樹脂組合物及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氣體阻擋性高、透明且能夠簡便制作的樹脂組合物及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，LED (發(fā)光二極管）等光源半導(dǎo)體裝置需要進(jìn)一步的高密度化、高功率化。 因此，對光源半導(dǎo)體裝置的負(fù)荷電壓有增大的傾向。隨著負(fù)荷電壓的增大，密封光源半導(dǎo)體 裝置的樹脂部分的溫度上升。結(jié)果是周圍的水或氣體容易通過擴(kuò)散滲透而向密封光源半導(dǎo) 體裝置的樹脂部分侵入。因此，迀移和鍍覆部分的腐蝕頻繁發(fā)生。光源用半導(dǎo)體元件的可 靠性的下降被視為問題。
[0003] 因此，安裝了光源用半導(dǎo)體元件的封裝的放熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得重要。另外，對于LED 來說，問題并不僅僅是光源用半導(dǎo)體元件的可靠性下降。光源用半導(dǎo)體元件周邊的銀鍍層 所形成的反射板部分會因侵入的硫化氣體而變色。結(jié)果會發(fā)生發(fā)光效率下降的問題。
[0004] 作為解決這樣的問題的結(jié)構(gòu)，在日本特開2011 - 108899號公報(bào)中，提出了圖1的 截面圖中所示的用玻璃保護(hù)了 LED封裝的結(jié)構(gòu)體。
[0005] S卩，結(jié)構(gòu)體由基板100、搭載于基板100上的光源用半導(dǎo)體元件101、覆蓋光源用半 導(dǎo)體元件101的密封樹脂109、保持光源用半導(dǎo)體元件101和密封樹脂109的樹脂體102構(gòu) 成。進(jìn)而，結(jié)構(gòu)體中存在位于密封樹脂109的上部的板玻璃103、和位于板玻璃103的上部 的含有熒光體的硅酮樹脂104。
[0006] 上述的結(jié)構(gòu)體利用板玻璃103的作用，能夠抑制水和氣體向密封樹脂109中的侵 入。
[0007] 在日本特開2013 - 091778號公報(bào)中，密封樹脂109是由使用鎵化合物使聚二有 機(jī)硅氧烷和聚二甲基硅氧烷縮合而成的化合物構(gòu)成的固化性聚硅氧烷組合物。利用組合物 提高了結(jié)構(gòu)體的氣體阻擋性。
[0008] 在日本特開2013 - 144757號公報(bào)中，作為密封樹脂109,使用含有含梯形結(jié)構(gòu)的 氫聚有機(jī)硅氧烷的硅酮樹脂來保護(hù)結(jié)構(gòu)體。
[0009] 在日本特開2012 - 241059號公報(bào)中，作為密封樹脂109,使用由具有縮水甘油醚 氧基的硅氧烷和縮水甘油醚氧基化合物構(gòu)成的樹脂組合物來保護(hù)結(jié)構(gòu)體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明要解決的課題
[0011] 可是，對于日本特開2011 - 108899號公報(bào)的圖1來說，需要有在板玻璃103上涂 布含熒光體的樹脂的工序、和將其搭載于封裝成型體上的工序，因而使用板玻璃103會導(dǎo) 致制造成本增大。
[0012] 另外，日本特開2013 - 091778號公報(bào)、日本特開2013 - 144757號公報(bào)、日本特 開2012 - 241059號公報(bào)的密封樹脂109的骨架均是僅由硅氧烷結(jié)構(gòu)構(gòu)成。因此，結(jié)構(gòu)體 不具有充分的氣體阻擋性。另外，密封樹脂109與基板100的密合性等也不充分，會導(dǎo)致剝 離的發(fā)生，隨之便不能充分維持足夠的氣體阻擋性，可靠性下降。
[0013] 本申請的課題是提供一種透明性高、氣體阻擋性高、密合性高的樹脂組合物。另 外，提供一種使用較少的結(jié)構(gòu)物而在常溫下簡便地制造上述保護(hù)膜的方法。
[0014] 解決課題的手段
[0015] 為了解決上述課題，本發(fā)明的一個(gè)方式的樹脂組合物使用下述的樹脂組合物，所 述樹脂組合物含有：具有反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)的第1金屬醇鹽通過反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)的聚合 而形成的低聚物、至少1種以上的第2金屬醇鹽、和由低聚物和第2金屬醇鹽形成的硅氧烷 骨架。
[0016] 這里，樹脂組合物的原料之一可以使用預(yù)先在具有至少1種反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)的 烷氧基硅烷的液體中，僅僅使反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)聚合而得到的低聚物。
[0017] 作為反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)，例如可以設(shè)定成縮水甘油醚氧基（也稱為環(huán)氧丙氧基） 丙基，通過在烷氧基硅烷液體中適當(dāng)添加胺等催化劑而能夠制成低聚物。
[0018] 進(jìn)而，使低聚物溶解或溶脹于與低聚物的原料相同的烷氧基硅烷中、或其它的烷 氧基硅烷中而制成溶膠溶液。通過使溶膠溶液與熱或光、大氣接觸等適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ蛊涔袒?就能夠制成透明性、氣體阻擋性高的樹脂組合物。
[0019] 這里，烷氧基硅烷是指將醇的羥基的氫置換成硅而得到的化合物。
[0020] 金屬醇鹽是指將醇的羥基的氫置換成某種金屬而得到的化合物。
[0021] 發(fā)明的效果
[0022] 對于本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的情況來說，在該樹脂組合物形成的保護(hù)膜 的作用下，通過用樹脂對搭載的光源用半導(dǎo)體元件受到了保護(hù)的基板進(jìn)行密封，光源用半 導(dǎo)體元件就可以避免受到透過樹脂而擴(kuò)散侵入的水和硫化氣體的侵害，得到可靠性高的半 導(dǎo)體裝置。
[0023] 本發(fā)明的一個(gè)方式的樹脂組合物是密度高的聚合物，其包含：由以具有反應(yīng)性有 機(jī)官能團(tuán)的金屬醇鹽作為至少一種原料的反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)之間的聚合形成的骨架結(jié)構(gòu)、 和由烷氧基的聚合形成的骨架結(jié)構(gòu)。
[0024] 其結(jié)果是，能夠提供一種透明性高、氣體阻擋性高、密合性高的樹脂組合物。另外， 能夠提供一種使用較少的結(jié)構(gòu)物而在常溫下簡便地制造樹脂組合物的方法。使用了該樹脂 組合物的半導(dǎo)體裝置成為長壽命的光源用半導(dǎo)體元件。
【附圖說明】
[0025] 圖1是以往例的截面圖。
[0026] 圖2是實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的截面圖。
[0027] 圖3是實(shí)施方式1的制造工藝的裝配工序的各工序的截面圖。
[0028] 圖4是表示實(shí)施方式1的樹脂組合物的透射率的圖。
[0029] 圖5是表示實(shí)施方式1的樹脂組合物和比較例的樹脂組合物的FT-IR的圖。
[0030] 圖6是實(shí)施方式1中的試驗(yàn)試樣的平面圖。
[0031] 圖7是表示實(shí)施方式1中的硫化氫暴露試驗(yàn)的狀態(tài)的截面圖。
[0032] 圖8是表示實(shí)施方式1的硫化氫暴露試驗(yàn)的結(jié)果的圖。
[0033] 圖9是實(shí)施方式2的光源用半導(dǎo)體裝置的截面圖。
[0034] 圖10是表示實(shí)施方式2的制造工藝的裝配工序的各工序的截面圖。
[0035] 圖11是實(shí)施方式3的光源用半導(dǎo)體裝置的截面圖。
[0036] 圖12是表示實(shí)施方式3的制造工藝的裝配工序的各工序的截面圖。
[0037] 圖13是實(shí)施方式4的光源用半導(dǎo)體裝置的截面圖。
[0038] 圖14是表示實(shí)施方式4的制造工藝的裝配工序的各工序的截面圖。
[0039] 圖15是實(shí)施方式5的光源用半導(dǎo)體裝置截面圖。
[0040] 圖16是表示實(shí)施方式5的制造工藝的裝配工序的各工序的截面圖。
[0041 ] 符號說明
[0042] 10光源用半導(dǎo)體元件
[0043] 11糊劑材料
[0044] 12引線框架
[0045] 12A芯墊（diepad)部
[0046] 12B外部端子
[0047] 12C引線部
[0048] 12D引線部
[0049] 13粘接材
[0050] 14放熱板
[0051] 15金屬線
[0052] 16、21，22,23 樹脂組合物
[0053] 17密封樹脂
[0054] 19密封樹脂
[0055] 20樹脂容器
[0056] 50銅基板
[0057] 51銀鍍覆面
[0058] 52涂布物
[0059] 55 管瓶
[0060] 56硫化氫
[0061] 57 鹽酸
[0062] 58硫化鐵
[0063] 100 基板
[0064] 101光源用半導(dǎo)體元件
[0065] 102樹脂體
[0066] 103板玻璃
[0067] 104硅酮樹脂
[0068] 109密封樹脂
【具體實(shí)施方式】
[0069] 以下，基于附圖來詳細(xì)說明實(shí)施方式。各實(shí)施方式是一個(gè)方式，本申請發(fā)明不限定 于各實(shí)施方式。
[0070] (實(shí)施方式1)
[0071] 圖2是表示實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。實(shí)施方式1的半導(dǎo)體裝置 具有：至少具有芯墊部12A和外部端子12B的引線框架12、糊劑材料11、光源用半導(dǎo)體元件 10、連接光源用半導(dǎo)體元件10和外部端子12B的金屬線15、放熱板14、粘接放熱板14和芯 墊部12A的粘接材13、至少覆蓋光源用半導(dǎo)體元件10的樹脂組合物16 (樹脂組合物）、和 密封樹脂17。
[0072] 引線框架12由芯墊部12A和外部端子12B構(gòu)成。由銅等導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性優(yōu)良的 材料構(gòu)成。光源用半導(dǎo)體元件10通過糊劑材料11搭載于芯墊部12A上。
[0073] 密封樹脂17例如含有：作為主成分的鄰甲酚酚醛清漆型的環(huán)氧樹脂、作為固化劑 的酚醛樹脂、和固化促進(jìn)劑或炭黑等顏料。另外，密封樹脂17可以使用配合了濃度為70重 量份~90重量份左右的無機(jī)填充劑的熱固化性環(huán)氧樹脂。
[0074] 作為構(gòu)成放熱板14的材質(zhì)，可以設(shè)定成特別是金屬或陶瓷、石墨或金剛石等碳原 料等。
[0075] 粘接材13是片狀熱固化性粘接劑或液狀熱固化性粘接劑。例如粘接材13含有： 作為主成分的鄰甲酚酚醛清漆型的環(huán)氧樹脂、作為固化劑的酸酐、和固化促進(jìn)劑。另外，可 以使用配合了濃度為50重量份~90重量份左右的無機(jī)填充劑的熱固化性環(huán)氧樹脂。
[0076] 覆蓋光源用半導(dǎo)體元件10的樹脂組合物16的詳細(xì)情況如下所述。
[0077] 〈樹脂組合物16 >
[0078] 樹脂組合物16是通過至少1種以上的金屬醇鹽的聚合而形成的聚合物，是用溶膠 凝膠法制作的聚合物。進(jìn)而，金屬醇鹽中的至少1種含有反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)。
[0079] 這里，反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)是指在熱或光的作用下經(jīng)過陰離子聚合、陽離子聚合、自 由基聚合等而具有鏈?zhǔn)骄酆系男再|(zhì)的官能團(tuán)。
[0080] 除了來自金屬醇鹽的羥基之間的脫水縮合所產(chǎn)生的交聯(lián)之外，反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán) 之間也發(fā)生聚合反應(yīng)。作為整體，形成了交聯(lián)點(diǎn)密度高的三維網(wǎng)狀聚合物結(jié)構(gòu)。
[0081] 因此，空氣不能透過，在本實(shí)施例中，能夠保護(hù)光源用半導(dǎo)體元件免受水和腐蝕性 氣體的侵害。另外，樹脂組合物16的折射率為1. 4~1. 5左右，透明性也高，還可以適用于 光源用半導(dǎo)體裝置。作為結(jié)構(gòu)，將金屬醇鹽是烷氧基硅烷、并且烷氧基數(shù)為3的情況作為一 個(gè)方式來進(jìn)行說明。
[0082] 樹脂組合物16的優(yōu)選例子是含有下述成分的樹脂組合物：具有反應(yīng)性有機(jī)官能 團(tuán)的第1金屬醇鹽通過反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)的聚合而形成的低聚物、至少1種以上的第2金 屬醇鹽、和由低聚物和第2金屬醇鹽形成的硅氧烷骨架。
[0083] 作為1個(gè)例子，是由以化學(xué)式⑴表示的具有反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)Y的第1烷氧基 硅烷為起始物質(zhì)而生成的化學(xué)式（2)表示的聚合物、第2烷氧基硅烷、由聚合物和第2烷氧 基硅烷形成的硅氧烷骨架所形成的樹脂組合物。Y'是Y的聚合后的結(jié)構(gòu)，R是烷基。
[0084] [化學(xué)式1]
[0085]
[0088] <樹脂組合物16的制法>
[0089] (1)原料
[0090] 作為樹脂組合物16的原料，以至少1種的具有反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)的第1烷氧基硅 烷作為起始原料。樹脂組合物16是以硅氧烷骨架為基礎(chǔ)的樹脂組合物，并且是鍵合于硅氧 烷骨架中的硅原子上的反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)之間也反應(yīng)并聚合而得到的固化體。
[0091] 作為起始原料，還可以含有具有非反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)的烷氧基硅烷。樹脂組合物 16可以通過鍵合于烷氧基硅烷的硅原子上的反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)的反應(yīng)、和接下來的烷氧基 的水解和脫水縮合，并通過液相中的溶膠一凝膠法來形成。
[0092] 作為反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)，只要是能在光或熱等的作用下進(jìn)行聚合反應(yīng)的官能團(tuán)， 就沒有限定，也可以是多種反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)的組合。
[0093] 可是，在實(shí)施方式1中，作為一個(gè)方式，是反應(yīng)性有機(jī)官能團(tuán)為縮水甘油醚氧基丙 基（化學(xué)式（3))、烷氧基為甲氧基的縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷。