表面実装型発光装置
【課題】耐衝撃強度が高く、かつ接着性、耐変色性の良好な表面実装型発光装置を提供する。
【解決手段】発光素子２と、発光素子を搭載するための第一リード１１と、発光素子と電気的に接続される第二リード１２とを一体成形してなるリフレクター１と、発光素子を被覆する封止樹脂組成物の硬化物４とを有する表面実装型発光装置であって、リフレクターは熱硬化性樹脂組成物で成形され、底面と側面とを持つ凹部が形成されており、凹部の側面の樹脂壁厚みが５０〜５００μｍで、封止樹脂組成物は硬化物の硬度がショアＤで３０以上ある熱硬化性樹脂組成物である。
【解決手段】発光素子２と、発光素子を搭載するための第一リード１１と、発光素子と電気的に接続される第二リード１２とを一体成形してなるリフレクター１と、発光素子を被覆する封止樹脂組成物の硬化物４とを有する表面実装型発光装置であって、リフレクターは熱硬化性樹脂組成物で成形され、底面と側面とを持つ凹部が形成されており、凹部の側面の樹脂壁厚みが５０〜５００μｍで、封止樹脂組成物は硬化物の硬度がショアＤで３０以上ある熱硬化性樹脂組成物である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃強度に優れ、かつ優れた耐熱性、耐光性を有する表面実装型発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光半導体素子は、街頭ディスプレイや自動車ランプ、住宅用照明など種々のインジケータや光源として利用されるようになっている。ＬＥＤ用リフレクター材料として、ポリフタルアミド樹脂（ＰＰＡ）等の熱可塑性樹脂が大量に使用されている。また、最近は酸無水物を硬化剤としたエポキシ樹脂等もリフレクター用材料として使用されてきている。一方、最近の液晶テレビのバックライトや一般照明用光源としてＬＥＤ素子の高輝度化が急速にすすんでいる。この用途はＬＥＤの信頼性や耐久性に対する要求も厳しく、従来からリフレクターとして使用されているＰＰＡ等の熱可塑性樹脂や液晶ポリマー、あるいはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂では熱と光を同時に受けるような環境で劣化が激しく、樹脂が変色し光の反射率が低下するためリフレクターとしては使用できない。
【０００３】
ＬＥＤ用リフレクター材料としてシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が使用できることは既に特許文献１〜６、８，９に記載されている。また、マトリックスアレー型リフレクターについては特許文献７に記載されている。
【０００４】
現在、上記の熱硬化性樹脂で製造されたＬＥＤ用リフレクターが実用化されているが、リフレクターを形成する側面の壁の厚みが一層薄くなり、１００μｍ程度のものが多くなってきた。従来から使用されているＰＰＡ等の熱可塑性樹脂や液晶ポリマーのリフレクターの場合、側面の厚みが薄くなっても樹脂そのものが強靭であることから大きな問題とはならなかった。
【０００５】
これに対し、熱硬化性樹脂は一般に熱可塑性樹脂に比べ脆いことから、最近の熱硬化性樹脂で製造されたリフレクターは衝撃により容易に破壊されるといった不具合が発生し、大きな問題となっている。
なお、本発明に関連する従来技術として、上述した文献と共に下記文献が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１５６７０４号公報
【特許文献２】特開２００７−３２９２１９号公報
【特許文献３】特開２００７−３２９２４９号公報
【特許文献４】特開２００８−１８９８２７号公報
【特許文献５】特開２００６−１４０２０７号公報
【特許文献６】特開２００７−２３５０８５号公報
【特許文献７】特開２００７−２９７６０１号公報
【特許文献８】特開２００９−２１３９４号公報
【特許文献９】特開２００９−１５５４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を改善するため、種々検討した結果、熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなるリフレクターと封止樹脂組成物としてショアＤで３０以上の硬化物硬度を持った熱硬化性樹脂組成物を使用することで、衝撃強度に優れ、かつ優れた耐熱性、耐光性を有する表面実装型発光装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、熱硬化性樹脂組成物で成形したリフレクターの凹部側面の壁厚みが薄くなると凹部に注入し硬化させたシリコーン樹脂組成物等の封止樹脂組成物の硬化物の硬度によって発光装置の耐衝撃強度が大きく影響されることを見出すと共に、熱硬化性樹脂組成物にて成形したリフレクターの壁厚みを５０〜５００μｍとした場合、封止樹脂組成物の硬化物をショアＤ硬度３０以上とすることにより、耐衝撃強度が高く、しかも接着性、耐変色性の良好な表面実装型発光装置が得られることを知見し、本発明をなすに至った。
【０００９】
従って、本発明は、下記に示す表面実装型発光装置を提供する。
〔請求項１〕
発光素子と、発光素子を搭載するための第一リードと、発光素子と電気的に接続される第二リードとを一体成形してなるリフレクターと、発光素子を被覆する封止樹脂組成物の硬化物とを有する表面実装型発光装置であって、リフレクターは熱硬化性樹脂組成物で成形され、底面と側面とを持つ凹部が形成されており、凹部の側面の樹脂壁厚みが５０〜５００μｍで、封止樹脂組成物は硬化物の硬度がショアＤで３０以上ある熱硬化性樹脂組成物であることを特徴とする表面実装型発光装置。
〔請求項２〕
リフレクターが硬化性エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、又はシリコーン・エポキシ混成樹脂組成物を成形することにより形成された請求項１記載の表面実装型発光装置。
〔請求項３〕
封止樹脂組成物が硬化性シリコーン樹脂組成物、又はシリコーン・エポキシ混成樹脂組成物である請求項１記載の表面実装型発光装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耐衝撃強度が高く、かつ接着性、耐変色性の良好な表面実装型発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】成形後のマトリックス型リフレクターの一例を示す斜視図である。
【図２】マトリックス型リフレクター基板をダイシングし個片化したリフレクターを示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図５】発光装置の破壊強度を測定する方法を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の表面実装型発光装置において、リフレクターは、熱硬化性樹脂組成物を成形することによって得られる。
本発明のリフレクターの形成に使用する熱硬化性樹脂組成物としては、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、更にはシリコーン樹脂とエポキシ樹脂の混成樹脂組成物等が例示される。
【００１３】
エポキシ樹脂組成物としては、エポキシ樹脂として、ビスフェノール型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂等、硬化剤として、酸無水物、各種フェノール樹脂、各種アミン化合物等を使用することができる。
なかでも、エポキシ樹脂組成物としてトリアジン誘導体エポキシ樹脂、酸無水物、硬化促進剤を含有する熱硬化性樹脂組成物が耐熱性や耐光性が優れていることから特に望ましいものである。
【００１４】
シリコーン樹脂組成物としては、縮合型や付加型の熱硬化性シリコーン樹脂組成物を代表的なものとして例示することができる。
【００１５】
縮合型のシリコーン樹脂組成物としては、下記平均組成式（１）
Ｒ1aＳｉ（ＯＲ2）b（ＯＨ）cＯ(4-a-b-c)/2 （１）
（式中、Ｒ1は同一又は異種の炭素数１〜２０の一価の炭化水素基、Ｒ2は同一又は異種の炭素数１〜４の一価の炭化水素基を示し、０．８≦ａ≦１．５、０≦ｂ≦０．３、０．００１≦ｃ≦０．５、０．８０１≦ａ＋ｂ＋ｃ＜２を満たす数である。）
で示されるようなシリコーン樹脂と縮合触媒を含むものが代表的なものである。
【００１６】
付加型シリコーン樹脂組成物は、ビニル基を含有するシリコーン樹脂、硬化剤としてヒドロシリル基を有するシリコーン樹脂、白金触媒を含むシリコーン樹脂組成物を挙げることができる。
【００１７】
シリコーン・エポキシ混成樹脂組成物としては、トリアジン誘導体エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、酸無水物、硬化促進剤を含む熱硬化性エポキシ・シリコーン樹脂組成物が硬化性に優れ、耐熱性、耐光性に優れると共に、良好な強度を有することから望ましい。
【００１８】
この場合、成形性や良好な硬化物物性を得るために、予めエポキシ樹脂及び／又は一分子中に少なくとも１個のエポキシ基を有するシリコーン樹脂と酸無水物を予備反応させ、重合度を高めたものを使用することもできる。
【００１９】
特に５００ｎｍ以下の光を発光する高輝度の発光素子を搭載するリフレクターには、シリコーン樹脂やシリコーン樹脂とエポキシ樹脂等の混成樹脂を使用する。エポキシ樹脂や熱可塑性のポリフタルアミド等を使用すると発光時の発熱や短波長の光により樹脂が分解し、変色することで光反射率が低下し、光の取り出し効率が低下する。
【００２０】
このため、耐熱性や耐光性が最も優れているシリコーン樹脂が望ましいものである。シリコーン樹脂の中でもメチル基含有量の多いシリコーン樹脂がよい。
【００２１】
本発明に係るリフレクター形成用熱硬化性樹脂組成物には、無機充填剤を配合することができる。無機充填剤としては、通常樹脂組成物に配合されるものを使用することができる。例えば、溶融シリカ、溶融球状シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、ガラス繊維、三酸化アンチモン等が挙げられる。これら無機充填剤の平均粒径や形状は特に限定されないが、平均粒径は通常５〜４０μｍである。なお、平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値Ｄ50（又はメジアン径）として求めることができる。特に溶融シリカ、溶融球状シリカが用いられ、その粒径は特に限定されるものではないが、成形性、流動性からみて、平均粒径は４〜４０μｍ、特には７〜３５μｍが好ましい。
【００２２】
以上のようなリフレクター形成用熱硬化性樹脂組成物としては、市販の熱硬化性樹脂組成物を使用することができる。
【００２３】
なお、リフレクターの強度、靭性を高めるために、リフレクター形成用熱硬化性樹脂組成物には、下記のようなものを配合することもできる。例えば、ガラス繊維やホウ珪酸ガラス、ロックウールのような非晶質繊維、アルミナ繊維のような多結晶繊維、チタン酸カリウム、珪酸カルシウム、珪酸ガラス、ホウ酸アルミニウムのような単結晶繊維、更には硫酸マグネシウム、炭化珪素、窒化珪素等が挙げられ、どのタイプでも構わない。
無機充填剤の配合量は、樹脂１００質量部に対して５０〜１２００質量部、特には３００〜１０００質量部であることが好ましい。
【００２４】
白色のリフレクターを得るためには、下記のような白色顔料を併用してもよい。
白色顔料としては二酸化チタンを用いることが好ましく、この二酸化チタンの単位格子はルチル型、アナタース型、ブルカイト型のどれでも構わないが、ルチル型が好ましく使用される。また、平均粒径や形状も限定されないが、平均粒径は通常０．０５〜５．０μｍである。上記二酸化チタンは、樹脂や無機充填剤との相溶性、分散性を高めるため、ＡｌやＳｉ等の含水酸化物などで予め表面処理することができる。
【００２５】
また、白色顔料（白色着色剤）として、二酸化チタン以外にチタン酸カリウム、酸化ジルコン、硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等を単独で又は二酸化チタンと併用して使用することもできる。
白色顔料の配合量は、樹脂１００質量部に対して１０〜５００質量部、特には５０〜３００質量部であることが好ましい。
【００２６】
上記無機充填剤は、樹脂と無機充填剤との結合強度を強くするため、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等のカップリング剤で予め表面処理したものを配合してもよい。
【００２７】
このようなカップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシ官能性アルコキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ官能性アルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト官能性アルコキシシランなどを用いることが好ましい。なお、表面処理に用いるカップリング剤の配合量及び表面処理方法については特に制限されるものではない。
【００２８】
リフレクター形成用熱硬化性樹脂組成物には、更に必要に応じて各種の添加剤を配合することができる。例えば、樹脂の性質を改善する目的で種々のシリコーンパウダー、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、有機合成ゴム、脂肪酸エステル，グリセリン酸エステル，ステアリン酸亜鉛，ステアリン酸カルシウム等の内部離型剤などの添加剤を本発明の効果を損なわない範囲で添加配合することができる。
【００２９】
上記のような熱硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化物の３５０〜８００ｎｍでの光反射率は初期値で８０％以上であることが好ましい。より望ましくは９０％以上である。
【００３０】
本発明の熱硬化性樹脂組成物を用いてリフレクターを成形する最も一般的な方法としては、低圧トランスファー成形や圧縮成形法が挙げられる。なお、本発明の樹脂組成物の成形温度は１３０〜１８５℃で３０〜１８０秒間行うことが望ましい。後硬化は１５０〜１８５℃で１〜８時間行ってもよい。
【００３１】
本発明で使用する発光素子搭載用表面実装型リフレクターの一実施形態を図１〜４に示す。
リフレクター１としては、発光素子２を搭載するための第一リード（ダイパッド）１１と発光素子２と電気的に接続される第二リード（発光素子電極と外部電極とを接続するためのリード）１２を有する金属リードフレーム１０の第一及び第二リード間の空隙部分に上記熱硬化性樹脂組成物を供給し、第一リード表面と第二リードの先端表面部分が露出した底面をなす凹形状を形成するように成形する。このように熱硬化性樹脂組成物で成形されたリフレクターは、金属リードフレーム上に１００〜３００個程度マトリックス状にリフレクターとなる凹部が配列された状態で成形された基板が例示される。
【００３２】
マトリックス状に配列したリフレクター基板の場合は、リフレクター基板を切断する前に、それぞれのリフレクターの凹部に存在する第一リード（ダイパッド）１１上に発光素子２をシリコーンダイボンド剤を用いて固定し、例えば１５０℃で１時間加熱することで発光素子を固着させることができる。その後、金線３で発光素子２と第二リード１２先端を電気的に接続し、封止樹脂組成物４として、透明なシリコーン樹脂組成物、シリコーン・エポキシ混成樹脂組成物、蛍光体等を配合したシリコーン樹脂組成物などをポッティングによりリフレクターの凹部に流し込み、例えば１２０℃で１時間、更に１５０℃で２時間加熱硬化させることで封止する。この種の封止樹脂組成物による封止はポッティングによる方法、あるいはトランスファー成形や圧縮成形等の封止方法を用いることでレンズ形状などを同時に形成することもできる。
【００３３】
その後、ダイシング、レーザー加工、ウォータージェット加工等でマトリックス状に配列した成形基板を切断し、リフレクターを個片、単体化する。
【００３４】
このようにして得ることができる本発明の光素子用リフレクターは、発光素子と、発光素子を搭載するための第一リードと、発光素子と電気的に接続される第二リードとを一体成形してなる熱硬化性樹脂組成物で成形され、底面と側面とを持つ凹部が形成されている。マトリックス状に成形する場合、単位面積当たりできるだけ多数のリフレクターを製造するにはリフレクターの凹部の側面の樹脂厚みを薄くする必要がある。そのため、通常は凹部の側面の樹脂壁厚みが５０〜５００μｍのものである。５０μｍより薄いと樹脂厚が薄すぎて取り扱い時に割れやすく、５００μｍより厚いと単位面積当たりの取り個数が減少してしまうことからコストが高くなる。望ましくは１００〜３００μｍである。
【００３５】
本発明においては、前述したように、高輝度ＬＥＤ等の発光素子の封止を行う封止樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂組成物を用いる。この封止用熱硬化性樹脂組成物としては、シリコーン樹脂組成物、シリコーン・エポキシ混成樹脂組成物等を用いることができ、特に伸びのあるシリコーン樹脂組成物が好ましい。
【００３６】
熱硬化性のシリコーン樹脂組成物としては、ジメチルシリコーン、メチル・フェニル系シリコーン樹脂など各種のシリコーン樹脂を主成分とするものがあり、樹脂の構造によっては硬化物硬度がショアＡで測定できるやわらかいものや、ショアＤで測定できる硬いものまでを製造することができる。この場合、硬化型としては、付加硬化型、有機過酸化物硬化型等のいずれのものでもよく、硬化型に応じた公知の硬化剤が使用し得る。
封止樹脂組成物としては、耐熱性、耐候性、耐光性に優れ、かつ透明性に優れた硬化物を与えるものが望ましく、また封止樹脂組成物には、フィラー、ガラス繊維、拡散材、顔料、発光素子からの光を吸収し、波長変換する蛍光体等からなる群から選択される１種以上を混合することもできる。
【００３７】
上記封止用熱硬化性樹脂組成物としては、その硬化物のショアＤ硬度が３０以上、好ましくは３０〜７０、更に好ましくは３０〜６０のものを使用する。
即ち、従来から多用されている熱可塑性樹脂製のリフレクターを使用した発光装置の封止樹脂組成物としては、硬化物の硬度がショアＤで３０未満のものが耐クラック性やワイヤオープン等の信頼性を維持するために使用されているが、本発明では、熱硬化性樹脂で製造されたリフレクターを使用する場合、発光素子を保護する封止樹脂としてショアＤで３０以上の硬度をもったものでなければならない。ショアＤで３０未満のもので封止した発光装置は外部の衝撃により容易に装置が破壊されてしまう。
【００３８】
この場合、上記熱硬化性樹脂組成物、特にシリコーン樹脂組成物としては、市販品を使用することができ、市販品の中から硬化物のショアＤ硬度が上記値のものを選択して使用することができる。
【００３９】
本発明の表面実装型発光装置は、リフレクターがシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂でできていることから耐熱性、耐光性が優れており、従来のポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の熱可塑性樹脂でできているものに比べ高輝度のＬＥＤを収納し、高電流を流しても発光装置の劣化はない。そのため、照明器具、ディスプレイ、液晶テレビのバックライトユニット等に利用できる。
【００４０】
本発明では熱硬化性樹脂で製造されたリフレクターは、リードフレームと強固に接着しているため熱可塑性樹脂に比べてワイヤへの影響も少なく、従来使えなかった硬度の樹脂でも信頼性に問題がないものである。
【実施例】
【００４１】
以下、合成例、参考例、実施例及び比較例で本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、Ｍｅはメチル基、Ｖｉはビニル基、Ｐｈはフェニル基を示す。
【００４２】
［合成例１］
メチルトリクロロシラン１００質量部、トルエン２００質量部を１Ｌのフラスコに入れ、これらの混合液に、氷冷下で水８質量部、及びイソプロピルアルコール６０質量部の混合液を滴下した。フラスコ内液温−５〜０℃で５〜２０時間かけて滴下し、その後得られた反応液を加熱して還流温度で２０分間撹拌した。それから該反応液を室温まで冷却し、水１２質量部を３０℃以下の温度で３０分間かけて滴下し、その後２０分間撹拌した。得られた混合液に更に水２５質量部を滴下後、４０〜４５℃で６０分間撹拌した。こうして得た混合液に水２００質量部を加えて分離した有機層を採取した。この有機層を中性になるまで洗浄し、その後共沸脱水、濾過、減圧ストリップに供することにより、下記式（２）で示される無色透明の固体（融点７６℃）として３６．０質量部の熱硬化性オルガノポリシロキサン（Ａ−１）を得た。
（ＣＨ3）1.0Ｓｉ（ＯＣ3Ｈ7）0.07（ＯＨ）0.10Ｏ1.4 （２）
【００４３】
［合成例２］
ジメチルジクロロシラン１２９質量部、オクタメチルサイクリックシロキサン１４８３質量部を混合し、発煙硝酸２６質量部を滴下し、３０〜３５℃にて２時間撹拌後、４５〜５５℃で１６時間撹拌し、冷却を行い、下記式（３）で示される両末端ジクロロ直鎖状ポリジメチルシロキサン１，５４８質量部を得た。
ＣｌＭｅ2ＳｉＯ（Ｍｅ2ＳｉＯ）19ＳｉＭｅ2Ｃｌ （３）
（塩素含有率は０．１３ｍｏｌ／１００ｇ、２５℃における動粘度は２５ｍｍ2／ｓ。）
次いで、水３５０質量部を５Ｌのフラスコに入れ、上記式（３）で示される両末端ジクロロ直鎖状ポリジメチルシロキサン３４．７質量部、トリクロロフェニルシラン５８．９質量部、メチルビニルジクロロシラン６．４質量部及びトルエン６５．７質量部の混合液を滴下した。フラスコ内液温２５〜４０℃で３〜５時間かけて滴下し、その後得られた反応液を２５〜４０℃で６０分間撹拌した。該混合液から有機層を採取し、該有機層を中性になるまで洗浄した後、共沸脱水を行い、不揮発分を５０％に調整した。これに２８質量％アンモニア水を０．３質量部加え、２５〜４０℃で３０分間撹拌した後、共沸脱水を行った。その後、氷酢酸０．０６質量部を加えて液性を酸性にし、再度共沸脱水を行った。得られた溶液を濾過、減圧ストリップに供することにより、下記式（４）で示される無色透明の固体を６７．５質量部得た。
［（Ｍｅ2ＳｉＯ）21］0.57（ＰｈＳｉＯ1.5）0.37（ＭｅＶｉＳｉＯ）0.06 （４）
【００４４】
［参考例］
リフレクターの製造（１）
合成例１の熱硬化性シリコーン樹脂８０質量部、合成例２の２０質量部、酸化チタンはルチル型Ｒ−４５Ｍ（堺化学工業（株）製商品名、平均粒径０．２９μｍ）１６０質量部、溶融球状シリカはＭＳＲ−４５００ＴＮ（（株）龍森製商品名、平均粒径４５μｍ）５４０質量部、触媒１質量部、離型剤はステアリン酸カルシウム１質量部を配合し、均一に混合した後、熱二本ロールで混練することで白色のシリコーン樹脂組成物を得た。
このシリコーン樹脂組成物で全面銀メッキした銅リードフレームを用い、図１のマトリックスタイプの凹型リフレクター（１）を下記の成形条件でトランスファー成形し作製した。
成形条件は下記の通り。
成形温度：１７０℃、成形圧力：７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間：３分間
更にポストキュアを１７０℃で２時間行った。
【００４５】
リフレクターの製造（２）
合成例１の熱硬化性シリコーン樹脂３７質量部、トリアジン誘導体エポキシ樹脂（トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（ＴＥＰＩＣ−Ｓ：日産化学（株）製商品名、エポキシ当量１００））２８質量部、酸無水物（炭素炭素二重結合不含有酸無水物：メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（リカシッドＭＨ：新日本理化（株）製商品名））３５質量部、酸化チタンはルチル型Ｒ−４５Ｍ（堺化学工業（株）製商品名、平均粒径０．２９μｍ）１６０質量部、溶融球状シリカはＭＳＲ−４５００ＴＮ（（株）龍森製商品名、平均粒径４５μｍ）５４０質量部、触媒１質量部、離型剤はステアリン酸カルシウム１質量部を配合し、均一に混合した後、熱二本ロールで混練することで白色のシリコーン樹脂組成物を得た。
このシリコーン樹脂組成物で全面銀メッキした銅リードフレームを用い、図１のマトリックスタイプの凹型リフレクター（２）を下記の成形条件でトランスファー成形し作製した。
成形条件は下記の通り。
成形温度：１７０℃、成形圧力：７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間：３分間
更にポストキュアを１７０℃で２時間行った。
【００４６】
［実施例及び比較例］
成形したマトリックスタイプのリフレクターのそれぞれの凹状の底辺に露出したリードフレーム上に青色ＬＥＤ素子をシリコーンダイボンド剤（品名：ＬＰＳ６３２Ｄ、信越化学工業（株）製）で接着固定し、金線でもう一方のリード部と素子電極を電気的に接続した。その後、表１に示した硬化物の硬度が異なるシリコーン封止樹脂組成物をＬＥＤ素子が配置された凹部開口部内にそれぞれ注入し、１２０℃で１時間、更に１５０℃で１時間硬化させ、封止した。
このマトリックスタイプのリフレクターをダイシングすることで個片化した。
個片化したリフレクターの側面の厚みをダイシングすることで１００μｍ、２００μｍ、３００μｍになるように切断した。リフレクターの側面の厚みを４０μｍで切断しようとしたが、厚みが薄すぎてダイシング時に側面にクラックが発生し、４０μｍの厚みのリフレクターは製造できなかった。
また、比較のため、従来のポリフタルアミド（ＰＰＡ）で製造したリフレクターで側面の厚みが１００μｍのリフレクターを使用して同様の発光装置を製造した。
【００４７】
【表１】
※ ＫＪＲ９０２２、ＬＰＳ５４００、ＬＰＳ５５４７Ｆ、ＬＰＳ５５５５Ｆ、ＫＪＲ６３２は、いずれも信越化学工業（株）製のシリコーン樹脂組成物である。
【００４８】
シリコーン樹脂組成物の特性は、１２０℃で１時間、１５０℃で１時間硬化させた後、室温で測定した。
【００４９】
発光装置の破壊強度の測定方法
図５に示したように、実施例、比較例で製造した発光装置２０の底面を接着剤２１で基板２２に固定し、リフレクターの側面をプッシュ・プルゲージで加圧することで破壊強度を測定した。加圧速度は１００μｍ／秒で測定した。結果を表２に示す。
【００５０】
リフロー後の接着と変色の評価
これら個片型した実施例１〜７、比較例１〜３で組み立てた発光装置を用い、２５℃，８０％の雰囲気中に４８時間放置した後、２６０℃のリフロー炉に３回通した。その後、リフレクター表面や素子表面と封止樹脂との接着不良を調べた。また、リフロー後のリフレクター表面の変色も観察した。
また、−４０℃／３０分→１００℃／３０分のヒートショックを行い、信頼性を測定した。結果を表２に示す。
【００５１】
【表２】
（リフロー、ヒートショック試験は各ｎ＝１０で行い、不良率を表す。）
※ 比較例２，３のリフローの不良モードはＡｇメッキ面との剥離であり、ヒートショックの不良モードはワイヤオープンであった。
【符号の説明】
【００５２】
１ リフレクター
２ 発光素子
３ 金線
４ 発光素子を保護する熱硬化性樹脂組成物
１０ 金属リードフレーム
１１ 第一リード
１２ 第二リード
２０ 発光装置
２１ 接着剤
２２ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃強度に優れ、かつ優れた耐熱性、耐光性を有する表面実装型発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光半導体素子は、街頭ディスプレイや自動車ランプ、住宅用照明など種々のインジケータや光源として利用されるようになっている。ＬＥＤ用リフレクター材料として、ポリフタルアミド樹脂（ＰＰＡ）等の熱可塑性樹脂が大量に使用されている。また、最近は酸無水物を硬化剤としたエポキシ樹脂等もリフレクター用材料として使用されてきている。一方、最近の液晶テレビのバックライトや一般照明用光源としてＬＥＤ素子の高輝度化が急速にすすんでいる。この用途はＬＥＤの信頼性や耐久性に対する要求も厳しく、従来からリフレクターとして使用されているＰＰＡ等の熱可塑性樹脂や液晶ポリマー、あるいはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂では熱と光を同時に受けるような環境で劣化が激しく、樹脂が変色し光の反射率が低下するためリフレクターとしては使用できない。
【０００３】
ＬＥＤ用リフレクター材料としてシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が使用できることは既に特許文献１〜６、８，９に記載されている。また、マトリックスアレー型リフレクターについては特許文献７に記載されている。
【０００４】
現在、上記の熱硬化性樹脂で製造されたＬＥＤ用リフレクターが実用化されているが、リフレクターを形成する側面の壁の厚みが一層薄くなり、１００μｍ程度のものが多くなってきた。従来から使用されているＰＰＡ等の熱可塑性樹脂や液晶ポリマーのリフレクターの場合、側面の厚みが薄くなっても樹脂そのものが強靭であることから大きな問題とはならなかった。
【０００５】
これに対し、熱硬化性樹脂は一般に熱可塑性樹脂に比べ脆いことから、最近の熱硬化性樹脂で製造されたリフレクターは衝撃により容易に破壊されるといった不具合が発生し、大きな問題となっている。
なお、本発明に関連する従来技術として、上述した文献と共に下記文献が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１５６７０４号公報
【特許文献２】特開２００７−３２９２１９号公報
【特許文献３】特開２００７−３２９２４９号公報
【特許文献４】特開２００８−１８９８２７号公報
【特許文献５】特開２００６−１４０２０７号公報
【特許文献６】特開２００７−２３５０８５号公報
【特許文献７】特開２００７−２９７６０１号公報
【特許文献８】特開２００９−２１３９４号公報
【特許文献９】特開２００９−１５５４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を改善するため、種々検討した結果、熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなるリフレクターと封止樹脂組成物としてショアＤで３０以上の硬化物硬度を持った熱硬化性樹脂組成物を使用することで、衝撃強度に優れ、かつ優れた耐熱性、耐光性を有する表面実装型発光装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、熱硬化性樹脂組成物で成形したリフレクターの凹部側面の壁厚みが薄くなると凹部に注入し硬化させたシリコーン樹脂組成物等の封止樹脂組成物の硬化物の硬度によって発光装置の耐衝撃強度が大きく影響されることを見出すと共に、熱硬化性樹脂組成物にて成形したリフレクターの壁厚みを５０〜５００μｍとした場合、封止樹脂組成物の硬化物をショアＤ硬度３０以上とすることにより、耐衝撃強度が高く、しかも接着性、耐変色性の良好な表面実装型発光装置が得られることを知見し、本発明をなすに至った。
【０００９】
従って、本発明は、下記に示す表面実装型発光装置を提供する。
〔請求項１〕
発光素子と、発光素子を搭載するための第一リードと、発光素子と電気的に接続される第二リードとを一体成形してなるリフレクターと、発光素子を被覆する封止樹脂組成物の硬化物とを有する表面実装型発光装置であって、リフレクターは熱硬化性樹脂組成物で成形され、底面と側面とを持つ凹部が形成されており、凹部の側面の樹脂壁厚みが５０〜５００μｍで、封止樹脂組成物は硬化物の硬度がショアＤで３０以上ある熱硬化性樹脂組成物であることを特徴とする表面実装型発光装置。
〔請求項２〕
リフレクターが硬化性エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、又はシリコーン・エポキシ混成樹脂組成物を成形することにより形成された請求項１記載の表面実装型発光装置。
〔請求項３〕
封止樹脂組成物が硬化性シリコーン樹脂組成物、又はシリコーン・エポキシ混成樹脂組成物である請求項１記載の表面実装型発光装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耐衝撃強度が高く、かつ接着性、耐変色性の良好な表面実装型発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】成形後のマトリックス型リフレクターの一例を示す斜視図である。
【図２】マトリックス型リフレクター基板をダイシングし個片化したリフレクターを示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図５】発光装置の破壊強度を測定する方法を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の表面実装型発光装置において、リフレクターは、熱硬化性樹脂組成物を成形することによって得られる。
本発明のリフレクターの形成に使用する熱硬化性樹脂組成物としては、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、更にはシリコーン樹脂とエポキシ樹脂の混成樹脂組成物等が例示される。
【００１３】
エポキシ樹脂組成物としては、エポキシ樹脂として、ビスフェノール型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂等、硬化剤として、酸無水物、各種フェノール樹脂、各種アミン化合物等を使用することができる。
なかでも、エポキシ樹脂組成物としてトリアジン誘導体エポキシ樹脂、酸無水物、硬化促進剤を含有する熱硬化性樹脂組成物が耐熱性や耐光性が優れていることから特に望ましいものである。
【００１４】
シリコーン樹脂組成物としては、縮合型や付加型の熱硬化性シリコーン樹脂組成物を代表的なものとして例示することができる。
【００１５】
縮合型のシリコーン樹脂組成物としては、下記平均組成式（１）
Ｒ1aＳｉ（ＯＲ2）b（ＯＨ）cＯ(4-a-b-c)/2 （１）
（式中、Ｒ1は同一又は異種の炭素数１〜２０の一価の炭化水素基、Ｒ2は同一又は異種の炭素数１〜４の一価の炭化水素基を示し、０．８≦ａ≦１．５、０≦ｂ≦０．３、０．００１≦ｃ≦０．５、０．８０１≦ａ＋ｂ＋ｃ＜２を満たす数である。）
で示されるようなシリコーン樹脂と縮合触媒を含むものが代表的なものである。
【００１６】
付加型シリコーン樹脂組成物は、ビニル基を含有するシリコーン樹脂、硬化剤としてヒドロシリル基を有するシリコーン樹脂、白金触媒を含むシリコーン樹脂組成物を挙げることができる。
【００１７】
シリコーン・エポキシ混成樹脂組成物としては、トリアジン誘導体エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、酸無水物、硬化促進剤を含む熱硬化性エポキシ・シリコーン樹脂組成物が硬化性に優れ、耐熱性、耐光性に優れると共に、良好な強度を有することから望ましい。
【００１８】
この場合、成形性や良好な硬化物物性を得るために、予めエポキシ樹脂及び／又は一分子中に少なくとも１個のエポキシ基を有するシリコーン樹脂と酸無水物を予備反応させ、重合度を高めたものを使用することもできる。
【００１９】
特に５００ｎｍ以下の光を発光する高輝度の発光素子を搭載するリフレクターには、シリコーン樹脂やシリコーン樹脂とエポキシ樹脂等の混成樹脂を使用する。エポキシ樹脂や熱可塑性のポリフタルアミド等を使用すると発光時の発熱や短波長の光により樹脂が分解し、変色することで光反射率が低下し、光の取り出し効率が低下する。
【００２０】
このため、耐熱性や耐光性が最も優れているシリコーン樹脂が望ましいものである。シリコーン樹脂の中でもメチル基含有量の多いシリコーン樹脂がよい。
【００２１】
本発明に係るリフレクター形成用熱硬化性樹脂組成物には、無機充填剤を配合することができる。無機充填剤としては、通常樹脂組成物に配合されるものを使用することができる。例えば、溶融シリカ、溶融球状シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、ガラス繊維、三酸化アンチモン等が挙げられる。これら無機充填剤の平均粒径や形状は特に限定されないが、平均粒径は通常５〜４０μｍである。なお、平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値Ｄ50（又はメジアン径）として求めることができる。特に溶融シリカ、溶融球状シリカが用いられ、その粒径は特に限定されるものではないが、成形性、流動性からみて、平均粒径は４〜４０μｍ、特には７〜３５μｍが好ましい。
【００２２】
以上のようなリフレクター形成用熱硬化性樹脂組成物としては、市販の熱硬化性樹脂組成物を使用することができる。
【００２３】
なお、リフレクターの強度、靭性を高めるために、リフレクター形成用熱硬化性樹脂組成物には、下記のようなものを配合することもできる。例えば、ガラス繊維やホウ珪酸ガラス、ロックウールのような非晶質繊維、アルミナ繊維のような多結晶繊維、チタン酸カリウム、珪酸カルシウム、珪酸ガラス、ホウ酸アルミニウムのような単結晶繊維、更には硫酸マグネシウム、炭化珪素、窒化珪素等が挙げられ、どのタイプでも構わない。
無機充填剤の配合量は、樹脂１００質量部に対して５０〜１２００質量部、特には３００〜１０００質量部であることが好ましい。
【００２４】
白色のリフレクターを得るためには、下記のような白色顔料を併用してもよい。
白色顔料としては二酸化チタンを用いることが好ましく、この二酸化チタンの単位格子はルチル型、アナタース型、ブルカイト型のどれでも構わないが、ルチル型が好ましく使用される。また、平均粒径や形状も限定されないが、平均粒径は通常０．０５〜５．０μｍである。上記二酸化チタンは、樹脂や無機充填剤との相溶性、分散性を高めるため、ＡｌやＳｉ等の含水酸化物などで予め表面処理することができる。
【００２５】
また、白色顔料（白色着色剤）として、二酸化チタン以外にチタン酸カリウム、酸化ジルコン、硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等を単独で又は二酸化チタンと併用して使用することもできる。
白色顔料の配合量は、樹脂１００質量部に対して１０〜５００質量部、特には５０〜３００質量部であることが好ましい。
【００２６】
上記無機充填剤は、樹脂と無機充填剤との結合強度を強くするため、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等のカップリング剤で予め表面処理したものを配合してもよい。
【００２７】
このようなカップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシ官能性アルコキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ官能性アルコキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト官能性アルコキシシランなどを用いることが好ましい。なお、表面処理に用いるカップリング剤の配合量及び表面処理方法については特に制限されるものではない。
【００２８】
リフレクター形成用熱硬化性樹脂組成物には、更に必要に応じて各種の添加剤を配合することができる。例えば、樹脂の性質を改善する目的で種々のシリコーンパウダー、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、有機合成ゴム、脂肪酸エステル，グリセリン酸エステル，ステアリン酸亜鉛，ステアリン酸カルシウム等の内部離型剤などの添加剤を本発明の効果を損なわない範囲で添加配合することができる。
【００２９】
上記のような熱硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化物の３５０〜８００ｎｍでの光反射率は初期値で８０％以上であることが好ましい。より望ましくは９０％以上である。
【００３０】
本発明の熱硬化性樹脂組成物を用いてリフレクターを成形する最も一般的な方法としては、低圧トランスファー成形や圧縮成形法が挙げられる。なお、本発明の樹脂組成物の成形温度は１３０〜１８５℃で３０〜１８０秒間行うことが望ましい。後硬化は１５０〜１８５℃で１〜８時間行ってもよい。
【００３１】
本発明で使用する発光素子搭載用表面実装型リフレクターの一実施形態を図１〜４に示す。
リフレクター１としては、発光素子２を搭載するための第一リード（ダイパッド）１１と発光素子２と電気的に接続される第二リード（発光素子電極と外部電極とを接続するためのリード）１２を有する金属リードフレーム１０の第一及び第二リード間の空隙部分に上記熱硬化性樹脂組成物を供給し、第一リード表面と第二リードの先端表面部分が露出した底面をなす凹形状を形成するように成形する。このように熱硬化性樹脂組成物で成形されたリフレクターは、金属リードフレーム上に１００〜３００個程度マトリックス状にリフレクターとなる凹部が配列された状態で成形された基板が例示される。
【００３２】
マトリックス状に配列したリフレクター基板の場合は、リフレクター基板を切断する前に、それぞれのリフレクターの凹部に存在する第一リード（ダイパッド）１１上に発光素子２をシリコーンダイボンド剤を用いて固定し、例えば１５０℃で１時間加熱することで発光素子を固着させることができる。その後、金線３で発光素子２と第二リード１２先端を電気的に接続し、封止樹脂組成物４として、透明なシリコーン樹脂組成物、シリコーン・エポキシ混成樹脂組成物、蛍光体等を配合したシリコーン樹脂組成物などをポッティングによりリフレクターの凹部に流し込み、例えば１２０℃で１時間、更に１５０℃で２時間加熱硬化させることで封止する。この種の封止樹脂組成物による封止はポッティングによる方法、あるいはトランスファー成形や圧縮成形等の封止方法を用いることでレンズ形状などを同時に形成することもできる。
【００３３】
その後、ダイシング、レーザー加工、ウォータージェット加工等でマトリックス状に配列した成形基板を切断し、リフレクターを個片、単体化する。
【００３４】
このようにして得ることができる本発明の光素子用リフレクターは、発光素子と、発光素子を搭載するための第一リードと、発光素子と電気的に接続される第二リードとを一体成形してなる熱硬化性樹脂組成物で成形され、底面と側面とを持つ凹部が形成されている。マトリックス状に成形する場合、単位面積当たりできるだけ多数のリフレクターを製造するにはリフレクターの凹部の側面の樹脂厚みを薄くする必要がある。そのため、通常は凹部の側面の樹脂壁厚みが５０〜５００μｍのものである。５０μｍより薄いと樹脂厚が薄すぎて取り扱い時に割れやすく、５００μｍより厚いと単位面積当たりの取り個数が減少してしまうことからコストが高くなる。望ましくは１００〜３００μｍである。
【００３５】
本発明においては、前述したように、高輝度ＬＥＤ等の発光素子の封止を行う封止樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂組成物を用いる。この封止用熱硬化性樹脂組成物としては、シリコーン樹脂組成物、シリコーン・エポキシ混成樹脂組成物等を用いることができ、特に伸びのあるシリコーン樹脂組成物が好ましい。
【００３６】
熱硬化性のシリコーン樹脂組成物としては、ジメチルシリコーン、メチル・フェニル系シリコーン樹脂など各種のシリコーン樹脂を主成分とするものがあり、樹脂の構造によっては硬化物硬度がショアＡで測定できるやわらかいものや、ショアＤで測定できる硬いものまでを製造することができる。この場合、硬化型としては、付加硬化型、有機過酸化物硬化型等のいずれのものでもよく、硬化型に応じた公知の硬化剤が使用し得る。
封止樹脂組成物としては、耐熱性、耐候性、耐光性に優れ、かつ透明性に優れた硬化物を与えるものが望ましく、また封止樹脂組成物には、フィラー、ガラス繊維、拡散材、顔料、発光素子からの光を吸収し、波長変換する蛍光体等からなる群から選択される１種以上を混合することもできる。
【００３７】
上記封止用熱硬化性樹脂組成物としては、その硬化物のショアＤ硬度が３０以上、好ましくは３０〜７０、更に好ましくは３０〜６０のものを使用する。
即ち、従来から多用されている熱可塑性樹脂製のリフレクターを使用した発光装置の封止樹脂組成物としては、硬化物の硬度がショアＤで３０未満のものが耐クラック性やワイヤオープン等の信頼性を維持するために使用されているが、本発明では、熱硬化性樹脂で製造されたリフレクターを使用する場合、発光素子を保護する封止樹脂としてショアＤで３０以上の硬度をもったものでなければならない。ショアＤで３０未満のもので封止した発光装置は外部の衝撃により容易に装置が破壊されてしまう。
【００３８】
この場合、上記熱硬化性樹脂組成物、特にシリコーン樹脂組成物としては、市販品を使用することができ、市販品の中から硬化物のショアＤ硬度が上記値のものを選択して使用することができる。
【００３９】
本発明の表面実装型発光装置は、リフレクターがシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂でできていることから耐熱性、耐光性が優れており、従来のポリフタルアミド（ＰＰＡ）等の熱可塑性樹脂でできているものに比べ高輝度のＬＥＤを収納し、高電流を流しても発光装置の劣化はない。そのため、照明器具、ディスプレイ、液晶テレビのバックライトユニット等に利用できる。
【００４０】
本発明では熱硬化性樹脂で製造されたリフレクターは、リードフレームと強固に接着しているため熱可塑性樹脂に比べてワイヤへの影響も少なく、従来使えなかった硬度の樹脂でも信頼性に問題がないものである。
【実施例】
【００４１】
以下、合成例、参考例、実施例及び比較例で本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、Ｍｅはメチル基、Ｖｉはビニル基、Ｐｈはフェニル基を示す。
【００４２】
［合成例１］
メチルトリクロロシラン１００質量部、トルエン２００質量部を１Ｌのフラスコに入れ、これらの混合液に、氷冷下で水８質量部、及びイソプロピルアルコール６０質量部の混合液を滴下した。フラスコ内液温−５〜０℃で５〜２０時間かけて滴下し、その後得られた反応液を加熱して還流温度で２０分間撹拌した。それから該反応液を室温まで冷却し、水１２質量部を３０℃以下の温度で３０分間かけて滴下し、その後２０分間撹拌した。得られた混合液に更に水２５質量部を滴下後、４０〜４５℃で６０分間撹拌した。こうして得た混合液に水２００質量部を加えて分離した有機層を採取した。この有機層を中性になるまで洗浄し、その後共沸脱水、濾過、減圧ストリップに供することにより、下記式（２）で示される無色透明の固体（融点７６℃）として３６．０質量部の熱硬化性オルガノポリシロキサン（Ａ−１）を得た。
（ＣＨ3）1.0Ｓｉ（ＯＣ3Ｈ7）0.07（ＯＨ）0.10Ｏ1.4 （２）
【００４３】
［合成例２］
ジメチルジクロロシラン１２９質量部、オクタメチルサイクリックシロキサン１４８３質量部を混合し、発煙硝酸２６質量部を滴下し、３０〜３５℃にて２時間撹拌後、４５〜５５℃で１６時間撹拌し、冷却を行い、下記式（３）で示される両末端ジクロロ直鎖状ポリジメチルシロキサン１，５４８質量部を得た。
ＣｌＭｅ2ＳｉＯ（Ｍｅ2ＳｉＯ）19ＳｉＭｅ2Ｃｌ （３）
（塩素含有率は０．１３ｍｏｌ／１００ｇ、２５℃における動粘度は２５ｍｍ2／ｓ。）
次いで、水３５０質量部を５Ｌのフラスコに入れ、上記式（３）で示される両末端ジクロロ直鎖状ポリジメチルシロキサン３４．７質量部、トリクロロフェニルシラン５８．９質量部、メチルビニルジクロロシラン６．４質量部及びトルエン６５．７質量部の混合液を滴下した。フラスコ内液温２５〜４０℃で３〜５時間かけて滴下し、その後得られた反応液を２５〜４０℃で６０分間撹拌した。該混合液から有機層を採取し、該有機層を中性になるまで洗浄した後、共沸脱水を行い、不揮発分を５０％に調整した。これに２８質量％アンモニア水を０．３質量部加え、２５〜４０℃で３０分間撹拌した後、共沸脱水を行った。その後、氷酢酸０．０６質量部を加えて液性を酸性にし、再度共沸脱水を行った。得られた溶液を濾過、減圧ストリップに供することにより、下記式（４）で示される無色透明の固体を６７．５質量部得た。
［（Ｍｅ2ＳｉＯ）21］0.57（ＰｈＳｉＯ1.5）0.37（ＭｅＶｉＳｉＯ）0.06 （４）
【００４４】
［参考例］
リフレクターの製造（１）
合成例１の熱硬化性シリコーン樹脂８０質量部、合成例２の２０質量部、酸化チタンはルチル型Ｒ−４５Ｍ（堺化学工業（株）製商品名、平均粒径０．２９μｍ）１６０質量部、溶融球状シリカはＭＳＲ−４５００ＴＮ（（株）龍森製商品名、平均粒径４５μｍ）５４０質量部、触媒１質量部、離型剤はステアリン酸カルシウム１質量部を配合し、均一に混合した後、熱二本ロールで混練することで白色のシリコーン樹脂組成物を得た。
このシリコーン樹脂組成物で全面銀メッキした銅リードフレームを用い、図１のマトリックスタイプの凹型リフレクター（１）を下記の成形条件でトランスファー成形し作製した。
成形条件は下記の通り。
成形温度：１７０℃、成形圧力：７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間：３分間
更にポストキュアを１７０℃で２時間行った。
【００４５】
リフレクターの製造（２）
合成例１の熱硬化性シリコーン樹脂３７質量部、トリアジン誘導体エポキシ樹脂（トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート（ＴＥＰＩＣ−Ｓ：日産化学（株）製商品名、エポキシ当量１００））２８質量部、酸無水物（炭素炭素二重結合不含有酸無水物：メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（リカシッドＭＨ：新日本理化（株）製商品名））３５質量部、酸化チタンはルチル型Ｒ−４５Ｍ（堺化学工業（株）製商品名、平均粒径０．２９μｍ）１６０質量部、溶融球状シリカはＭＳＲ−４５００ＴＮ（（株）龍森製商品名、平均粒径４５μｍ）５４０質量部、触媒１質量部、離型剤はステアリン酸カルシウム１質量部を配合し、均一に混合した後、熱二本ロールで混練することで白色のシリコーン樹脂組成物を得た。
このシリコーン樹脂組成物で全面銀メッキした銅リードフレームを用い、図１のマトリックスタイプの凹型リフレクター（２）を下記の成形条件でトランスファー成形し作製した。
成形条件は下記の通り。
成形温度：１７０℃、成形圧力：７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間：３分間
更にポストキュアを１７０℃で２時間行った。
【００４６】
［実施例及び比較例］
成形したマトリックスタイプのリフレクターのそれぞれの凹状の底辺に露出したリードフレーム上に青色ＬＥＤ素子をシリコーンダイボンド剤（品名：ＬＰＳ６３２Ｄ、信越化学工業（株）製）で接着固定し、金線でもう一方のリード部と素子電極を電気的に接続した。その後、表１に示した硬化物の硬度が異なるシリコーン封止樹脂組成物をＬＥＤ素子が配置された凹部開口部内にそれぞれ注入し、１２０℃で１時間、更に１５０℃で１時間硬化させ、封止した。
このマトリックスタイプのリフレクターをダイシングすることで個片化した。
個片化したリフレクターの側面の厚みをダイシングすることで１００μｍ、２００μｍ、３００μｍになるように切断した。リフレクターの側面の厚みを４０μｍで切断しようとしたが、厚みが薄すぎてダイシング時に側面にクラックが発生し、４０μｍの厚みのリフレクターは製造できなかった。
また、比較のため、従来のポリフタルアミド（ＰＰＡ）で製造したリフレクターで側面の厚みが１００μｍのリフレクターを使用して同様の発光装置を製造した。
【００４７】
【表１】
※ ＫＪＲ９０２２、ＬＰＳ５４００、ＬＰＳ５５４７Ｆ、ＬＰＳ５５５５Ｆ、ＫＪＲ６３２は、いずれも信越化学工業（株）製のシリコーン樹脂組成物である。
【００４８】
シリコーン樹脂組成物の特性は、１２０℃で１時間、１５０℃で１時間硬化させた後、室温で測定した。
【００４９】
発光装置の破壊強度の測定方法
図５に示したように、実施例、比較例で製造した発光装置２０の底面を接着剤２１で基板２２に固定し、リフレクターの側面をプッシュ・プルゲージで加圧することで破壊強度を測定した。加圧速度は１００μｍ／秒で測定した。結果を表２に示す。
【００５０】
リフロー後の接着と変色の評価
これら個片型した実施例１〜７、比較例１〜３で組み立てた発光装置を用い、２５℃，８０％の雰囲気中に４８時間放置した後、２６０℃のリフロー炉に３回通した。その後、リフレクター表面や素子表面と封止樹脂との接着不良を調べた。また、リフロー後のリフレクター表面の変色も観察した。
また、−４０℃／３０分→１００℃／３０分のヒートショックを行い、信頼性を測定した。結果を表２に示す。
【００５１】
【表２】
（リフロー、ヒートショック試験は各ｎ＝１０で行い、不良率を表す。）
※ 比較例２，３のリフローの不良モードはＡｇメッキ面との剥離であり、ヒートショックの不良モードはワイヤオープンであった。
【符号の説明】
【００５２】
１ リフレクター
２ 発光素子
３ 金線
４ 発光素子を保護する熱硬化性樹脂組成物
１０ 金属リードフレーム
１１ 第一リード
１２ 第二リード
２０ 発光装置
２１ 接着剤
２２ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、発光素子を搭載するための第一リードと、発光素子と電気的に接続される第二リードとを一体成形してなるリフレクターと、発光素子を被覆する封止樹脂組成物の硬化物とを有する表面実装型発光装置であって、リフレクターは熱硬化性樹脂組成物で成形され、底面と側面とを持つ凹部が形成されており、凹部の側面の樹脂壁厚みが５０〜５００μｍで、封止樹脂組成物は硬化物の硬度がショアＤで３０以上ある熱硬化性樹脂組成物であることを特徴とする表面実装型発光装置。
【請求項２】
リフレクターが硬化性エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、又はシリコーン・エポキシ混成樹脂組成物を成形することにより形成された請求項１記載の表面実装型発光装置。
【請求項３】
封止樹脂組成物が硬化性シリコーン樹脂組成物、又はシリコーン・エポキシ混成樹脂組成物である請求項１記載の表面実装型発光装置。
【請求項１】
発光素子と、発光素子を搭載するための第一リードと、発光素子と電気的に接続される第二リードとを一体成形してなるリフレクターと、発光素子を被覆する封止樹脂組成物の硬化物とを有する表面実装型発光装置であって、リフレクターは熱硬化性樹脂組成物で成形され、底面と側面とを持つ凹部が形成されており、凹部の側面の樹脂壁厚みが５０〜５００μｍで、封止樹脂組成物は硬化物の硬度がショアＤで３０以上ある熱硬化性樹脂組成物であることを特徴とする表面実装型発光装置。
【請求項２】
リフレクターが硬化性エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、又はシリコーン・エポキシ混成樹脂組成物を成形することにより形成された請求項１記載の表面実装型発光装置。
【請求項３】
封止樹脂組成物が硬化性シリコーン樹脂組成物、又はシリコーン・エポキシ混成樹脂組成物である請求項１記載の表面実装型発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−３０６４８（Ｐ２０１３−３０６４８Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６３６３（Ｐ２０１１−１６６３６３）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００２０６０）信越化学工業株式会社 (3,361)
【Ｆターム（参考）】
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