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KR101372616B1 - 코트제, 이것을 사용한 광반도체 소자 탑재용 기판 및 광반도체 장치 - Google Patents

코트제, 이것을 사용한 광반도체 소자 탑재용 기판 및 광반도체 장치 Download PDF

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KR101372616B1
KR101372616B1 KR1020127028549A KR20127028549A KR101372616B1 KR 101372616 B1 KR101372616 B1 KR 101372616B1 KR 1020127028549 A KR1020127028549 A KR 1020127028549A KR 20127028549 A KR20127028549 A KR 20127028549A KR 101372616 B1 KR101372616 B1 KR 101372616B1
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나오유키 우라사키
하야토 고타니
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히타치가세이가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명의 코트제는 열경화성 수지와, 백색 안료와, 경화제와, 경화 촉매를 함유하는 도체 부재간 등에 사용되는 코트제로서, 상기 백색 안료의 함유량이, 상기 코트제의 고형분 전체 체적을 기준으로 하여 10 ∼ 85 체적% 이고, 상기 코트제로 이루어지는 경화물을 200 ℃ 에서 24 시간 방치한 경우의 백색도가 75 이상인 도체 부재간에 사용되는 코트제이다.

Description

코트제, 이것을 사용한 광반도체 소자 탑재용 기판 및 광반도체 장치{COATING AGENT, SUBSTRATE FOR MOUNTING OPTICAL SEMICONDUCTOR ELEMENT USING SAME, AND OPTICAL SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 도체 부재간 등에 사용되는 코트제, 이것을 사용한 광반도체 소자 탑재용 기판 및 광반도체 장치에 관한 것이다.
종래, 발광 다이오드 (LED) 실장용 프린트 배선판으로는, 이산화 티탄을 함유한 에폭시 수지를 유리 직포 (織布) 에 함침시킨 후, 가열 경화시킨 적층판이나, 이산화 티탄에 첨가하여 알루미나를 함유하는 에폭시 수지를 사용한 적층판 등을 사용하는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 ∼ 3 참조).
일본 공개특허공보 평10-202789호 일본 공개특허공보 2003-60321호 일본 공개특허공보 2008-1880호
그러나, 상기 특허문헌에 기재되어 있는 종래의 에폭시 수지 적층판은, 적층판 단계에서의 반사율은 대체로 만족할 수 있는 레벨이기는 해도, 프린트 배선판의 제조 공정이나 LED 실장 공정에 있어서의 가열 처리, 혹은 LED 실장 후의 사용시에 있어서의 가열이나 광조사에 의하여 반사율의 저하가 커지는 경우가 있다. 그 때문에, LED 실장 후의 사용시에 있어서 발열에 의한 변색이 발생되고, 광반도체 장치로서 사용되는 경우에 신뢰성의 저하가 우려되어 추가적인 개선이 필요하였다.
본 발명은, 상기 종래 기술이 갖는 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 내열성이 높고, 가시광 영역에 있어서 광반사율이 높고, 또 가열 처리나 광조사 처리에 의한 광반사율의 저하가 적은 광반도체 소자 탑재용 기판 등의 기판을 형성 가능한, 도체 부재간 등에 사용되는 코트제, 이것을 사용한 광반도체 소자 탑재용 기판 및 광반도체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 열경화성 수지와, 백색 안료와, 경화제와, 경화 촉매를 함유하는 도체 부재간에 사용되는 코트제로서, 상기 백색 안료의 함유량이, 상기 코트제의 고형분 전체 체적을 기준으로 하여 10 ∼ 85 체적% 이고, 상기 코트제로 이루어지는 경화물을 200 ℃ 에서 24 시간 방치한 경우의 백색도가 75 이상인, 도체 부재간에 사용되는 코트제를 제공한다.
이러한 코트제에 의하면, 상기 서술한 조성을 가짐과 함께, 상기 서술한 백색도의 조건을 만족함으로써, 도체 부재간에 사용되는 점에서, 우수한 내열성과, 가시광 영역에 있어서의 우수한 광반사율을 갖고, 가열 처리나 광조사 처리에 의한 광반사율의 저하를 충분히 억제할 수 있는 광반도체 소자 탑재용 기판 등의 기판을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지인 것이 바람직하다.
본 발명은 또, 에폭시 수지와, 백색 안료와, 산무수물계 경화제와, 경화 촉매를 함유하는 도체 부재간에 사용되는 코트제로서, 상기 백색 안료의 함유량이, 상기 코트제의 고형분 전체 체적을 기준으로 하여 10 ∼ 85 체적% 이고, 상기 에폭시 수지는, 그 에폭시 수지와 상기 산무수물계 경화제로 이루어지는 경화물이, 두께 1 ㎜ 에 있어서 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 투과율이 75 % 이상이 되는 것인 도체 부재간에 사용되는 코트제를 제공한다.
이러한 코트제에 의하면, 상기 서술한 조성을 가짐과 함께, 상기 서술한 투과율의 조건을 만족하는 에폭시 수지를 사용함으로써, 도체 부재간에 사용되는 점에서 우수한 내열성과, 가시광 영역에 있어서의 우수한 광반사율을 갖고, 가열 처리나 광조사 처리에 의한 광반사율의 저하를 충분히 억제할 수 있는 광반도체 소자 탑재용 기판 등의 기판을 형성할 수 있다.
상기 서술한 본 발명의 코트제에서 사용하는 에폭시 수지는, 지환식 에폭시 수지 또는 이소시아누레이트 골격을 갖는 에폭시 수지인 것이 바람직하다. 에폭시 수지로서 지환식 에폭시 수지 또는 이소시아누레이트 골격을 갖는 에폭시 수지를 사용함으로써, 가열이나 광조사에 의한 광반사율의 저하를 보다 충분히 억제할 수 있는 광반도체 소자 탑재용 기판 등의 기판을 형성할 수 있다.
또, 본 발명의 코트제에 있어서, 상기 백색 안료는, 산화 티탄, 실리카, 알루미나, 산화 마그네슘, 산화 안티몬, 수산화 알루미늄, 황산 바륨, 탄산 마그네슘, 탄산 바륨, 및 수산화 마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 것이 바람직하다. 이들 백색 안료를 사용함으로써, 가시광 영역에 있어서 보다 우수한 광반사율을 갖는 광반도체 소자 탑재용 기판 등의 기판을 형성할 수 있다.
또, 본 발명의 코트제에 있어서, 상기 백색 안료의 평균 입경은, 0.1 ∼ 50 ㎛ 인 것이 바람직하다. 평균 입경이 상기 범위 내인 백색 안료를 사용함으로써, 가시광 영역에 있어서 보다 우수한 광반사율을 갖는 광반도체 소자 탑재용 기판 등의 기판을 형성할 수 있다.
본 발명은 또, 기재와, 그 기재의 표면에 형성된 복수의 도체 부재와, 복수의 상기 도체 부재간에 형성된, 상기 본 발명의 도체 부재간에 사용되는 코트제로 이루어지는 백색 수지층을 구비하는 광반도체 소자 탑재용 기판을 제공한다. 복수의 도체 부재간에 코트제로 이루어지는 백색 수지층이 형성되어 있는 광반도체 소자 탑재용 기판은, 우수한 내열성과, 가시광 영역에 있어서의 우수한 광반사율을 갖고, 가열 처리나 광조사 처리에 의한 광반사율의 저하가 충분히 억제된다.
본 발명은 더욱, 상기 본 발명의 광반도체 소자 탑재용 기판에 광반도체 소자를 탑재하여 이루어지는 광반도체 장치를 제공한다. 이러한 광반도체 장치는, 상기 본 발명의 광반도체 소자 탑재용 기판을 구비하는 점에서, 우수한 내열성과, 가시광 영역에 있어서의 우수한 광반사율을 갖고, 가열 처리나 광조사 처리에 의한 광반사율의 저하가 충분히 억제된다.
본 발명은 또, 광반도체 소자 탑재용 기판에 사용하기 위한 코트제로서, 열경화성 수지와, 백색 안료를 함유하고, 상기 백색 안료가 산화 티탄인 코트제를 제공한다.
여기서, 상기 열경화성 수지는, 지환식 에폭시 수지 또는 이소시아누레이트 골격을 갖는 에폭시 수지를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또, 기재와, 그 기재의 표면에 형성된 복수의 도체 부재와, 상기 기재의 표면에 형성된, 상기 본 발명의 코트제로 이루어지는 백색 수지층을 구비하는 광반도체 소자 탑재용 기판을 제공한다.
본 발명은 더욱, 상기 본 발명의 광반도체 소자 탑재용 기판에 광반도체 소자를 탑재하여 이루어지는 광반도체 장치를 제공한다.
본 발명은 또, 기재와, 그 기재의 표면에 형성된 백색 수지층과, 도체 부재를 구비하는 광반도체 소자 탑재용 기판으로서, 상기 백색 수지층이, 에폭시 수지와, 백색 안료를 함유하는 코트제의 경화물인, 광반도체 소자 탑재용 기판을 제공한다.
본 발명은 더욱, 상기 본 발명의 광반도체 소자 탑재용 기판에 광반도체 소자를 탑재하여 이루어지는 광반도체 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 내열성이 높고, 가시광 영역에 있어서 광반사율이 높고, 또 가열 처리나 광조사 처리에 의한 광반사율의 저하가 적은 광반도체 소자 탑재용 기판 등의 기판을 형성 가능한, 도체 부재간 등에 사용되는 코트제, 이것을 사용한 광반도체 소자 탑재용 기판 및 광반도체 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 광반도체 장치의 바람직한 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 광반도체 장치의 다른 바람직한 일 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 3 은 도 2 에 나타낸 광반도체 장치의 모식 단면도이다.
도 4 는 도 2 에 나타낸 광반도체 장치의 평면도이다.
이하, 경우에 따라서 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중에서 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다. 또, 도면의 치수 비율은 도시된 비율에 한정되지 않는다.
(코트제)
본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 코트제는, 열경화성 수지와, 백색 안료와, 경화제와, 경화 촉매를 함유하는 코트제로서, 상기 백색 안료의 함유량이, 상기 코트제의 고형분 전체 체적을 기준으로 하여 10 ∼ 85 체적% 이고, 상기 코트제로 이루어지는 경화물을 200 ℃ 에서 24 시간 방치한 경우의 백색도가 75 이상인 코트제이다.
상기 백색도는, 이하의 식 (1) 에 의하여 구해지는 것이다. 백색도는, 분광 측색계를 사용하여 측정할 수 있다.
W = 100 - sqr〔(100 - L)2 + (a2 + b2)〕 (1)
(W : 백색도, L : 명도, a : 색상, b : 채도)
또, 상기 코트제로 이루어지는 경화물의 경화 조건은, 코트제를 충분히 경화시킬 수 있는 조건이면 특별히 한정되지 않지만, 130 ∼ 180 ℃ 에서 0.5 ∼ 10 시간의 조건으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 코트제에 있어서, 상기 백색도는 75 이상일 필요가 있으나, 80 이상인 것이 보다 바람직하고, 90 이상인 것이 특히 바람직하다. 백색도는 백색 안료의 배합량이나, 백색 안료의 종류의 선택, 백색 안료 입자경의 선택에 의해 조정할 수 있다. 백색도를 높임으로써, 가시 광선 영역의 광반사율을 균일하게 하는, 즉 연색성을 향상시킬 수 있다. 또, 백색도를 높이기 위하여 바람직한 백색 안료로서 산화 티탄을 들 수 있다. 산화 티탄은 백색도를 향상시킬 수 있는 것에 추가하여, 은폐성이 높은 백색 안료이기 때문에, 기재 상에 별도 차광층을 형성하지 않고 광에 의한 기재의 열화를 억제할 수 있다.
또, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 코트제는, 에폭시 수지와, 백색 안료와, 산무수물계 경화제와, 경화 촉매를 함유하는 코트제로서, 상기 백색 안료의 함유량이, 상기 코트제의 고형분 전체 체적을 기준으로 하여 10 ∼ 85 체적% 이고, 상기 에폭시 수지는, 그 에폭시 수지와 상기 산무수물계 경화제로 이루어지는 경화물이, 두께 1 ㎜ 에 있어서 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 투과율이 75 % 이상이 되는 것인 코트제이다.
상기 투과율은 분광 광도계를 사용하여 측정할 수 있다.
상기 에폭시 수지와 산무수물계 경화제로 이루어지는 경화물에 있어서, 에폭시 수지와 산무수물계 경화제의 배합비는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 코트제에 있어서의 에폭시 수지와 산무수물계 경화제의 배합비와 동일하다.
또, 상기 에폭시 수지와 산무수물계 경화제로 이루어지는 경화물의 경화 조건은, 에폭시 수지와 산무수물계 경화제의 혼합물을 충분히 경화시킬 수 있는 조건이면 특별히 한정되지 않지만, 130 ∼ 180 ℃ 에서 0.5 ∼ 10 시간의 조건으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 코트제에 있어서, 상기 투과율은 75 % 이상일 필요가 있으나, 80 % 이상인 것이 보다 바람직하고, 85 % 이상인 것이 특히 바람직하다. 상기 투과율이 높은 것은, 즉 수지의 광흡수가 적은 것을 의미한다. 따라서, 상기 투과율을 높임으로써, 수지의 착색 열화를 저감할 수 있고, 코트제의 경화물의 광에 의한 열화를 저감할 수 있다. 이로써, 코트제의 경화물의 백색도를 높게 유지하는 것이 가능해져, 연색성이 높은 패키지를 제공할 수 있다.
상기 본 발명의 제 1 및 제 2 실시형태에 관련되는 코트제에 의하면, 도체 부재간에 사용되는 점에서, 우수한 내열성과, 가시광 영역에 있어서의 우수한 광반사율을 갖고, 가열 처리나 광조사 처리에 의한 광반사율의 저하를 충분히 억제할 수 있는 광반도체 소자 탑재용 기판을 형성할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시형태에 관련되는 코트제는, 광반도체 소자 탑재용 기판에 사용하기 위한 코트제로서, 열경화성 수지와, 백색 안료를 함유하고, 상기 백색 안료가 산화 티탄인 코트제이다. 상기 서술한 바와 같이 산화 티탄은 백색도를 향상시킬 수 있는 것에 추가하여 은폐성이 높은 백색 안료이다. 그 때문에, 상기 코트제를 사용함으로써 기재 상에 별도 차광층을 형성하지 않고 광에 의한 기재의 열화를 억제할 수 있다.
이하, 상기 본 발명의 코트제에 사용되는 각 성분에 대하여 설명한다.
본 발명에서 사용되는 열경화성 수지로는, 예를 들어 에폭시 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 그것들의 변성 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 에폭시 수지가 바람직하고, 지환식 에폭시 수지 및 이소시아누레이트 골격을 갖는 에폭시 수지가 보다 바람직하다. 또, 에폭시 수지는, 광조사에 의한 광반사율의 저하를 보다 충분히 억제하는 관점에서, 가능한 한 방향 고리를 갖지 않는 것인 것이 바람직하다. 또한, 열경화성 수지는 그 경화물의 투명성이 높은 것을 선택하는 것이 바람직하다. 또, 열경화성 수지는 비교적 착색이 적은 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 코트제에 있어서는, 열경화성 수지는 에폭시 수지일 필요가 있다.
지환식 에폭시 수지로는, 예를 들어 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트 {상품명 : 세로키사이드 2021, 세로키사이드 2021A, 세로키사이드 2021P (이상, 다이셀 화학 공업 주식회사 제조), ERL4221, ERL4221D, ERL4221E (이상, 다우 케미컬 닛폰 주식회사 제조)}, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트 {상품명 : ERL4299 (다우 케미컬 닛폰 주식회사 제조), EXA7015 (다이닛폰 잉크 화학 공업 주식회사 제조)}, 1-에폭시에틸-3,4-에폭시시클로헥산, 에피코트 YX8000, 에피코트 YX8034, 에피코트 YL7170 (이상, 쟈판 에폭시레진 주식회사 제조), 세로키사이드 2081, 세로키사이드 3000, 에포리드 GT301, 에포리드 GT401, EHPE3150 (이상, 다이셀 화학 공업 주식회사 제조) 등을 들 수 있다. 바람직한 지환식 에폭시 수지는 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 에피코트 YX8000, 에피코트 YX8034, 에포리드 GT301, 에포리드 GT401, EHPE3150 를 들 수 있다.
이소시아누레이트 골격을 갖는 에폭시 수지로는, 예를 들어 트리글리시딜이소시아누레이트 (상품명 : TEPIC-S, 닛산 화학 공업 주식회사 제조) 를 들 수 있다.
상기 이외의 에폭시 수지로는 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 S 형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 에피코트 828, YL980 (쟈판 에폭시레진 주식회사 제조), YSLV120TE (토토 화성 주식회사 제조) 등을 들 수 있다.
열경화성 수지는 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 적절히 혼합하여 사용할 수 있다.
코트제에 있어서의 열경화성 수지의 함유량은, 코트제의 고형분 전체량을 기준으로 하여 5 ∼ 30 질량% 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 20 질량% 인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 5 질량% 미만이면 유동성이 저하되어 불균일한 경화물이 되기 쉬운 경향이 있고, 30 질량% 를 초과하면 반사율이 저하되는 경향이 있다.
본 발명에서 사용되는 경화제로는, 상기 열경화성 수지와 반응하는 것이면 특별히 제한 없이 사용할 수 있으나, 비교적 착색이 적은 것이 바람직하다. 경화제로는, 예를 들어 산무수물계 경화제, 이소시아누르산 유도체, 페놀계 경화제 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 코트제에 있어서는, 경화제는 산무수물계 경화제일 필요가 있다.
산무수물계 경화제로는, 예를 들어 무수 프탈산, 무수 말레산, 무수 트리멜리트산, 무수 피로멜리트산, 헥사하이드로 무수 프탈산, 테트라하이드로 무수 프탈산, 무수 메틸나드산, 무수 나드산, 무수 글루타르산, 무수 디메틸글루타르산, 무수 디에틸글루타르산, 무수 숙신산, 메틸헥사하이드로 무수 프탈산, 메틸테트라하이드로 무수 프탈산, 노르보르넨디카르복실산 무수물, 메틸노르보르넨디카르복실산 무수물, 노르보르난디카르복실산 무수물, 메틸노르보르난디카르복실산 무수물을 들 수 있다.
이소시아누르산 유도체로는, 1,3,5-트리스(1-카르복시메틸)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(2-카르복시에틸)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3-카르복시프로필)이소시아누레이트, 1,3-비스(2-카르복시에틸)이소시아누레이트 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 서술한 경화제 중에서도, 무수 프탈산, 무수 트리멜리트산, 헥사하이드로 무수 프탈산, 테트라하이드로 무수 프탈산, 메틸헥사하이드로 무수 프탈산, 메틸테트라하이드로 무수 프탈산, 무수 글루타르산, 무수 디메틸글루타르산, 무수 디에틸글루타르산, 1,3,5-트리스(3-카르복시프로필)이소시아누레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
경화제는, 그 분자량이 100 ∼ 400 인 것이 바람직하고, 또 무색 내지 담황색인 것이 바람직하다.
경화제는, 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
코트제에 있어서의 경화제의 함유량은, 열경화성 수지 100 질량부에 대하여 50 ∼ 200 질량부인 것이 바람직하고, 100 ∼ 150 질량부인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 50 질량부 미만이면 충분히 경화가 진행되지 않는 경향이 있고, 200 질량부를 초과하면 경화물이 약하게 착색하기 쉬워지는 경향이 있다.
본 발명에서 사용되는 경화 촉매 (경화 촉진제) 로는 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 1,8-디아자비시클로(5,4,0)운데센-7, 트리에틸렌디아민, 트리-2,4,6-디메틸아미노메틸페놀 등의 3 급 아민류, 2-에틸-4메틸이미다졸, 2-메틸이미다졸 등의 이미다졸류, 트리페닐포스핀, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트, 테트라-n-부틸포스포늄-o,o-디에틸포스포로디티오에이트, 테트라-n-부틸포스포늄-테트라플루오로보레이트, 테트라-n-부틸포스포늄-테트라페닐보레이트 등의 인 화합물, 4 급 암모늄염, 유기 금속염류, 및 이들 유도체 등을 들 수 있다. 이것들은 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 경화 촉진제 중에서는 3 급 아민류, 이미다졸류, 인 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
코트제에 있어서의 경화 촉매 (경화 촉진제) 의 함유량은, 열경화성 수지 100 질량부에 대하여 0.01 ∼ 8 질량부인 것이 바람직하고, 0.1 ∼ 3 질량부인 것이 보다 바람직하다. 경화 촉진제의 함유량이, 0.01 질량부 미만에서는 충분한 경화 촉진 효과가 얻어지지 않는 경우가 있고, 또 8 질량부를 초과하면 얻어지는 성형체에서 변색이 보이는 경우가 있다.
본 발명에서 사용되는 백색 안료로는, 실리카, 알루미나, 산화 마그네슘, 산화 안티몬, 산화 티탄, 산화 지르코늄, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 황산 바륨, 탄산 마그네슘, 탄산 바륨, 무기 중공 입자 등을 들 수 있다. 이것들은 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 백색 안료로는, 열전도성, 광반사 특성, 성형성, 난연성의 관점에서 실리카, 알루미나, 산화 마그네슘, 산화 안티몬, 산화 티탄, 산화 지르코늄, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물이 바람직하다. 또, 무기 중공 입자로는, 예를 들어 규산 소다 유리, 알루미늄 규산 유리, 붕규산 소다 유리, 시라스 등을 들 수 있다. 또, 광반사 특성의 관점에서, 백색 안료로는 열경화성 수지와의 굴절률차가 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다. 열경화성 수지와의 굴절률차가 큰 백색 안료로는, 예를 들어 산화 티탄이나 무기 중공 입자를 사용하는 것이 바람직하고, 산화 티탄을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
백색 안료의 입경은, 평균 입경이 0.1 ∼ 50 ㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.1 ∼ 10 ㎛ 의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 이 평균 입경이 0.1 ㎛ 미만이면 입자가 응집되기 쉬워 분산성이 나빠지는 경향이 있고, 50 ㎛ 를 초과하면 반사 특성이 충분히 얻어지기 어려워지는 경향이 있다. 백색 안료의 평균 입경은, 레이저광식 입도 분포계, 예를 들어 Beckman Coulter LS 13 320 에 의해 측정되는 것이다.
또, 난연 효과의 관점에서는, 백색 안료로는 수산화 알루미늄 또는 수산화 마그네슘이 바람직하다. 또, 이들 난연제는 백색이고, 반사율에 미치는 영향이 없는 점에서 바람직하다. 또, 내습 신뢰성의 관점에서는, 이온성 불순물이 적은 수산화 알루미늄이나 수산화 마그네슘이 바람직하고, 예를 들어 Na 화합물의 함유량은 0.2 질량% 이하의 것이 바람직하다.
수산화 알루미늄이나 수산화 마그네슘의 평균 입경은 특별히 제한은 없지만, 난연성 및 유동성의 관점에서, 0.1 ∼ 50 ㎛ 가 바람직하고, 0.1 ∼ 10 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다.
코트제에 있어서의 수산화 알루미늄 또는 수산화 마그네슘의 함유량은, 백색 안료 전체량을 기준으로 하여 10 ∼ 30 질량% 가 바람직하고,20 ∼ 30 질량% 인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 10 질량% 미만에서는, 난연효과가 충분히 얻어지기 어려워지는 경향이 있고, 30 질량% 를 초과하면 유동성이나 경화성에 악영향을 주는 경향이 있다.
코트제에 있어서의 백색 안료의 함유량 (충전량) 은, 코트제의 고형분 전체 체적을 기준으로 하여 10 ∼ 85 체적% 인 것이 필요하고, 15 ∼ 70 체적% 인 것이 보다 바람직하고, 20 ∼ 50 체적% 인 것이 특히 바람직하다. 이 함유량이 10 체적% 미만이면 광반사 특성이 저하되는 경향이 있고, 85 체적% 를 초과하면 성형성이 나빠져 기판의 제작이 곤란해지는 경향이 있다.
또, 본 발명의 코트제로는, 백색 안료의 분산성을 향상시키는 목적에서 커플링제를 첨가해도 된다. 커플링제로는, 실란 커플링제나 티타네이트계 커플링제 등을 들 수 있는데, 착색의 관점에서, 에폭시실란계의 커플링제가 바람직하다. 에폭시실란계의 커플링제로는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
코트제에 있어서의 커플링제의 함유량은, 백색 안료 100 질량부에 대하여 5 질량부 이하인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 코트제로는 그 밖의 첨가제로서 산화 방지제, 광안정제, 자외선 흡수제, 이형제, 이온 포착제, 가요화재 등을 첨가해도 된다. 가요화제로는 아크릴 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 실리콘·카프로락톤 블록 공중합체등이 적합하다.
또한, 본 발명의 코트제로는 용제를 첨가해도 된다. 용제로는 예를 들어, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸부틸케톤 등을 들 수 있다. 단, 상기 조성을 갖는 본 발명의 코트제는 무(無)용제이어도 액상이며, 용제를 첨가하지 않고 성막하는 것이 가능하다. 무용제의 경우에는, 성막시에 B 스테이지화하는 공정을 생략할 수 있기 때문에 공정의 간략화가 가능함과 함께, B 스테이지화에 수반되는 광반사율 저하 등의 문제를 해소할 수 있다.
본 발명의 코트제는, 25 ℃ 에서의 점도가 5 ∼ 200 Pa·s 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 50 Pa·s 인 것이 보다 바람직하다. 코트제의 점도는 E 형 점도계에 의해 측정되는 것이다. 점도가 5 Pa·s 미만이면 두께에 불균일이 발생되기 쉬운 경향이 있고, 200 Pa·s 를 초과하면 인쇄성이 저하되는 경향이 있다.
(광반도체 소자 탑재용 기판 및 광반도체 장치)
본 발명의 광반도체 소자 탑재용 기판은, 상기 서술한 본 발명의 코트제를 사용하여 기재 상의 복수의 도체 부재 (접속 단자) 간에 형성된 백색 수지층을 구비하는 것이다. 또는, 본 발명의 광반도체 소자 탑재용 기판은, 기재와, 그 기재의 표면에 형성된 복수의 도체 부재와, 기재의 표면에 형성된, 상기 서술한 본 발명의 코트제로 이루어지는 백색 수지층을 구비하는 것이다. 혹은, 본 발명의 광반도체 소자 탑재용 기판은, 기재와, 그 기재의 표면에 형성된 백색 수지층과, 도체 부재를 구비하는 광반도체 소자 탑재용 기판으로서, 백색 수지층이 에폭시 수지와, 백색 안료를 함유하는 코트제의 경화물인 것이다. 또, 본 발명의 광반도체 장치는, 상기 본 발명의 광반도체 소자 탑재용 기판에 광반도체 소자를 탑재하여 이루어지는 것이다.
도 1 은, 본 발명의 광반도체 장치의 바람직한 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 광반도체 장치 (100) 는, 기재 (1) 와, 그 기재 (1) 의 표면에 형성된 복수의 도체 부재 (2) 와, 복수의 도체 부재 (접속 단자) (2) 간에 형성된, 상기 본 발명의 코트제로 이루어지는 백색 수지층 (3) 을 구비하는 광반도체 소자 탑재용 기판에 광반도체 소자 (10) 가 탑재되고, 그 광반도체 소자 (10) 가 봉지되도록 투명한 봉지 수지 (4) 가 형성된, 표면 실장형의 발광 다이오드이다. 광반도체 장치 (100) 에 있어서, 광반도체 소자 (10) 는, 접착층 (8) 을 개재하여 도체 부재 (2) 에 접착되어 있고, 와이어 (9) 에 의해 도체 부재 (2) 와 전기적으로 접속되어 있다.
기재 (1) 로는 광반도체 소자 탑재용 기판에 사용되는 기재를 특별히 제한 없이 사용할 수 있는데, 예를 들어 에폭시 수지 적층판 등의 수지 적층판 등을 들 수 있다.
도체 부재 (2) 는, 접속 단자로서 기능하는 것으로서, 예를 들어 동박을 포토 에칭하는 방법 등, 공지된 방법에 의해 형성할 수 있다.
광반도체 소자 탑재용 기판은, 본 발명의 코트제를 기재 (1) 상의 복수의 도체 부재 (2) 간에 도포하고, 가열 경화하여 상기 코트제로 이루어지는 백색 수지층 (3) 을 형성함으로써 제작할 수 있다.
본 발명의 코트제의 기판 (1) 으로의 도포 방법으로는, 예를 들어 인쇄법, 다이 코트법, 커튼 코트법, 스프레이 코트법, 롤 코트법 등의 도포 방법을 사용할 수 있다.
코트제의 도막을 가열 경화할 때의 가열 조건으로는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들어 130 ∼ 180 ℃, 30 ∼ 600 분간의 조건에서 가열을 행하는 것이 바람직하다.
그 후, 도체 부재 (2) 표면에 여분으로 부착한 수지 성분은, 버프 연마 등에 의해 제거하고, 도체 부재 (2) 로 이루어지는 회로를 노출시켜 광반도체 소자 탑재용 기판으로 한다.
또, 백색 수지층 (3) 과 도체 부재 (2) 의 밀착성을 확보하기 위하여, 도체 부재 (2) 에 대하여 산화 환원 처리나 CZ 처리 (맥크 주식회사 제조) 등의 조화 (粗化) 처리를 행하는 것도 바람직하다.
상기 본 발명의 광반도체 소자 탑재용 기판은, 그 표면이 백색 수지층 (3) 과 도체 부재 (2) 만으로 형성되어 있기 때문에, 그 광반도체 소자 탑재용 기판을 사용함으로써 열이나 광 열화 (劣化) 가 충분히 억제된 장수명의 광반도체 장치를 얻을 수 있다. 또, 상기 본 발명의 광반도체 소자 탑재용 기판에 있어서는, 백색 수지층 (3) 이 도체 부재 (2) 사이에만 배치되어 있기 때문에, 예를 들어 백색 수지층 (3) 을 기재 (1) 와 도체 부재 (2) 사이의 기재 (1) 표면 전체에 형성하는 경우와 비교하여, 광반도체 소자 탑재용 기판의 휨의 발생을 충분히 억제할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 광반도체 장치의 다른 바람직한 일 실시형태를 나타내는 사시도이고, 도 3 은 도 2 에 나타낸 광반도체 장치의 모식 단면도이고, 도 4 는 도 2 에 나타낸 광반도체 장치의 평면도이다.
도 2 ∼ 도 4 에 나타내는 바와 같이, 광반도체 장치 (200) 는, 기재 (11) 와, 그 기재 (11) 의 표면에 형성된 도체 부재 (12a, 12b) 와, 기재 (11) 의 표면에 형성된, 상기 본 발명의 코트제로 이루어지는 백색 수지층 (13) 을 구비하는 광반도체 소자 탑재용 기판에 광반도체 소자 (20) 가 탑재되고, 그 광반도체 소자 (20) 가 봉지되도록 투명한 봉지 수지 (14) 가 형성된, 표면 실장형의 발광 다이오드이다. 광반도체 장치 (200) 에 있어서, 광반도체 소자 (20) 는 도체 부재 (12a) 에 접착되어 있고, 와이어 (19) 에 의해 도체 부재 (12b) 와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 도체 부재 (12a, 12b) 는, 기재 (11) 내를 관통하는 스루홀 (도시 생략) 을 통해, 기재 (11) 의 이면측에 형성된 도체 부재 (12c, 12d) 와 각각 도통이 도모되어 있다. 광반도체 장치 (200) 을 구성하는 각 부재에는, 도 1 에 나타낸 광반도체 장치 (100) 를 구성하는 각 부재와 동일한 것이 사용된다. 그리고, 광반도체 장치 (200) 에 있어서도, 광반도체 소자 탑재용 기판의 표면이 백색 수지층 (13) 과 도체 부재 (12) 만으로 형성되어 있기 때문에, 상기 서술한 광반도체 장치 (100) 와 동일한 효과가 얻어진다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명했으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 서술하지만, 본 발명의 범위는 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
열경화성 수지 (에폭시 수지) 로서 트리글리시딜이소시아누레이트 (상품명 : TEPIC-S, 닛산 화학 공업 주식회사 제조) 100 질량부와, 경화제 (산무수물계 경화제) 로서 메틸헥사하이드로프탈산 무수물 (상품명 : HN-5500F, 히타치 화성 공업 주식회사 제조) 150 질량부와, 백색 안료로서 산화 티탄 (상품명 : FTR-700, 사카이 화학 공업 주식회사 제조, 평균 입경 : 0.2 ㎛ ) 470 질량부와, 경화 촉매 (경화 촉진제) 로서 테트라-n-부틸포스포늄-o,o-디에틸포스포로디티오에이트 (상품명 : PX-4ET, 닛폰 화학 공업 주식회사 제조) 1.5 질량부를 혼합하고, 혼련 온도 20 ∼ 30 ℃, 혼련 시간 10 분의 조건에서 롤 혼련하여 백색의 코트제를 제조하였다. 얻어진 백색 코트제의 점도는 25 ℃ 에서 10 Pa·s 였다.
[실시예 2]
열경화성 수지 (에폭시 수지) 로서 지환식 에폭시 수지인 세로키사이드 2021P (상품명, 다이셀 화학 공업 주식회사 제조) 100 질량부와, 메틸헥사하이드로프탈산 무수물 (상품명 : HN-5500F, 히타치 화성 공업 주식회사 제조) 120 질량부와, 산화 티탄 (상품명 : FTR-700, 사카이 화학 공업 주식회사 제조) 410 질량부와, 테트라-n-부틸포스포늄-o,o-디에틸포스포로디티오에이트 (상품명 : PX-4ET, 닛폰 화학 공업 주식회사 제조) 1.5 질량부를 혼합하고, 혼련 온도 20 ∼ 30 ℃, 혼련 시간 10 분의 조건에서 롤 혼련하여 백색의 코트제를 제조하였다. 얻어진 백색 코트제의 점도는 25 ℃ 에서 8 Pa·s 였다.
[실시예 3]
트리글리시딜이소시아누레이트 (상품명 : TEPIC-S, 닛산 화학 공업 주식회사 제조) 50 질량부와, 세로키사이드 2021P (상품명, 다이셀 화학 공업 주식회사 제조) 50 질량부와, 메틸헥사하이드로프탈산 무수물 (상품명 : HN-5500F, 히타치 화성 공업 주식회사 제조) 135 질량부와, 산화 티탄 (상품명 : FTR-700, 사카이 화학 공업 주식회사 제조) 440 질량부와, 테트라-n-부틸포스포늄-o,o-디에틸포스포로디티오에이트 (상품명 : PX-4ET, 닛폰 화학 공업 주식회사 제조) 1.5 질량부를 혼합하고, 혼련 온도 20 ∼ 30 ℃, 혼련 시간 10 분의 조건에서 롤 혼련하여 백색의 코트제를 제조하였다. 얻어진 백색 코트제의 점도는 25 ℃ 에서 12 Pa·s 였다.
[실시예 4]
에폭시 수지 (트리글리시딜이소시아누레이트) 를 비스페놀 A 형 에폭시 수지 (상품명 : YL980, 쟈판 에폭시레진 주식회사 제조) 로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 백색의 코트제를 제조하였다. 얻어진 백색 코트제의 점도는 25 ℃ 에서 8 Pa·s 였다.
[실시예 5]
에폭시 수지 (트리글리시딜이소시아누레이트) 를 비스페놀 S 형 에폭시 수지 (상품명 : YSLV120TE, 토토 화성 주식회사 제조) 로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 백색의 코트제를 제조하였다. 얻어진 백색 코트제의 점도는 25 ℃ 에서 10 Pa·s 였다.
[비교예 1]
에폭시 수지 (트리글리시딜이소시아누레이트) 를 비페닐형 에폭시 수지로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 백색의 코트제를 제조하였다. 얻어진 백색 코트제의 점도는 25 ℃ 에서 12 Pa·s 였다.
(광 투과율의 측정)
실시예 1 ∼ 5 및 비교예 1 에서 각각 제조한 백색 코트제와 동일한 배합비로 에폭시 수지 및 경화제만을 혼합하였다. 이 혼합물을 캐스트법에 의해 이형 처리 PET 형(型) 상에 도포하고, 150 ℃ 에서 120 분간 가열 경화시키고, 이형 처리 PET 를 박리하여 에폭시 수지 및 경화제로 이루어지는 두께 1 ㎜ 의 경화막을 제작하였다. 이 경화막의 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 투과율을, 분광 광도계 (상품명 : V-570 형 분광 광도계, 닛폰 분광 주식회사 제조) 에 의해 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure 112012089153047-pat00001
(백색도의 측정)
실시예 1 ∼ 5 및 비교예 1 에서 각각 제조한 백색 코트제를, 캐스트법에 의해 Al 박 부착 형(型) 상에 도포하고, 150 ℃ 에서 120 분간 가열 경화시키고, Al 박을 박리하여 백색 코트제로 이루어지는 두께 1 ㎜ 의 경화막을 제작하였다. 이 경화막에 대하여 초기 및 200 ℃ 에서 24 시간 방치 후의 L (명도), a·b (색상·채도), 백색도 및 파장 460 ㎚ 의 광반사율을, 분광 측색계 (상품명 : CM-508d, 미놀타사 제조) 를 사용하여 측정하였다. 그 결과를 표 2 (초기) 및 표 3 (200 ℃ 에서 24 시간 방치 후) 에 나타낸다.
Figure 112012089153047-pat00002
Figure 112012089153047-pat00003
(착색의 유무 및 광반사율의 평가)
상기 백색도의 측정으로 제작한 경화막에 대하여 착색의 유무를 육안으로 확인하였다. 착색이 없는 (백색인) 경우에는「A」, 착색이 있는 경우에는「B」로 하였다. 또, 상기 경화막의 파장 460 ㎚ 의 광반사율을, 분광 측색계 (상품명 : CM-508d, 미놀타사 제조) 를 사용하여 측정하였다. 그 결과들을 표 4 에 나타낸다.
(열·광 처리 후의 착색의 유무 및 광반사율의 평가)
상기 백색도의 측정으로 제작한 경화막에 대하여 200 ℃ 의 온도에서, 파장 240 ∼ 380 ㎚ 의 광을 0.22 W/㎠ 의 방사 조도에서 2 시간 조사하였다. 이 열·광 처리 후, 착색의 유무를 육안으로 확인하였다. 착색이 없는 (백색인) 경우에는「A」, 착색이 있는 경우에는「B」로 하였다. 또, 상기 경화막의 파장 460 ㎚ 의 광반사율을, 분광 측색계 (상품명 : CM-508d, 미놀타사 제조) 를 사용하여 측정하였다. 그 결과들을 표 4 에 나타낸다.
Figure 112012089153047-pat00004
표 4 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 5 의 백색 코트제는, 가열 처리나 광조사 처리에 의한 착색이 없고, 광반사율의 저하가 충분히 억제되어 있는 것이 확인되었다.
(광반도체 장치의 제작)
포토 에칭에 의해 동박으로 이루어지는 도체 회로를 형성한 광반도체 소자 탑재용 기판의 도체 회로를 CZ 처리로 조화 (粗化) 한 후, 실시예 1 ∼ 5 및 비교예 1 의 백색 코트제를 인쇄법에 의해 두께 50 ㎛ 로 도포하고, 150 ℃ 에서 2 시간 가열 경화시키고, 또한 도체 회로 표면에 부착된 여분의 수지를 버프 연마에 의해 제거하여 도체 회로를 노출시킴으로써, 도체 회로간에 백색 수지층을 형성하였다. 그 후, 도체 회로에 니켈, 은 도금을 행하고, 광반도체 소자를 다이 본드하였다. 나아가, 와이어 본드에 의해 광반도체 소자와 도체 회로를 전기적으로 접속하고, 투명 봉지 수지로 봉지하여 광반도체 장치를 제작하였다.
본 발명의 코트제로 이루어지는 백색 수지층을 기판 표면의 도체 부재간에 형성된 광반도체 소자 탑재용 기판에 의하면, 기판 표면이 백색 수지층과 도체 회로만으로 형성되어 있기 때문에, 열이나 광 열화가 충분히 억제된 장수명의 광반도체 장치를 얻을 수 있다.
산업상 이용가능성
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 내열성이 높고, 가시광 영역에 있어서 광반사율이 높고, 또 가열 처리나 광조사 처리에 의한 광반사율의 저하가 적은 광반도체 소자 탑재용 기판 등의 기판을 형성할 수 있는, 도체 부재간 등에 사용되는 코트제, 이것을 사용한 광반도체 소자 탑재용 기판 및 광반도체 장치를 제공할 수 있다.
1, 11 … 기재,
2, 12 … 도체 부재,
3, 13 … 백색 수지층,
4, 14 … 봉지 수지,
8 … 접착층,
9, 19 … 와이어,
10, 20 … 광반도체 소자,
100, 200 … 광반도체 장치.

Claims (6)

  1. 기재와, 그 기재의 표면에 형성된 복수의 도체 부재와, 상기 기재의 표면에 형성되고 상기 복수의 도체 부재 사이에 형성된 코트제로 이루어지는 백색 수지층을 구비하는 광반도체 소자 탑재용 기판으로서,
    상기 코트제는, 열경화성 수지와, 백색 안료를 함유하고, 상기 백색 안료가 산화 티탄인, 광반도체 소자 탑재용 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지가, 지환식 에폭시 수지 또는 이소시아누레이트 골격을 갖는 에폭시 수지를 함유하는, 광반도체 소자 탑재용 기판.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 광반도체 소자 탑재용 기판에 광반도체 소자를 탑재하여 이루어지는, 광반도체 장치.
  5. 기재와, 그 기재의 표면에 형성된 복수의 도체 부재와 상기 기재의 표면에 형성되고 상기 복수의 도체 부재 사이에 형성된 백색 수지층을 구비하는 광반도체 소자 탑재용 기판으로서,
    상기 백색 수지층이, 에폭시 수지와, 백색 안료를 함유하는 코트제의 경화물인, 광반도체 소자 탑재용 기판.
  6. 제 5 항에 기재된 광반도체 소자 탑재용 기판에 광반도체 소자를 탑재하여 이루어지는, 광반도체 장치.
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