、生産性と発光素子や筐体耐熱性とのバランスから適宜選定することができる。トランスファー成形やインジェクション成形、コンプレッション成形の場合は１５０〜１８０℃の温度で２０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で１〜５分間成形することで容易に製造することができる。

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記例において、Ｍｅ、Ｐｈ、Ｖｉはそれぞれメチル基、フェニル基、ビニル基を示し、部は質量部を示す。

［実施例１〜４］
下記式

（但し、ｋ＝６５、ｍ＝３０、ｎ＝２）
で示されるポリシロキサン８０部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２０部、下記式

で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン５部、下記式

で示される接着助剤０．３部、及び、塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液０．０５部、アルミニウムアセチルアセトン０．１部を加え、よく撹拌し、エポキシ・シリコーン樹脂組成物を調製した。この組成物に、脂肪酸系離型剤（理研ビタミン製リケマールＴＧ−１２、グリセリントリ−１８−ヒドロキシステアレート）を０．５部加え、よく撹拌し、離型剤入りエポキシ・シリコーン樹脂組成物を調製した。

同様に離型剤の質量比のみを代えて１部、５部、１０部で混合させたものをそれぞれ実施例２〜４として調製した。

［比較例１］
エポキシ・シリコーン樹脂組成物に離型剤を入れない他は実施例と同様にしてエポキシ・シリコーン樹脂組成物を調製した。

［実施例５］
下記式

（但し、ｋ＝６５、ｍ＝３０、ｎ＝２）
で示されるポリシロキサン８０部、水素添加したビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００部、下記式

で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン５部、下記式

で示される接着助剤０．３部、及び、塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液０．０５部、アルミニウムアセチルアセトン０．１部を加え、よく撹拌し、エポキシ・シリコーン樹脂組成物を調製した。この組成物に、脂肪酸系離型剤（理研ビタミン製リケスターＥＷ−４４０Ａ、ペンタエリスリトールテトラステアレート）を１．０部加え、よく撹拌し、離型剤入りエポキシ・シリコーン樹脂組成物を調製した。

［実施例６］
下記式

（但し、ｋ＝６５、ｍ＝３０、ｎ＝２）
で示されるポリシロキサン８０部、水素添加したビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００部、下記式

で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン５部、下記式

で示される接着助剤０．３部、及び、塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液０．０５部、アルミニウムアセチルアセトン０．１部を加え、よく撹拌し、エポキシ・シリコーン樹脂組成物を調製した。この組成物に、脂肪酸系離型剤（クラリアント社製ＬＩＣＯＬＵＢＵ ＷＥ４０、複合モンタン酸エステル）を１．０部加え、よく撹拌し、離型剤入りエポキシ・シリコーン樹脂組成物を調製した。

次に、発光素子として、ＩｎＧａＮからなる発光層を有し、主発光ピークが４７０ｎｍのＬＥＤチップをリード電極に固定し、発光素子とリード電極を金線にて接続させ金属フレームを作製した。
この金属フレーム上に、機械成形機を用いて外部離型剤を使用せず、直接被覆保護用に上記組成物を成形し、図１のようなＬＥＤ発光装置を作製した。図１中、１はＬＥＤチップ、２は導電性ワイヤー、３は被覆保護用樹脂組成物、４は金属フレームを示す。
前記ＬＥＤ発光装置を、１００回連続して機械成形を行い、金属金型との離型性及び成形物の外観を目視確認した。また、金属フレームとの接着性を確認するため、低温側−４０℃、高温側１２０℃の熱衝撃試験を１，０００サイクル行って、金属フレームとの剥離の発生した数を観察した。また、１００℃で１，０００時間加熱前後の光透過率の保持率を測定した。

これら実施例１〜６と比較例１の成形状況と剥離発生率を比較した結果を表１に示す。表１から実施例１〜６では、１００回連続成形しても金属金型から良好に離型ができた。しかし、比較例１では成形後、成形物を金属金型から良好に離型することができず、ＬＥＤ発光装置を作製することができなかった。そこで、耐熱衝撃試験用に外部離型剤を成形毎に塗布した後、機械成形を行い、ＬＥＤ発光装置を作製した。

耐熱衝撃試験の結果から、離型剤を含有しない比較例１と離型剤を含有する実施例１〜６においても剥離は発生しない結果となり、離型剤の金属フレームへのエポキシ・シリコーン樹脂組成物の接着性には影響が無く、良好な耐熱性が得られた。

また、光透過率の測定結果から、実施例１〜６では、大きな透過率の減衰は無く、透明性が維持できたが、比較例では、外部離型剤の硬化物への移行により光透過率が大きく減衰してしまった。

本発明に係るＬＥＤ発光装置の実施形態を模式的に示す断面図である。 離型剤濃度と金属金型との接着性の関係を示すグラフである。 離型剤濃度と金属フレームとの接着性の関係を示すグラフである。 表面実装型半導体発光装置の一例（発光素子が絶縁性の筐体上にダイボンドされたもの）を示す発光ダイオードの断面図である。 表面実装型半導体発光装置の他の例（発光素子が筐体に挿入されたリード電極上にダイボンドされたもの）を示す発光ダイオードの断面図である。 砲弾型半導体発光装置を示す発光ダイオードの断面図である。

符号の説明

１ ＬＥＤチップ
２ 導電性ワイヤー
３ 被覆保護用樹脂組成物
４ 金属フレーム
１１ 筐体
１２ 発光素子
１３，１４ リード電極
１５ ダイボンド材
１６ 金線
１７ 被覆保護材

Claims (6)

1. （Ａ）１分子中に１個以上のビニル基をもち、かつ１個以上の水酸基をもつオルガノポリシロキサン、
   （Ｂ）１分子中に１個以上のエポキシ基を有する有機樹脂、
   （Ｃ）オルガノハイドロジェンポリシロキサン、
   （Ｄ）白金族金属系触媒、
   （Ｅ）アルミニウム化合物、
   （Ｆ）有機系離型剤
   を必須成分とし、（Ｂ）成分の配合量が（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）成分の合計に占める比率として５〜８０質量％であり、（Ｃ）成分の配合量が（Ａ）成分中のビニル基の合計量当たり０．１〜４．０モルであり、（Ｄ）成分の配合量が（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量１００質量部当たり白金族金属換算（質量）で０．１〜１００ｐｐｍであり、（Ｅ）成分の配合量が（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計量に対し０．１〜１０質量％であり、（Ｆ）成分の配合量が組成物全体の０．１〜１５質量％であるエポキシ・シリコーン樹脂組成物の透明硬化物で封止保護された発光半導体装置。
2. （Ｂ）成分が、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、前記エポキシ樹脂のフェニル基を水素添加した水添型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂から選ばれるエポキシ樹脂である請求項１記載の発光半導体装置。
3. （Ｅ）成分が、三水酸化アルミニウム、アルミニウムアルコラート、アルミニウムアシレート、アルミニウムアシレートの塩、アルミノシロキシ化合物及びアルミニウムキレートからなる群から選択されるものである請求項１又は２記載の発光半導体装置。
4. （Ｆ）成分が、脂肪酸系離型剤である請求項１〜３のいずれか１項記載の発光半導体装置。
5. エポキシ・シリコーン樹脂組成物が、更に接着助剤を（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計量１００質量部に対し０．０１〜１０質量部含有する請求項１〜４のいずれか１項記載の発光半導体装置。
6. エポキシ・シリコーン樹脂組成物を印刷法、トランスファー成形又はインジェクション成形することにより発光半導体を被覆保護してなる請求項１〜５のいずれか１項記載の発光半導体装置。

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