專利名稱：用于封裝光學(xué)半導(dǎo)體元件和光學(xué)半導(dǎo)體器件的樹(shù)脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于封裝光學(xué)半導(dǎo)體元件的樹(shù)脂組合物。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于封裝光學(xué)半導(dǎo)體元件的樹(shù)脂組合物，賦予固化產(chǎn)品具有好的透明度和熱傳導(dǎo)性， 還涉及一種采用樹(shù)脂組合物的固化產(chǎn)物封裝的光學(xué)半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
任何用于涂敷和保護(hù)光學(xué)半導(dǎo)體元件例如發(fā)光二極管(LED)的樹(shù)脂組合物，都要求提供透明的固化產(chǎn)物。通常使用包括環(huán)氧樹(shù)脂如雙酚-A型或脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂和酸酐固化劑的組合物。(參見(jiàn)日本專利號(hào)3M1338和JP-A H7-25987)。然而，常規(guī)的透明環(huán)氧樹(shù)脂由于其低的短波光透射性導(dǎo)致耐光性較差或由于光致降解而易于變色。為了解決這個(gè)問(wèn)題，提出了一種涂敷和保護(hù)光學(xué)半導(dǎo)體元件的樹(shù)脂組合物，該組合物包括在一個(gè)分子中含有至少兩個(gè)碳-碳雙鍵的含烯基的硅化合物，在一個(gè)分子中含有至少兩個(gè)SiH基團(tuán)的硅化合物，和硅氫化催化劑(參見(jiàn)JP-A 2001-002922，和 W02006/77667)。然而，該有機(jī)硅組合物的固化產(chǎn)物，尤其是具有折光率最多1. 45的有機(jī)硅組合物的固化產(chǎn)物，具有缺點(diǎn)當(dāng)與常規(guī)的環(huán)氧樹(shù)脂組合物相對(duì)比時(shí)，該固化產(chǎn)物具有大的氣體滲透性，并因此允許在儲(chǔ)存和操作環(huán)境中存在的硫化物氣體透過(guò)。進(jìn)而，透過(guò)有機(jī)硅固化產(chǎn)物的硫化物氣體可以與LED組件的引線框基材的鍍銀表面反應(yīng)，從而通過(guò)硫化反應(yīng)將鍍銀改變成為硫化銀，引起鍍銀表面變黑。近來(lái)，LED變得比以前更亮，與提供給它們的電流的增加成比例。這導(dǎo)致從芯片產(chǎn)生的相當(dāng)多的熱量達(dá)到一個(gè)程度，以至只從引線框散熱不足以保持接點(diǎn)溫度低。引起的高溫致使封裝樹(shù)脂和芯片接合樹(shù)脂的降解，是造成LED壽命短的原因。已經(jīng)提供了一種方法來(lái)解決上面提到的鍍銀表面的硫化問(wèn)題，通過(guò)使用折光率至少145的有機(jī)硅固化產(chǎn)物，其具有相對(duì)小的氣體滲透性。然而，該有機(jī)硅固化產(chǎn)物仍然會(huì)遭受變色，因?yàn)榻鼇?lái)的發(fā)光元件想要高的發(fā)光效率，而伴隨著高的發(fā)熱。發(fā)光半導(dǎo)體器件如白LED，通常由具有引線框的反射器沖模片墊和其上面支撐的發(fā)光元件組成，它被熱固性樹(shù)脂例如含有熒光物質(zhì)的有機(jī)硅樹(shù)脂封裝。發(fā)光元件如LED產(chǎn)生強(qiáng)光和高熱。光和熱會(huì)降解接近元件的封裝樹(shù)脂，盡管熱量通過(guò)引線框消散。這個(gè)現(xiàn)象是顯而易見(jiàn)的，尤其是在存在熒光物質(zhì)的元件表面上。與元件表面接觸的封裝樹(shù)脂很容易劣化，因?yàn)樗邮樟藦?qiáng)光和累積熱量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于封裝光學(xué)半導(dǎo)體元件的樹(shù)脂組合物，其賦予固化產(chǎn)物具有好的熱傳導(dǎo)性和高透明性，以及提供優(yōu)異的消散作用，可以使從發(fā)光元件產(chǎn)生的熱量不僅可通過(guò)引線框消散，還可從封裝樹(shù)脂的表面消散。另一個(gè)目的是提供采用樹(shù)脂組合物封裝的光學(xué)半導(dǎo)體器件。
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本發(fā)明人進(jìn)行了細(xì)致的研究，發(fā)現(xiàn)如果封裝光學(xué)半導(dǎo)體元件的樹(shù)脂組合物是由可固化樹(shù)脂組合物和特定的二氧化硅基填料形成，其中該二氧化硅基填料與所述可固化樹(shù)脂組合物(不含填料)的固化產(chǎn)物的折光率差為士0. 03且具有至少0. 5ff/m ·Κ的導(dǎo)熱率，則上述目的得以實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明提供了下列用于封裝光學(xué)半導(dǎo)體元件的樹(shù)脂組合物和采用樹(shù)脂組合物封裝的光學(xué)半導(dǎo)體器件。[1] 一種用于封裝光學(xué)半導(dǎo)體元件的樹(shù)脂組合物，其包括可固化樹(shù)脂組合物和二氧化硅基填料，所述二氧化硅基填料與所述可固化樹(shù)脂組合物的固化產(chǎn)物的折光率差為士0. 03，并具有至少0. 5ff/m · K的導(dǎo)熱率。[2] [1]中的樹(shù)脂組合物，其進(jìn)一步包括熒光物質(zhì)。[3] [1]或[幻中的樹(shù)脂組合物，其中所述二氧化硅基填料的含量是5-150重量份， 基于100重量份的可固化樹(shù)脂組合物。[4] [1]到[3]任一項(xiàng)中的樹(shù)脂組合物，其中所述二氧化硅基填料具有1. 45-1. 55 的折光率。[5] [1]到[4]任一項(xiàng)中的樹(shù)脂組合物，其中所述二氧化硅基填料具有方晶石結(jié)構(gòu)。[6] [5]中的樹(shù)脂組合物，其中具有方晶石結(jié)構(gòu)的所述二氧化硅基填料具有 0. 01-75 μ m的顆粒尺寸和0. 8-1. 0的球形度。[7] [1]到[6]任一項(xiàng)中的樹(shù)脂組合物，其中可固化樹(shù)脂組合物是可固化有機(jī)硅橡膠組合物。[8] [7]中的樹(shù)脂組合物，其中可固化樹(shù)脂組合物是可加成固化的有機(jī)硅橡膠細(xì)合物。[9] 一種光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中光學(xué)半導(dǎo)體元件被[1]到[8]中任一項(xiàng)所述的樹(shù)脂組合物的固化產(chǎn)物封裝。發(fā)明有益效果根據(jù)本發(fā)明，用于封裝光學(xué)半導(dǎo)體元件的樹(shù)脂組合物提供一種固化產(chǎn)物，其允許有效熱消散，并防止因硫化反應(yīng)導(dǎo)致的銀變色而引起的反射性和亮度的劣化，并經(jīng)受住熱應(yīng)力測(cè)試?yán)鐫駳馕栈亓鳎蜔釠_擊測(cè)試，因而保證長(zhǎng)期可靠性。


圖1是截面示意圖，表示一種屬于本發(fā)明的LED器件的實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明，用于封裝光學(xué)半導(dǎo)體元件的樹(shù)脂組合物由可固化樹(shù)脂組合物和在其中引入的特定的二氧化硅基填料組成。本發(fā)明使用的可固化樹(shù)脂組合物包括主要由脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂組成的環(huán)氧樹(shù)脂組合物、由環(huán)氧樹(shù)脂和有機(jī)硅樹(shù)脂的復(fù)合樹(shù)脂組成的樹(shù)脂組合物、和可縮合固化型或可熱固化型有機(jī)硅橡膠組合物。其中優(yōu)選的是由如下組分組成的可加成固化的有機(jī)硅橡膠組合物
(A)具有非共價(jià)雙鍵的有機(jī)硅化合物；尤其是，在一個(gè)分子中具有兩個(gè)或更多烯基的有機(jī)聚硅氧烷；(B)有機(jī)氫聚硅氧烷；(C)鉬催化劑；(D)反應(yīng)引發(fā)劑；和(E)硅烷偶聯(lián)劑。組分(A)組分(A)是有機(jī)聚硅氧烷，由如下通式(1)所示R1R2R3SiO-(R4R5SiO)a-(R6R7SiO)b-SiR1R2R3 (1)其中，R1表示具有非共價(jià)雙鍵的單價(jià)烴基，R2到R7表示相同或不同的單價(jià)烴基， 更特別地R4到R7每個(gè)表示不具有脂肪族不飽和鍵的單價(jià)烴基，R6和/或R7表示脂肪族單價(jià)烴基，a和b是由0≤a+b≤500定義的整數(shù)，優(yōu)選10≤a+b ≤500 ；0 ≤ a ≤ 500，優(yōu)選 10≤a≤500 ;0≤b≤250，優(yōu)選0≤b≤150。在上述式中，R1應(yīng)該優(yōu)選為脂肪族不飽和基團(tuán)，如具有2-6個(gè)碳原子的烯基。R2 到R7每個(gè)應(yīng)該優(yōu)選具有1-20個(gè)碳原子，優(yōu)選1-10個(gè)碳原子。R2到R7的例子包括烷基、烯基、芳基或芳烷基。其中優(yōu)選的是烷基、芳基和芳烷基，其不具有不同于烯基的脂肪族不飽和鍵。R6和/或R7應(yīng)該優(yōu)選是芳族單價(jià)烴基，如具有6-12個(gè)碳原子的芳基，包括苯基、甲苯基。上述式(1)所示的有機(jī)聚硅氧烷可以通過(guò)在環(huán)狀二有機(jī)聚硅氧烷和二硅氧烷之間的堿性平衡反應(yīng)得到，前者包括環(huán)狀二苯基聚硅氧烷和環(huán)狀甲基苯基聚硅氧烷作為主鏈成分，后者包括二苯基四乙烯基二硅氧烷和二乙烯基四苯基二硅氧烷作為端基成分。前述硅氧烷通常不包括硅烷醇基和氯。下面是上述式(1)表示的有機(jī)聚硅氧烷的代表性實(shí)例。
權(quán)利要求
1.一種用于封裝光學(xué)半導(dǎo)體元件的樹(shù)脂組合物，其包括可固化樹(shù)脂組合物和二氧化硅基填料，該二氧化硅基填料與可固化樹(shù)脂組合物的固化產(chǎn)物的折光率差為士0. 03，并具有至少0. 5ff/m · K的導(dǎo)熱率。
2.權(quán)利要求1中的樹(shù)脂組合物，其進(jìn)一步包括熒光物質(zhì)。
3.權(quán)利要求1中的樹(shù)脂組合物，其中所述二氧化硅基填料的含量是5-150重量份，基于 100重量份的可固化樹(shù)脂組合物。
4.權(quán)利要求1中的樹(shù)脂組合物，其中所述二氧化硅基填料具有1.45-1. 55的折光率。
5.權(quán)利要求1中的樹(shù)脂組合物，其中所述二氧化硅基填料具有方晶石結(jié)構(gòu)。
6.權(quán)利要求5中的樹(shù)脂組合物，其中具有方晶石結(jié)構(gòu)的所述二氧化硅基填料具有 0. 01-75 μ m的顆粒尺寸和0. 8-1. 0的球形度。
7.權(quán)利要求1中的樹(shù)脂組合物，其中可固化樹(shù)脂組合物是可固化有機(jī)硅橡膠組合物。
8.權(quán)利要求7中的樹(shù)脂組合物，其中可固化樹(shù)脂組合物是可加成固化有機(jī)硅橡膠組合物。
9.一種光學(xué)半導(dǎo)體器件，其中光學(xué)半導(dǎo)體元件用權(quán)利要求1中樹(shù)脂組合物的固化產(chǎn)物封裝。
全文摘要
一種包括二氧化硅基填料的樹(shù)脂組合物，該二氧化硅基填料與可固化基礎(chǔ)樹(shù)脂的折光率差為±0.03，并具有不低于0.5W/m·K導(dǎo)熱率，和采用所述樹(shù)脂組合物封裝的發(fā)光二極管。樹(shù)脂組合物優(yōu)選通過(guò)能提供具有1.45-1.55折光率的固化產(chǎn)物的可固化有機(jī)硅樹(shù)脂，和分散在其中的方晶石粉末制備。
文檔編號(hào)C08K3/36GK102153863SQ20101062507
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者柏木努, 鹽原利夫 申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社