JP2005082798A - エポキシ樹脂組成物および白色基板 - Google Patents

Abstract

【課題】白色基板を製造するために好適に用いられ得る熱や光等で変色し難いエポキシ樹脂組成物および熱や光等で反射率の低下が生じ難い白色基板を提供する。
【解決手段】エポキシ樹脂組織を生成するためのエポキシ樹脂組成物は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、および三官能エポキシ樹脂とを含んで構成されるが、三官能エポキシ樹脂はガラス転移点Ｔｇが高く且つ可視光の全波長域に亘って透光性に優れている。そのため、このエポキシ樹脂組成物から生成されるエポキシ樹脂は、高い耐熱性と高い透光性とを兼ね備えることから加熱や光吸収による変色が抑制されるので、硬化後の処理過程すなわちＬＥＤの固定およびマザーボードへの実装や使用時にも初期の高い透光性が維持される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、白色基板、特に可視光発光ダイオード(ＬＥＤ)の実装に好適な白色基板と、これを製造するために好適に用いられるエポキシ樹脂組成物の改良に関する。

例えば、携帯電話や車載用オーディオ等の発光体である可視光ＬＥＤは、表面実装基板に固定され且つ透明樹脂で封止された状態で用いられる。そのため、表面実装基板は、ＬＥＤの発光のうち基板側に向かう光を可及的に反射して実質的な発光効率を高めるために、その反射率が高いことが望まれる。なお、本願において単に「光」というときは可視光を意味するものとする。

上記の基板は、例えば、ガラス織布等にエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグ(未硬化の樹脂薄板)を用意し、これを必要枚数だけ積層して硬化させることにより製造される。可視光の全波長域に亘って略透明なこのエポキシ樹脂中には酸化チタン等の白色の無機材料粉末が分散させられており、この無機材料粉末によって基板が白色化され、反射率が高められている(例えば特許文献１参照)。
特開平１１−２９３０９３号公報

ところで、上記公報に記載されいている白色基板は、エポキシ樹脂および酸化チタンに加えてシラン化合物を添加することにより、その酸化チタンの分散性を高め、延いてはそれらの混合物から製造される基板の反射率を高めている。しかしながら、このような白色基板を用いても400〜600(nm)程度の波長域、特に450(nm)近傍の青色領域において十分な反射率が得られず、ＬＥＤの発光効率が低い問題があった。

すなわち、ＬＥＤチップは白色基板上に例えば銀ペースト等を用いて固定されるが、その白色基板は、透明樹脂により封止された後、例えばマザーボードに半田付け等で実装される。白色基板への固定時には、例えば190(℃)で２時間程度の加熱処理が施され、マザーボードへの実装時には、例えば260(℃)で10〜20秒程度の加熱処理(例えばリフロー)が施される。そのため、白色基板がその製造当初に十分な反射率を有していても、これらの加熱処理の過程でエポキシ樹脂が茶色等に変色させられるので基板の反射率が低下するのである。しかも、上記白色基板を構成するエポキシ樹脂はＬＥＤから発生する光によっても変色させられ、基板の反射率は使用中にも低下させられる問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的は、白色基板を製造するために好適に用いられ得る熱や光等で変色し難いエポキシ樹脂組成物、および熱や光等で反射率の低下が生じ難い白色基板を提供することにある。

斯かる目的を達成するため、第１発明のエポキシ樹脂組成物の要旨とするところは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、三官能エポキシ樹脂とを含むことにある。

また、第２発明の白色基板の要旨とするところは、(ａ)第１発明のエポキシ樹脂組成物が共重合して硬化させられることにより形成されたエポキシ樹脂組織と、(ｂ)そのエポキシ樹脂組織中に分散させられた白色の無機材料粉末とを、含むことにある。

前記第１発明によれば、エポキシ樹脂組成物は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、および三官能エポキシ樹脂とを含んで構成されるが、三官能エポキシ樹脂はベンゼン環に３つのエポキシ基が結合した樹脂であってガラス転移点Ｔｇが高く且つ可視光の全波長域に亘って透光性に優れている。そのため、このエポキシ樹脂組成物から生成されるエポキシ樹脂は、高い耐熱性と高い透光性とを兼ね備えることから加熱に起因する変色(すなわち熱劣化)や吸収光による変色(すなわち光劣化)が抑制されるので、硬化後の処理過程や使用時にも初期の高い透光性が維持される。すなわち、透光性に優れていることから光を吸収し難いので、入射した光エネルギによる劣化が生じ難いのである。また、上記ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は難燃性に優れており、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は機械的強度に優れているため、このエポキシ樹脂組成物から生成されるエポキシ樹脂は、基板に好適な難燃性および機械的強度を備えている。したがって、第１発明のエポキシ樹脂組成物は熱や光等で変色し難い白色基板を製造するために好適に用いられ得る。

また、前記第２発明によれば、このようなエポキシ樹脂組成物が共重合して硬化させられることにより形成されたエポキシ樹脂組織は、基板に好適な高い難燃性および機械的強度を備えていると共に、高い透光性を有するエポキシ樹脂組織中に分散させられた白色の無機材料粉末によって基板が白色化されるので、反射率の高い白色基板が得られ、しかも、その高い耐熱性および透光性延いては高い反射率に基づき、加熱や光吸収に起因する変色が生じ難いので、白色基板の種々の処理過程や使用時においてもエポキシ樹脂組織の透光性が維持され延いては白色基板の高い反射率が維持される。したがって、熱や光等で反射率の低下が生じ難い白色基板が得られる。

ここで、好適には、前記ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ジブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ジクロロビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、およびテトラクロロビスフェノールＡ型エポキシ樹脂のうちから選択された少なくとも一種である。すなわち、本発明には、これらのエポキシ樹脂が好適に用いられる。

また、上記ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、単純な構造を有するものが着色を抑制するために好ましい。例えば、ビスフェノールＡのベンゼン環の水素の一部をハロゲン元素で置換したもの等が好適である。例えば、ＴＢＡ誘導体のようなアリル基を有するものは、黄色に着色する傾向があるので好ましくない。

また、好適には、前記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、図１(１)に化学式が示されるものである。

また、好適には、前記ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、図１(２)に化学式が示されるものである。

また、好適には、前記三官能エポキシ樹脂は、図１(３)に化学式が示されるものである。

また、好適には、前記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は5乃至15(重量％)の範囲で含まれ、前記ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は20乃至40(重量％)の範囲で含まれ、前記三官能エポキシ樹脂は50乃至70(重量％)の範囲で含まれるものである。このようにすれば、このエポキシ樹脂組成物から生成されたエポキシ樹脂およびそのエポキシ樹脂組織を備えた白色基板は、三官能エポキシ樹脂の割合が十分に大きくされていることから、ガラス転移点Ｔｇが十分に高くなるので、十分に高い耐熱性を有する。また、ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が適当な割合で含まれていることから、基板の十分な難燃性が確保される。また、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が少量含まれていることから十分な機械的強度が確保されるので、必要な機械的強度を維持しつつ基板厚みを薄くすることができる。すなわち、例えば0.2(mm)程度の極めて薄い白色基板を製造することもできる。

なお、三官能エポキシ樹脂は、Ｔｇが高いが機械的強度に劣る特徴を有する。そのため、ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂以外の全体を三官能エポキシ樹脂で構成すると硬化生成されるエポキシ樹脂延いては白色基板が脆くなり、機械的強度が不足する。ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、この機械的強度を確保する目的で添加される。

一層好適には、前記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、8〜12(重量％)の範囲で含まれ、前記ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、25〜35(重量％)の範囲で含まれ、前記三官能エポキシ樹脂は55〜65(重量％)の範囲で含まれる。

また、好適には、前記エポキシ樹脂組成物は、前記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、前記ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、および前記三官能エポキシ樹脂がアミン系反応触媒で反応させられることにより生成されたものである。この反応後のエポキシ樹脂組成物は、上記三種のエポキシ樹脂が硬化には至らない程度に重合させられることにより生成される前駆体であり、これを硬化剤等と混合して硬化させることにより前記のエポキシ樹脂組織が得られる。なお、上記エポキシ樹脂の反応触媒としては、無機塩系や燐系のもの等も用い得るが、アミン系触媒を用いれば、反応触媒に起因するエポキシ樹脂の着色が好適に抑制される。

また、好適には、前記白色基板は、前記エポキシ樹脂組織中に繊維を含むもの、一層好適には、エポキシ樹脂が布に含浸させられ且つ硬化させられたものである。本発明は、このような繊維強化樹脂基板に好適に適用される。

また、好適には、前記エポキシ樹脂組成物は、99.99(％)以上の純度を有するものである。このようにすれば、不純物が含まれることに起因する着色が好適に抑制される。

また、前記無機材料粉末は、エポキシ樹脂組織中で白色を呈するものであれば適宜のものを用い得るが、例えば二酸化チタン(チタンホワイト)が好適であり、中でもルチル構造のものが特に好適である。ルチル構造の二酸化チタンは、安定性が高いことから光触媒作用が弱いので、他の構造のものに比較してエポキシ樹脂の光劣化が抑制される。このような二酸化チタンからなる無機材料粉末は、例えば、二酸化珪素および水酸化アルミニウムを被覆したもの等が好適に用いられる。このようにすれば、二酸化チタンの触媒作用が一層抑制され、エポキシ樹脂の光劣化が一層抑制される。この結果、例えば460(nm)程度の波長域における白色基板の反射率が例えば5(％)程度向上する利点がある。

また、前記白色基板は、好適には、可視光ＬＥＤを固定するためのものである。本発明の白色基板は、可視光反射率が高く且つ耐熱性および耐光性に優れ且つ機械的強度が高いことから薄くでき、しかも、ＬＥＤを固定する際、或いは白色基板をマザーボード等に実装するために半田付けする際に加熱されても反射率が低下し難いので、このような用途に好適である。このような用途では基板が薄くされることから、反射率や難燃性に加えて特に高い機械的強度が求められることから本発明が有効である。また、可視光ＬＥＤの白色基板への固定は例えば200(℃)程度の温度で行われるが、三官能エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂組成物から生成されたエポキシ樹脂組織はそれよりも十分に高い210(℃)程度のＴｇを有するので、この点においても好適と言える。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図２は、本発明の一実施例のエポキシ樹脂組成物から製造された白色基板１０の利用例を説明する図であって、(ａ)は断面図を、(ｂ)は平面図をそれぞれ模式的に表している。図２において、白色基板１０上には、可視光ＬＥＤ１２がマウントされたランド１４が備えられており、そのランド１４から白色基板１０の裏面まで伸びる配線が設けられている。白色基板１０上のランド１４から僅かに隔てた位置には、同様に裏面まで伸びるリード１６が設けられている。これらランド１４およびリード１６は、例えば銅に金鍍金して成るものである。ＬＥＤ１２とリード１６とは、例えば金から成るワイヤ１８で接続されている。また、これらが設けられた白色基板１０の表面は透明樹脂モールド２０で覆われている。このようにＬＥＤ１２が固定された白色基板１０は、例えば携帯電話等のマザーボード２２上に設けられたランド２４，２６に半田付け等によって実装されている。なお、図２(ｂ)は、樹脂モールド２０を除去した状態で示している。

上記の白色基板１０は、例えば、図２(ｃ)に示すように、ガラス織布２８でエポキシ樹脂組織３０が強化された樹脂基板であって、例えば、0.2(mm)程度の厚さ寸法を備えたものである。このエポキシ樹脂組織３０は透明であるが、その中には例えば平均粒径が0.25(μm)程度の微細な白色の無機材料粉末３２、例えばルチル構造の二酸化チタン粉末(TiO₂)が分散されており、これにより全体が白色を呈している。これにより、基板１０は、可視光域の幅広い範囲、例えば400〜800(nm)程度の範囲で80(％)以上の高い反射率を有しているので、入射した可視光の殆どが吸収されることなく好適に反射される。このため、ＬＥＤ１２の発光のうち図２(ａ)における下方に向かったものは、基板１０で反射されて上方に向かわせられることになる。したがって、当初から上方に向かった光に加えて、下方に向かった光の殆どが透明樹脂モールド２０を透過して上方に射出されることから、このＬＥＤ封止体は極めて高い発光効率を有している。なお、白色基板１０は、例えば後述するような製造方法に基づき複数枚のガラス織布２８を備え且つ無機材料粉末３２が密に分散させられたものであるが、上記の図２(ｃ)においては、図示の便宜上一枚のガラス織布２８のみを示し、無機材料粉末３２も粗粒且つ疎らに描いている。

また、上記エポキシ樹脂組織３０を備えた白色基板１０は、例えば210(℃)程度のガラス転移点Ｔｇと、20(GPa)程度の曲げ弾性率と、UL94 V-0程度の難燃性とを有するものである。

上記のような白色基板１０は、例えば、図３に示される工程に従って製造される。先ず、樹脂混合工程Ｐ１において、白色基板１０のエポキシ樹脂組織３０を構成するための３種のエポキシ樹脂と反応触媒とをミキサー等を用いて混合する。ここで混合されるエポキシ樹脂は、例えば、図１(ａ)〜(ｃ)に示されるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、三官能エポキシ樹脂であり、例えばそれぞれ10(重量％)、30(重量％)、60(重量％)の割合で混合される。すなわち、基板１０に要求される難燃性を確保できるようにテトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の割合を定め、且つ、前記のような薄い基板１０としても破損しないだけの十分な機械的強度を確保できるようにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の割合を定め、残量を三官能エポキシ樹脂とする。また、上記反応触媒は、上記三種のエポキシ樹脂を硬化に至らない程度に重合させて前駆体となるエポキシ樹脂組成物を生成するためのものであって、例えば、無機塩系、燐系、アミン系のものを用いることができる。この中でもアミン系が高い透光性を得るために特に好ましく、例えば、住友化学製Sumitex Accelerator ACX等の有機アミン系触媒が好適である。なお、これらビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、三官能エポキシ樹脂の割合は、例えば、それぞれ5〜15(重量％)、20〜40(重量％)、50〜70(重量％)の範囲内で適宜定められる。

次いで、硬化剤等添加工程Ｐ２においては、混合され且つ重合させられた反応後のエポキシ樹脂組成物すなわち前駆体に、硬化剤、硬化促進剤、およびＭＥＫ(メチルエチルケトン)やメチルセロソルブ等の溶剤等を添加する。ここで、硬化剤としては、例えばジャパンエポキシレジン製DICY50等のジシアンジアミドが好適に用いられ、硬化促進剤としては、2-エチル-4メチルイミダゾール等が好適に用いられる。第１混合分散工程Ｐ３では、これらを添加した後、十分に混合して添加剤を分散させる。これにより、硬化剤および硬化促進剤を含む液状樹脂が調製される。本実施例においては、上記のような三種の樹脂が組み合わされて用いられる共に、上記のような硬化剤が用いられることから、エポキシ樹脂組織３０が高い透光性を以て生成され、これに二酸化チタン粉末が分散させられていることから前記のような高い反射率の白色基板１０となるのである。

次いで、第２混合分散工程Ｐ４では、例えばワニスと、別途無機粉末スラリ調製工程Ｓ１において調製された無機粉末スラリ、例えばTiO₂スラリとを上記の液状樹脂に添加し、更に混合して添加物を分散させることにより、充填材含有液状樹脂を調製する。なお、この段階で、溶剤を適宜添加することによって液状樹脂の粘度が調節される。また、上記無機粉末スラリ調製工程Ｓ１は、例えば、SiO₂およびAl(OH)₃でコートされた平均粒径が0.25(μm)程度のTiO₂粉末をメチルセロソルブ等に分散させてスラリを調製するものである。これらTiO₂の被覆は、エポキシ樹脂内でTiO₂の光触媒作用を抑制するために設けられているものであるが、前記の図２(ｃ)においては省略している。

次いで、樹脂含浸工程Ｐ５においては、このようにして調製した充填材含有液状樹脂を別途作製したガラス織布に含浸させ、Ｂステージまで半硬化させる。これにより、TiO₂粉末を含むプリプレグが得られる。

次いで、積層工程Ｐ６においては、上記のプリプレグを製造しようとする基板厚みに応じた枚数だけ、本実施例においては0.2(mm)程度の厚さ寸法の基板１０が得られるような枚数だけ積層する。そして、加熱圧着工程Ｐ７において、これを真空中において一対の成形型間で加圧しつつ加熱すると、前記三種類のエポキシ樹脂が共重合させられることによりプリプレグがＣステージまで硬化させられて前記の基板１０が得られる。このとき、加熱圧着は例えば図４に示されるタイミングチャートに従って行われる。すなわち、例えば40(hPa)以下の真空下において例えば200(℃)程度の温度まで30分程度の時間で温度を上昇させると共に、その昇温過程において成形型からプリプレグ積層物に加えられる面圧を例えば0.49(MPa)程度から2.49(MPa)程度まで高める。そして、この真空度、温度および面圧で例えば90分程度の時間だけ保持し、更に、真空度および面圧を保ったまま50(℃)程度の温度まで例えば27分程度で下降させ、そのまま例えば6分程度保持することにより、一回の加熱圧着工程が終了する。

このようにして製造された白色基板１０は、その表面に導体配線や電極等のパターニングが施されると共に、孔明け、鍍金やエッチング等の所定の加工が施された後、その上に前記のＬＥＤ１２が固定される。このＬＥＤ１２の固定は、例えば図５に示される工程に従って行われる。

すなわち、先ず銀ペースト塗布工程Ｒ１では、白色基板１０の表面のうちＬＥＤ１２が固着される部分すなわち前記のランド１４に銀ペーストを塗布する。次いで、チップ載置工程Ｒ２では、この銀ペースト上に別途作製したＬＥＤ１２を載せる。そして、これを乾燥工程Ｒ３において乾燥させると、その銀ペースト中の溶剤が除去されることによってランド１４上で硬化させられ、同時にＬＥＤ１２がそのランド１４に固着される。この乾燥処理は、例えば、190(℃)で２時間程度、或いは200(℃)で１時間程度保持することにより行われる。

次いで、ワイヤーボンディング工程Ｒ４では、固定されたＬＥＤ１２とリード１６との間に金製ワイヤ１８を接合し、樹脂モールド工程Ｒ５では、これらを透明樹脂で被覆する。以上の工程は一枚の白色基板１０上に多数のＬＥＤ１２を同時に固着するものであり、続く切断工程Ｒ６においてＬＥＤ１２毎に切断加工により分離される。これにより、前記図２(ａ)に示されるようなＬＥＤ封止体が得られる。そして、このＬＥＤ封止体をマザーボード２２に実装するに際しては、例えば、半田リフロー等が行われる。半田リフロー処理では、例えば260(℃)で10〜20秒程度だけ加熱されることになる。

白色基板１０は、このような製造工程を経て製造されると共に、その一面にＬＥＤ１２が固着され、更にマザーボード２２に実装されるが、これらＬＥＤ１２の固着時にそれぞれ200(℃)程度或いは260(℃)程度の加熱処理が施されても、製造直後の白色に略保たれており、高い可視光反射率を有している。すなわち、製造後の加熱等に起因するエポキシ樹脂組織３０の着色は特に認められず、高い透光性が維持されていた。すなわち、ＬＥＤ１２の固着時にはエポキシ樹脂組織３０のガラス転移点Ｔｇよりも低温であることから着色が生じず、マザーボード２２への実装時にはエポキシ樹脂組織３０のＴｇを越えるが短時間であるのでこの場合にも着色は特に生じない。

以下、白色基板１０の反射率を評価した結果を説明する。なお、この評価は、図６に示されるような積分球３４を備えた反射率測定装置を用いて、ＬＥＤ１２等を何ら固着していない状態で行った。この反射率測定装置では、積分球３４の下端には反射率測定資料として白色基板１０が配置されており、上方から入射した光が基板１０の表面で反射されると、積分球３４の内壁面で更に反射された反射光が側方に設けられている検出器３６で検出される。この装置では例えば220〜780(nm)の波長範囲で反射率を測定でき、波長分解能は例えば0.1(nm)程度である。

図７は、白色基板１０の初期反射率、すなわち製造直後の反射率の波長特性を評価したものである。横軸に入射光の波長を、縦軸に反射率を全反射を１とした相対値で表している。この図において、実施例Ａ，Ｂは、上述した工程で製造された本実施例の白色基板１０であり、前者が0.2(mm)の厚さ寸法、後者が0.06(mm)の厚さ寸法である他は同様に構成されたものである。また、比較例Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ利昌工業製CS-3965N、三菱ガス化学製HL-820、同HL-820Wである。これら３つの比較例の厚さ寸法は、何れも0.2(mm)程度になっている。

上記の図７に示されるように、厚さが0.2(mm)程度と厚い実施例Ａでは、400〜800(nm)程度の可視光の全域に亘って略一定の90(％)以上の反射率を有しており、厚さが0.06(mm)程度と薄い実施例Ｂでも長波長側ほど低下する傾向があるものの全域で80(％)以上、600(nm)程度以下の波長域では85(％)以上の反射率を有している。また、比較例Ａも、400(nm)未満の波長域では不安定な特性を示すものの、可視光の略全域において略一定の85(％)程度の反射率を有している。これに対して、比較例Ｂでは、可視光の全域に亘って70(％)程度以下の反射率に留まっており、しかも、短波長側ほど低下する傾向があって、400(nm)程度の波長では40(％)程度の反射率に過ぎない。また、比較例Ｃでは、450(nm)以上の波長域では80(％)以上の反射率を有しているが、それよりも短波長側では反射率が低下する傾向が顕著である。すなわち、本実施例の白色基板１０によれば、初期的に従来の殆どの白色基板よりも高い反射率を有している。

また、図８は、上記の反射率を評価した試料に耐熱試験を施した後の反射率を評価したものである。なお、耐熱試験は、例えば、200(℃)で２時間保持するものとした。この試験条件は、前述した図５に示される製造工程において、ＬＥＤ１２の固着のための乾燥工程Ｒ３の加熱条件が例えば乾燥機の設定値で190(℃)×２時間程度であることから、設定値に対する実際の温度の偏差を±10(℃)程度として、最も加熱される条件を想定したものである。

この図８に示されるように、実施例Ａ，Ｂ、比較例Ａ，Ｂ，Ｃ何れも全体的に反射率が低下する傾向が見られる。特に、450(nm)近傍の青色光の波長域では、650(nm)近傍の赤色光の波長域に比較して低下傾向が顕著である。しかしながら、低下の程度は、実施例が比較例に比較して著しく小さく留まっている。例えば、実施例Ａでは、600(nm)程度以上の波長において90(％)程度の反射率を維持しており、450(nm)程度の波長でも75(％)程度の反射率を有する。また、実施例Ｂでは、500(nm)程度以上の波長において実施例Ａよりは劣るものの80(％)以上の反射率を維持しており、それよりも短波長では実施例Ａと同程度の反射率を有している。

これに対して、比較例Ａは、650(nm)程度以上の波長では80(％)以上の高い反射率に保たれているものの、それよりも短波長では著しく反射率が低下し、450(nm)程度の波長では50(％)未満の反射率に留まる。また、比較例Ｂでは、長波長側では僅かな低下に留まるものの、短波長側ほど低下が著しく、450(nm)程度では20(％)程度の反射率に過ぎない。また、比較例Ｃも比較例Ｂと同様な傾向が見られる。すなわち、本実施例によれば、これら比較例Ａ，Ｂ，Ｃに比べて耐熱試験後の反射率の低下が小さく留められる特徴がある。上記の低下傾向は、加熱されることによって基板のエポキシ樹脂組織が茶変させられ、延いては基板が茶色に変色させられることに起因するものであるが、本実施例によればその茶変の程度が従来に比べて著しく少なくなるのである。

図９(ａ)(ｂ)は、上記の耐熱試験の前後の反射率の変化を、460(nm)程度の青色光および620(nm)程度の赤色光についてそれぞれ棒グラフで示したものである。この図において、白抜きの棒は耐熱試験前の反射率を、斜線を施した棒は耐熱試験後の反射率を表している。また、後者の上には、耐熱試験前の反射率に対する耐熱試験後の反射率の割合を百分率で表した。青色光領域では、初期反射率に対して、比較例Ａが56(％)程度、比較例Ｂが47(％)程度、比較例Ｃが46(％)程度の値に低下するが、実施例Ａは83(％)程度、実施例Ｂは80(％)程度の値に維持されており、反射率の低下の程度が極めて少ないことが判る。

また、赤色光領域では、初期反射率に対して比較例Ａが92(％)程度、比較例Ｂが81(％)程度、比較例Ｃが85(％)程度の値に低下しており、青色光領域に比較して低下の程度は少ないが、実施例Ａ，Ｂでは、それぞれ97(％)、96(％)程度の値に低下しているに過ぎず、この波長域でも本実施例の方が比較例の何れよりも優れていることが明らかである。

すなわち、本実施例の白色基板１０によれば、従来の白色基板に比較して加熱による反射率の低下が著しく少なく、特に、従来顕著であった青色光領域における低下が抑制されていること、すなわち、耐熱性が著しく改善している。

また、図１０は、耐光試験を施した後の反射率を評価した結果を示したものである。この耐光試験は、例えば青色ＬＥＤを用いて460(nm)程度の波長で10000(lx)程度の照度の光を試料に継続的に1300時間照射して行った。すなわち、本実施例の白色基板１０は、前記の図２に示されるように例えばＬＥＤ１２の基板として用いられるものであるが、前述したように、ＬＥＤ１２の発光の一部は基板側に向かう。そのため、使用中においてＬＥＤ１２から発生した光が照射されることになるため、耐光性が不十分であると次第に茶変して反射率が低下するのである。この評価は、斯かる使用中の変色延いては反射率の低下の可能性を比較したものである。

上記の図において、実施例Ａ，Ｂは、短波長側すなわち青色光領域の近傍において反射率の僅かな低下が認められるが、460(nm)程度の波長で90(％)の十分に大きい反射率を有している。一方、比較例Ａは、全波長域に亘って明らかな低下傾向が認められ、特に、600(nm)程度以下の波長域ではその低下傾向が顕著で、460(nm)程度の波長では50(％)程度の反射率に低下している。また、比較例Ｃは、600(nm)程度以下の波長域で低下が顕著であり、460(nm)程度の波長では、70(％)程度までの低下が認められる。なお、比較例Ｂは、初期の反射率が低いことから低下傾向は顕著ではない。

図１１は、上記の耐光試験において、横軸に光照射時間を、縦軸に460(nm)の波長における反射率をとって示したものである。この図に示すように、実施例Ａ，Ｂにおいては、1000時間程度まで殆ど反射率の低下が認められず、1000時間を越えても僅かな低下に留まっている。これに対して、比較例Ａは、試験開始後から速やかに低下傾向が認められ、500時間を越えた辺りから低下速度が高まっている。また、比較例Ｂは、1000時間程度まで殆ど変化が無いが、1000時間程度から急激な低下傾向が認められる。また、比較例Ｃは、600時間程度まで初期の反射率に略維持されるが、これを越えた辺りから急激な反射率の低下傾向が生じる。

したがって、これら図１０、図１１に示される結果から、実施例Ａ，Ｂの白色基板１０が従来の白色基板に比較して耐光性においても優れていることが明らかである。すなわち、従来の白色基板は、加熱した場合ほどでは無いが、光吸収に起因するエポキシ樹脂組織の茶変延いては白色基板の茶変が生じ易いのに対して、本実施例によれば、光吸収に起因する茶変も極めて少なくなるのである。

要するに、本実施例によれば、エポキシ樹脂組織３０を生成するためのエポキシ樹脂組成物は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、および三官能エポキシ樹脂とを含んで構成されるが、三官能エポキシ樹脂はガラス転移点Ｔｇが高く且つ可視光の全波長域に亘って透光性に優れている。そのため、このエポキシ樹脂組成物から生成されるエポキシ樹脂３０は、高い耐熱性と高い透光性とを兼ね備えることから加熱や光吸収による変色が抑制されるので、硬化後の処理過程すなわちＬＥＤ１２の固定およびマザーボード２２への実装や使用時にも初期の高い透光性が維持される。また、上記テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は難燃性に優れており、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は機械的強度に優れているため、このエポキシ樹脂組成物から生成されるエポキシ樹脂組織３０は、白色基板１０に好適な難燃性および機械的強度を備えている。

また、このようなエポキシ樹脂組成物が共重合して硬化させられることにより形成されたエポキシ樹脂組織３０は、白色基板１０に好適な高い難燃性および機械的強度を備えていると共に、高い透光性を有するエポキシ樹脂組織３０中に分散させられた白色の無機材料粉末３２によって基板１０が白色化されるので、反射率の高い白色基板１０が得られ、しかも、その高い耐熱性および透光性延いては高い反射率に基づき、加熱や光吸収に起因する変色が生じ難いので、白色基板１０の種々の処理過程や使用時においてもエポキシ樹脂組織３０の透光性が維持され延いては白色基板１０の高い反射率が維持される。

また、本実施例においては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が10(重量％)の割合で含まれ、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が30(重量％)の割合で含まれ、三官能エポキシ樹脂が60(重量％)の割合で含まれることから、このエポキシ樹脂組成物から生成されたエポキシ樹脂組織３０を備えた白色基板１０は、三官能エポキシ樹脂の割合が十分に大きくされていることから、ガラス転移点Ｔｇが前述したように十分に高くなるので、十分に高い耐熱性を有する。また、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が適当な割合で含まれていることから、基板の十分な難燃性が確保される。また、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が少量含まれていることから十分な機械的強度が確保されるので、必要な機械的強度を維持しつつ基板厚みを薄くすることができる。

また、本実施例においては、エポキシ樹脂組成物を構成する３種のエポキシ樹脂の反応触媒としてアミン系触媒が用いられていることから、反応触媒に起因するエポキシ樹脂の着色が好適に抑制される。

以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施できる。

例えば、実施例においては、本発明がＬＥＤ１２が固定される白色基板１０に適用された場合について説明したが、難燃性、耐熱性、耐光性、および機械的強度を十分に備えた透光性樹脂組織が望まれるものであれば、用途は特に限定されず、本発明のエポキシ樹脂組成物が同様に用いられ得る。

また、実施例においては、白色の無機材料粉末３２を液状樹脂に添加して製造される白色基板１０に本発明が適用された場合について説明したが、本発明のエポキシ樹脂組成物は、白色以外の粉末などを添加する場合や、エポキシ樹脂組織３０に着色せず透明のままで用いる場合にも本発明は同様に適用される。

また、実施例においては、ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としてテトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が用いられていたが、その他のハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂もこれに代えて用いることができる。

また、エポキシ樹脂組成物を構成する三種のエポキシ樹脂の混合割合や液状樹脂の調製時における添加物の種類や量等は、実施例で示したものに限られず、所望とする特性に応じて適宜定められる。

その他、一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。

(１)〜(３)は、それぞれ本発明のエポキシ樹脂組成物を構成するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、および三官能エポキシ樹脂の化学式の一例を示す図である。 (ａ)は、本発明の一実施例の白色基板がＬＥＤの実装に用いられた利用例を説明する断面図であり、(ｂ)は、平面図であり、(ｃ)は、その白色基板の断面構造を模式的に示す図である。 図２の白色基板の製造方法を説明するための工程図である。 図３の熱圧着工程における実施条件を説明するタイミングチャートである。 白色基板上へのＬＥＤの固定方法を説明するための工程図である。 反射率の測定方法を説明する図である。 図３の製造方法により製造された白色基板の初期の可視光反射率を従来の白色基板と比較して示す図である。 耐熱試験後における実施例および比較例の可視光反射率を示す図である。 (ａ)は、耐熱試験後の青色光の反射率の低下を説明する図であり、(ｂ)は、耐熱試験後の赤色光の反射率の低下を説明する図である。 耐光試験後における実施例および比較例の可視光反射率を示す図である。 耐光試験後における実施例および比較例の青色光の反射率の低下を光照射時間との関係で示す図である。

符号の説明

１０：白色基板、３０：エポキシ樹脂組織、３２：無機材料粉末

Claims (5)

1. ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、三官能エポキシ樹脂とを含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
2. 前記ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ジブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ジクロロビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、およびテトラクロロビスフェノールＡ型エポキシ樹脂のうちから選択された少なくとも一種である請求項１のエポキシ樹脂組成物。
3. 前記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は5乃至15(重量％)の範囲で含まれ、前記ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は20乃至40(重量％)の範囲で含まれ、前記三官能エポキシ樹脂は50乃至70(重量％)の範囲で含まれるものである請求項１のエポキシ樹脂組成物。
4. 前記エポキシ樹脂組成物は、前記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、前記ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、および前記三官能エポキシ樹脂がアミン系反応触媒で反応させられることにより生成されたものである請求項１のエポキシ樹脂組成物。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかのエポキシ樹脂組成物が共重合して硬化させられることにより形成されたエポキシ樹脂組織と、
   そのエポキシ樹脂組織中に分散させられた白色の無機材料粉末と
   を、含むことを特徴とする白色基板。

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