JP2009167358A - Heat-dissipating resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放熱性樹脂組成物に関し、詳しくは、表面実装型ＬＥＤパッケージを構成する、ＬＥＤ実装用基板、及び、このＬＥＤ実装用基板に配設されるリフレクターの形成に好適な放熱性樹脂組成物並びに上記各物品に関する。 The present invention relates to a heat-dissipating resin composition, and more specifically, a heat-dissipating resin composition suitable for forming an LED mounting substrate that constitutes a surface-mounting LED package and a reflector disposed on the LED mounting substrate. It relates to a thing and said each article.
従来、ＬＥＤ素子は、小型であり、長寿命であり、省電力性に優れることから、表示灯等の光源として利用されている。また、近年、より輝度の高いＬＥＤ素子が比較的安価に製造されるようになったことから、蛍光ランプ及び白熱電球に替わる光源としての利用が検討されている。このような光源に適用する場合、大きな照度を得るために、表面実装型ＬＥＤパッケージ、即ち、例えば、アルミニウム等の金属製のベース基板（ＬＥＤ実装用基板）上に複数のＬＥＤ素子を配置し、各ＬＥＤ素子の周りに光を所定方向に反射させるリフレクターを配設する方式が多用されている。しかし、ＬＥＤ素子は発光時に発熱を伴うため、このような方式のＬＥＤ照明装置では、ＬＥＤ素子の発光時の温度上昇が、輝度の低下、ＬＥＤ素子の短寿命化等を招くこととなる。そこで、放熱性の高い金属からなるベース基板上にＬＥＤ素子のベアチップを実装して、発光時の発熱をベース基板に拡散するような構造のＬＥＤ照明装置が提案されている（例えば特許文献１及び２）。
Conventionally, an LED element is used as a light source such as an indicator lamp because it is small in size, has a long life, and is excellent in power saving. In recent years, LED elements with higher luminance have been manufactured at a relatively low cost, and their use as light sources to replace fluorescent lamps and incandescent lamps has been studied. When applying to such a light source, in order to obtain a large illuminance, a plurality of LED elements are arranged on a surface mount type LED package, that is, a base substrate made of metal such as aluminum (LED mounting substrate), for example, A method of arranging a reflector that reflects light in a predetermined direction around each LED element is frequently used. However, since LED elements generate heat during light emission, in such a type of LED lighting device, a temperature increase during light emission of the LED elements leads to a decrease in luminance, a shortened life of the LED elements, and the like. Therefore, an LED lighting device having a structure in which a bare chip of an LED element is mounted on a base substrate made of a metal having high heat dissipation property and heat generated during light emission is diffused to the base substrate has been proposed (for example,
本発明の目的は、表面実装型ＬＥＤパッケージを構成する、ＬＥＤ実装用基板とした場合、及び、リフレクターとした場合、のいずれにおいても、ＬＥＤ素子が発光しているときの放熱性、電気絶縁性（以下「絶縁性」という）及び耐熱性に優れる放熱性樹脂組成物、並びに、それを含むＬＥＤ実装用基板及びリフレクターを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat dissipation property and an electrical insulation property when the LED element emits light in any of the case where the LED mounting substrate and the reflector constituting the surface mounting type LED package are used. (Hereinafter referred to as “insulating”) and a heat dissipating resin composition excellent in heat resistance, and an LED mounting substrate and a reflector including the same.
本発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意研究した結果、特定の熱可塑性樹脂と、特定の熱伝導性フィラーとを含む組成物を用いて、ＬＥＤ実装用基板とした場合、及び、リフレクターとした場合、のいずれにおいても、ＬＥＤ素子が発光しているときの放熱性、絶縁性及び耐熱性に優れていたことを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made a LED mounting substrate using a composition containing a specific thermoplastic resin and a specific thermal conductive filler, and a reflector. In any case, it was found that the LED element was excellent in heat dissipation, insulation and heat resistance when emitting light, and the present invention was completed.
本発明は、以下に示される。
１．ポリテトラメチレンアジパミド及び窒化ホウ素を含有し、前者の割合が１５〜９５質量％、後者の割合が５〜８５質量％（但し、両者の合計量は１００質量％）であることを特徴とする放熱性樹脂組成物。
２．ポリテトラメチレンアジパミド及び窒化ホウ素の合計１００質量部に対し、着色剤０．０５〜３０質量部を配合して成る上記１に記載の放熱性樹脂組成物。
３．熱伝導率が２．０（ｗ／ｍ・Ｋ）以上、熱変形温度が２６０（℃）以上、熱放射率が０．７以上、シャルピー衝撃強度が２．０（ｋＪ／ｍ２）以上である上記１に記載の放熱性樹脂組成物。
４．上記１〜３の何れかに記載の放熱性樹脂組成物から成ることを特徴とするＬＥＤ実装用基板。
５．上記１〜３の何れかに記載の放熱性樹脂組成物から成ることを特徴とするリフレクター。
６．上記５に記載のリフレクターを備えていることを特徴とするＬＥＤ実装用基板。
７．上記１〜３の何れかに記載の放熱性樹脂組成物から成ることを特徴とする表面実装部品用成形材料。
The present invention is shown below.
1. It contains polytetramethylene adipamide and boron nitride, and the ratio of the former is 15 to 95% by mass and the ratio of the latter is 5 to 85% by mass (however, the total amount of both is 100% by mass). A heat dissipating resin composition.
2. 2. The heat dissipating resin composition as described in 1 above, wherein 0.05 to 30 parts by mass of a colorant is blended with 100 parts by mass of polytetramethylene adipamide and boron nitride in total.
3. Thermal conductivity is 2.0 (w / m · K) or higher, thermal deformation temperature is 260 (° C) or higher, thermal emissivity is 0.7 or higher, and Charpy impact strength is 2.0 (kJ / m 2 ) or higher. 2. The heat dissipating resin composition as described in 1 above.
4). An LED mounting substrate comprising the heat-dissipating resin composition according to any one of 1 to 3 above.
5. A reflector comprising the heat-dissipating resin composition as described in any one of 1 to 3 above.
6). An LED mounting substrate comprising the reflector according to 5 above.
7). A molding material for surface mounting components, comprising the heat-dissipating resin composition according to any one of 1 to 3 above.
本発明の放熱性樹脂組成物によれば、成形加工性及び耐衝撃性に優れ、ＬＥＤ実装用基板とした場合、及び、リフレクターとした場合、のいずれにおいても、ＬＥＤ素子が発光しているときの放熱性、絶縁性及び耐熱性に優れる。従って、本発明の放熱性樹脂組成物を含むＬＥＤ実装用基板及びリフレクターは、ＬＥＤ素子が発光している時の発熱による温度上昇は、放熱により抑制されることから、輝度の低下を招くことなく、ＬＥＤ素子の長寿命化を図ることができる。 According to the heat-dissipating resin composition of the present invention, it is excellent in moldability and impact resistance, and when it is used as an LED mounting substrate and as a reflector, the LED element emits light. Excellent heat dissipation, insulation and heat resistance. Therefore, the LED mounting substrate and the reflector including the heat-dissipating resin composition of the present invention are prevented from increasing in temperature due to heat generation when the LED element emits light, so that the luminance is not lowered. The life of the LED element can be extended.
本発明のＬＥＤ実装用基板によれば、ＬＥＤ素子が発光しているときの放熱性、絶縁性及び耐熱性に優れる。本発明のリフレクターによれば、ＬＥＤ素子が発光しているときの放熱性、絶縁性、耐熱性、及び、光に対する反射性に優れる。そして、本発明の放熱性樹脂組成物は、基板とリフレクター部とが連続相となった一体成形品として得られることから、その生産性に優れ、その結果、ＬＥＤ照明装置の生産性にも優れる。 According to the LED mounting substrate of the present invention, the heat dissipation, insulation and heat resistance when the LED element emits light are excellent. According to the reflector of this invention, it is excellent in the heat dissipation, the insulation, heat resistance, and the reflectivity with respect to light when the LED element is light-emitting. And since the heat-radiating resin composition of the present invention is obtained as an integrally molded product in which the substrate and the reflector portion are in a continuous phase, it is excellent in productivity, and as a result, it is also excellent in productivity of the LED lighting device. .
以下、本発明を詳しく説明する。 The present invention will be described in detail below.
＜放熱性樹脂組成物＞
本発明の放熱性樹脂組成物は、ポリテトラメチレンアジパミド（以下「ナイロン４，６」という）及び窒化ホウ素を含有する。
<Heat-dissipating resin composition>
The heat-radiating resin composition of the present invention contains polytetramethylene adipamide (hereinafter referred to as “nylon 4, 6”) and boron nitride.
本発明で用いられるナイロン４，６は、テトラメチレンジアミンとアジピン酸とから得られるポリテトラメチレンアジパミドおよびポリテトラメチレンアジパミド単位を主たる構成成分とする共重合ポリアミドを含む。さらに、他のポリアミドをナイロン４，６の特性を損なわない範囲で混合成分として含んでもよい。共重合成分は特に制限がなく、公知のアミド形成成分を用いることができる。共重合成分の代表例として、６-アミノカプロン酸、１１-アミノウンデカン酸、１２-アミノウンデカン酸、パラアミノメチル安息香酸などのアミノ酸、ε-カプロラクタム、ω-ラウリルラクタムなどのラクタム、ヘキサメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４ -／２，４，４-トリメチルヘキサメチレンジアミン、５-メチルノナメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、１，３-ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４-ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１-アミノ-３-アミノメチル-３，５，５-トリメチルシクロヘキサン、ビス（３-メチル-４-アミノシクロヘキシル）メタン、２，２-ビス（４−アミノシクロヘキシル）プロパン、２，２-ビス（アミノプロシル）ピペラジン、アミノエチルピペラジンなどのジアミンとアジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン２酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２-クロルテレフタル酸、２-メチルテレフタル酸、５- メチルイソフタル酸、５-ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ジグリコ−ル酸などのジカルボン酸などを挙げることができる。 Nylon 4 and 6 used in the present invention include polytetramethylene adipamide obtained from tetramethylene diamine and adipic acid and a copolyamide having polytetramethylene adipamide units as main components. Furthermore, other polyamides may be included as a mixing component as long as the characteristics of nylon 4 and 6 are not impaired. The copolymer component is not particularly limited, and a known amide-forming component can be used. Representative examples of copolymer components include amino acids such as 6-aminocaproic acid, 11-aminoundecanoic acid, 12-aminoundecanoic acid and paraaminomethylbenzoic acid, lactams such as ε-caprolactam and ω-lauryllactam, hexamethylenediamine, un Decamethylenediamine, dodecamethylenediamine, 2,2,4- / 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 5-methylnonamethylenediamine, metaxylylenediamine, paraxylylenediamine, 1,3-bis (amino Methyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1-amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane, bis (3-methyl-4-aminocyclohexyl) methane, 2,2- Bis (4-aminocyclohexyl) propane, 2,2-bis (aminopros B) Diamines such as piperazine and aminoethylpiperazine and adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 2-chloroterephthalic acid, 2-methylterephthalic acid, 5-methylisophthalic acid Examples thereof include dicarboxylic acids such as 5-sodium sulfoisophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, hexahydroisophthalic acid, and diglycolic acid.
また、本発明で用いられるナイロン４，６の製造方法は任意である。例えば、特開昭５６−１４９４３０号公報、特開昭５６−１４９４３１号公報、特開昭５８−８３０２９号公報および特開昭６１−４３６３１号公報などで開示された方法、すなわち、先ず環状末端基が少ないプレポリマ−を特定の条件下で製造した後、これを水蒸気雰囲気下で固相重合して高粘度ナイロン４，６を調製する方法あるいは２-ピロリドンやＮ-メチルピロリドンなどの極性有機溶媒中で加熱してそれを得る方法などがある。ナイロン４，６の重合度については特に制限はないが、２５℃、９６％硫酸中、１ｇ／ｄｌにおける相対粘度が２.０から６.０の範囲内にあるナイロン４６が好ましく用いられる。 Moreover, the manufacturing method of nylon 4 and 6 used by this invention is arbitrary. For example, the methods disclosed in JP-A-56-149430, JP-A-56-149431, JP-A-58-83029, JP-A-61-43631, etc. A prepolymer with a low content is produced under specific conditions and then solid-phase polymerized in a steam atmosphere to prepare high viscosity nylons 4 and 6 or in a polar organic solvent such as 2-pyrrolidone or N-methylpyrrolidone. There is a method to get it by heating with. The degree of polymerization of nylon 4 and 6 is not particularly limited, but nylon 46 having a relative viscosity in the range of 2.0 to 6.0 at 25 g and 96% sulfuric acid at 1 g / dl is preferably used.
本発明で用いられる窒化ホウ素としては、ｃ−ＢＮ（閃亜鉛鉱構造）、ｗ−ＢＮ（ウルツ鉱構造）、ｈ−ＢＮ（六方晶構造）、ｒ−ＢＮ（菱面体晶構造）等の複数の安定構造が知られている。本発明においては、いずれの窒化ホウ素も用いることができるが、六方晶構造の窒化ホウ素が好ましい。六方晶構造の窒化ホウ素を用いることにより、成形品を得る際に用いる成形機、及び、金型の摩耗が低減できる。
六方晶構造の窒化ホウ素は、層状の結晶構造を有しており、その形状は、平板状（鱗片状）である。この層状構造を有する窒化ホウ素において、層に平行な方向（ａ軸方向）の熱伝導性は、層に垂直な方向（ｃ軸方向）のそれの約３０倍程度といわれている。
The boron nitride used in the present invention includes a plurality of c-BN (zinc blende structure), w-BN (wurtzite structure), h-BN (hexagonal crystal structure), r-BN (rhombohedral crystal structure), etc. The stable structure of is known. In the present invention, any boron nitride can be used, but hexagonal boron nitride is preferred. By using hexagonal structure boron nitride, the wear of the molding machine and the mold used for obtaining the molded product can be reduced.
Hexagonal boron nitride has a layered crystal structure, and the shape thereof is a flat plate (scale-like). In boron nitride having this layered structure, the thermal conductivity in the direction parallel to the layer (a-axis direction) is said to be about 30 times that in the direction perpendicular to the layer (c-axis direction).
窒化ホウ素の形状は、特に限定されず、球状、線状（繊維状）、平板状（鱗片状）、曲板状等とすることができ、単粒タイプでも、顆粒タイプ（単粒の凝集品）でもよい。鱗片状のものを用いると、熱伝導性に優れた成形品が得られるとともに、機械的特性が良好となるので好ましい。鱗片状の窒化ホウ素は、絶縁性に優れると共に、窒化ホウ素自体白色性に優れることから、白色度の高い成形品を得やすく、光に対する反射特性に優れ、リフレクターとした場合、及び、リフレクター部を備えるＬＥＤ実装用基板とした場合、のいずれにおいても、ＬＥＤ素子が発光しているときの光に対する反射特性にも優れる。 The shape of the boron nitride is not particularly limited, and can be spherical, linear (fibrous), flat (scale-like), curved, etc. ) Use of a scaly product is preferable because a molded product having excellent thermal conductivity can be obtained and the mechanical properties can be improved. Scale-like boron nitride is excellent in insulation, and since boron nitride itself is excellent in whiteness, it is easy to obtain a molded product with high whiteness, excellent in reflection characteristics with respect to light, and a reflector part. In any case where the LED mounting substrate is provided, the reflection characteristics with respect to light when the LED element emits light are also excellent.
窒化ホウ素としては、レーザー回折法で測定した体積平均粒子径が２〜１００μｍのものが好ましく、より好ましくは３〜５０μｍ、更に好ましくは５〜３０μｍである。比表面積は８ｍ２／ｇ以下のものが好ましく、より好ましくは４ｍ２／ｇである。また、粒度分布を測定して得られた累積体積が１０％であるときの粒子径Ｄ１０は７μｍ以下が好ましく、より好ましくは６μｍ以下であり、９０％であるときの粒子径Ｄ９０は３０μｍ以上が好ましく、より好ましくは３５μｍ以上である。また、Ｄ１０とＤ９０の比Ｄ９０／Ｄ１０の値は３〜１５であることが好ましく、より好ましくは５〜１０である。
また、窒化ホウ素のアスペクト比は、好ましくは３以上、より好ましくは４以上、更に好ましくは５〜１０である。純度は、好ましくは９８％以上、より好ましくは９９％以上である。タップ密度は、好ましくは０．５ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは０．７ｇ／ｃｍ３以上である。Ｌ値は、好ましくは９３以上である。
これらの範囲とすることにより放熱性、熱伝導性、及び光に対する反射特性に優れた成形品を得ることができる。また、上記範囲の範囲であれば、異なる粒子径の窒化ホウ素を組み合わせて用いてもよい。更に、窒化ホウ素は一次粒子が凝集した凝集タイプのものより、分散しているものの方が好ましい。
Boron nitride preferably has a volume average particle diameter of 2 to 100 μm as measured by a laser diffraction method, more preferably 3 to 50 μm, and still more preferably 5 to 30 μm. The specific surface area is preferably 8 m 2 / g or less, more preferably 4 m 2 / g. Further, the particle diameter D10 when the cumulative volume obtained by measuring the particle size distribution is 10% is preferably 7 μm or less, more preferably 6 μm or less, and the particle diameter D90 when 90% is 30 μm or more. Preferably, it is 35 μm or more. Moreover, it is preferable that the value of ratio D90 / D10 of D10 and D90 is 3-15, More preferably, it is 5-10.
Further, the aspect ratio of boron nitride is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and further preferably 5 to 10. The purity is preferably 98% or more, more preferably 99% or more. The tap density is preferably 0.5 g /
By setting it as these ranges, the molded article excellent in heat dissipation, heat conductivity, and the reflective characteristic with respect to light can be obtained. Further, boron nitride having different particle diameters may be used in combination within the above range. Further, boron nitride is preferably dispersed rather than agglomerated type in which primary particles are aggregated.
本発明において、ナイロン４，６の配合割合は、１５〜９５質量％、窒化ホウ素の配合割合が５〜８５質量％（但し、両者の合計量は１００質量％）である。ナイロン４，６の配合量が少なすぎる（窒化ホウ素の配合量が多すぎる）と、成形加工性、耐衝撃性及び曲げ歪み特性が劣る傾向にあり、一方、ナイロン４，６の配合量が少なすぎる多すぎる（窒化ホウ素の配合量少なすぎる）と、放熱性が劣る傾向にある。ナイロン４，６の配合量は、好ましくは３０〜７０質量％であり、より好ましくは４５〜６５質量％である。 In the present invention, the blending ratio of nylon 4 and 6 is 15 to 95 mass%, and the blending ratio of boron nitride is 5 to 85 mass% (however, the total amount of both is 100 mass%). If the blending amount of nylon 4 or 6 is too small (the blending amount of boron nitride is too large), molding processability, impact resistance and bending strain characteristics tend to be inferior, while the blending amount of nylon 4 or 6 is small. If the amount is too large (the amount of boron nitride is too small), the heat dissipation tends to be inferior. The blending amount of nylon 4 and 6 is preferably 30 to 70 mass%, more preferably 45 to 65 mass%.
本発明の放熱性樹脂組成物は、目的、用途等に応じて、添加剤を含有したものとすることができる。この添加剤としては、充填剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、老化防止剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、離型剤、抗菌剤、着色剤、結晶核剤、流動改質剤、衝撃改質剤等が挙げられる。尚、本発明の放熱性樹脂組成物を、リフレクターの形成、及び、リフレクター部を備えるＬＥＤ実装用基板の形成に用いる場合は、組成物が白色系の色を維持できるように、添加剤を選択することが好ましい。また、本発明の放熱性樹脂組成物を、リフレクター部を備えないＬＥＤ実装用基板の形成に用いる場合は、添加剤によって着色されたものであってもよい。 The heat-dissipating resin composition of the present invention may contain an additive depending on the purpose and application. These additives include fillers, heat stabilizers, antioxidants, UV inhibitors, anti-aging agents, antistatic agents, plasticizers, lubricants, flame retardants, mold release agents, antibacterial agents, colorants, crystal nucleating agents. , Flow modifiers, impact modifiers and the like. In addition, when using the heat-radiating resin composition of the present invention for the formation of a reflector and the formation of a substrate for LED mounting having a reflector portion, an additive is selected so that the composition can maintain a white color. It is preferable to do. Moreover, when using the heat dissipation resin composition of this invention for formation of the board | substrate for LED mounting which is not provided with a reflector part, it may be colored with the additive.
上記充填剤としては、タルク、マイカ、クレー、ワラストナイト、シリカ、炭酸カルシウム、ガラス繊維、ガラスビーズ、ガラスバルーン、ミルドファイバー、ガラスフレーク、アラミド繊維、ポリアリレート繊維等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
上記充填剤の含有量は、上記ナイロン４，６及び窒化ホウ素の量を１００質量部とした場合、通常３〜３０質量部である。
Examples of the filler include talc, mica, clay, wollastonite, silica, calcium carbonate, glass fiber, glass beads, glass balloon, milled fiber, glass flake, aramid fiber, polyarylate fiber, and the like. These can also be used in combination of two or more.
Content of the said filler is 3-30 mass parts normally, when the quantity of the said nylon 4, 6 and boron nitride is 100 mass parts.
上記熱安定剤としては、ホスファイト類、ヒンダードフェノール類、チオエーテル類等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
上記熱安定剤の含有量は、上記ナイロン４，６及び窒化ホウ素の量を１００質量部とした場合、通常０．１〜５質量部である。
Examples of the heat stabilizer include phosphites, hindered phenols, thioethers, and the like. These can also be used in combination of two or more.
Content of the said heat stabilizer is 0.1-5 mass parts normally, when the quantity of the said nylon 4, 6 and boron nitride is 100 mass parts.
上記酸化防止剤としては、ヒンダードアミン類、ハイドロキノン類、ヒンダードフェノール類、硫黄含有化合物等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
上記酸化防止剤の含有量は、上記ナイロン４，６及び窒化ホウ素の量を１００質量部とした場合、通常０．１〜５質量部である。
Examples of the antioxidant include hindered amines, hydroquinones, hindered phenols, and sulfur-containing compounds. These can also be used in combination of two or more.
Content of the said antioxidant is 0.1-5 mass parts normally, when the quantity of the said nylon 4, 6 and boron nitride is 100 mass parts.
上記紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、サリチル酸エステル類、金属錯塩類等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
上記紫外線吸収剤の含有量は、上記ナイロン４，６及び窒化ホウ素の量を１００質量部とした場合、通常０．０５〜５質量部である。
Examples of the ultraviolet absorber include benzophenones, benzotriazoles, salicylic acid esters, metal complex salts and the like. These can also be used in combination of two or more.
Content of the said ultraviolet absorber is 0.05-5 mass parts normally, when the quantity of the said nylon 4, 6 and boron nitride is 100 mass parts.
上記老化防止剤としては、例えば、ナフチルアミン系化合物、ジフェニルアミン系化合物、ｐ−フェニレンジアミン系化合物、キノリン系化合物、ヒドロキノン誘導体系化合物、モノフェノール系化合物、ビスフェノール系化合物、トリスフェノール系化合物、ポリフェノール系化合物、チオビスフェノール系化合物、ヒンダードフェノール系化合物、亜リン酸エステル系化合物、イミダゾール系化合物、ジチオカルバミン酸ニッケル塩系化合物、リン酸系化合物等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
上記老化防止剤の含有量は、上記ナイロン４，６及び窒化ホウ素の量を１００質量部とした場合、通常０．１〜５質量部である。
Examples of the anti-aging agent include naphthylamine compounds, diphenylamine compounds, p-phenylenediamine compounds, quinoline compounds, hydroquinone derivative compounds, monophenol compounds, bisphenol compounds, trisphenol compounds, polyphenol compounds. Thiobisphenol compound, hindered phenol compound, phosphite compound, imidazole compound, nickel dithiocarbamate salt compound, phosphate compound and the like. These can also be used in combination of two or more.
The content of the anti-aging agent is usually 0.1 to 5 parts by mass when the amount of nylon 4, 6 and boron nitride is 100 parts by mass.
上記可塑剤としては、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ブチルオクチルフタレート、ジ−（２−エチルヘキシル）フタレート、ジイソオクチルフタレート、ジイソデシルフタレート等のフタル酸エステル類；ジメチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジ−（２−エチルヘキシル）アジペート、ジイソオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、オクチルデシルアジペート、ジ−（２−エチルヘキシル）アゼレート、ジイソオクチルアゼレート、ジイソブチルアゼレート、ジブチルセバケート、ジ−（２−エチルヘキシル）セバケート、ジイソオクチルセバケート等の脂肪酸エステル類；トリメリット酸イソデシルエステル、トリメリット酸オクチルエステル、トリメリット酸ｎ−オクチルエステル、トリメリット酸系イソノニルエステル等のトリメリット酸エステル類；ジ−（２−エチルヘキシル）フマレート、ジエチレングリコールモノオレート、グリセリルモノリシノレート、トリラウリルホスフェート、トリステアリルホスフェート、トリ−（２−エチルヘキシル）ホスフェート、エポキシ化大豆油、ポリエーテルエステル等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
上記可塑剤の含有量は、上記ナイロン４，６及び窒化ホウ素の量を１００質量部とした場合、通常０．１〜１５質量部である。
Examples of the plasticizer include phthalates such as dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, diisobutyl phthalate, dioctyl phthalate, butyl octyl phthalate, di- (2-ethylhexyl) phthalate, diisooctyl phthalate, and diisodecyl phthalate; dimethyl adipate , Diisobutyl adipate, di- (2-ethylhexyl) adipate, diisooctyl adipate, diisodecyl adipate, octyl decyl adipate, di- (2-ethylhexyl) azelate, diisooctyl azelate, diisobutyl azelate, dibutyl sebacate, di- Fatty acid esters such as (2-ethylhexyl) sebacate, diisooctyl sebacate; trimellitic acid isodecyl ester, trimellitic acid octy Esters, trimellitic acid esters such as trimellitic acid n-octyl ester, trimellitic acid isononyl ester; di- (2-ethylhexyl) fumarate, diethylene glycol monooleate, glyceryl monoricinolate, trilauryl phosphate, tristearyl phosphate , Tri- (2-ethylhexyl) phosphate, epoxidized soybean oil, polyether ester and the like. These can also be used in combination of two or more.
Content of the said plasticizer is 0.1-15 mass parts normally, when the quantity of the said nylon 4, 6 and boron nitride is 100 mass parts.
上記滑剤としては、脂肪酸エステル、炭化水素樹脂、パラフィン、高級脂肪酸、オキシ脂肪酸、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、脂肪族ケトン、脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステル、脂肪族アルコール、多価アルコール、ポリグリコール、ポリグリセロール、金属石鹸、シリコーン、変性シリコーン等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
上記滑剤の含有量は、上記ナイロン４，６及び窒化ホウ素の量を１００質量部とした場合、通常０．１〜５質量部である。
Examples of the lubricant include fatty acid ester, hydrocarbon resin, paraffin, higher fatty acid, oxy fatty acid, fatty acid amide, alkylene bis fatty acid amide, aliphatic ketone, fatty acid lower alcohol ester, fatty acid polyhydric alcohol ester, fatty acid polyglycol ester, aliphatic Examples include alcohol, polyhydric alcohol, polyglycol, polyglycerol, metal soap, silicone, and modified silicone. These can also be used in combination of two or more.
The content of the lubricant is usually 0.1 to 5 parts by mass when the amount of nylon 4, 6 and boron nitride is 100 parts by mass.
上記難燃剤としては、有機系難燃剤、無機系難燃剤、反応系難燃剤等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
有機系難燃剤としては、臭素化エポキシ系化合物、臭素化アルキルトリアジン化合物、臭素化ビスフェノール系エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール系フェノキシ樹脂、臭素化ビスフェノール系ポリカーボネート樹脂、臭素化ポリスチレン樹脂、臭素化架橋ポリスチレン樹脂、臭素化ビスフェノールシアヌレート樹脂、臭素化ポリフェニレンエーテル、デカブロモジフェニルオキサイド、テトラブロモビスフェノールＡ及びそのオリゴマー等のハロゲン系難燃剤；トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリプロピルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリペンチルホスフェート、トキヘキシルホスフェート、トリシクロヘキシルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジクレジルフェニルホスフェート、ジメチルエチルホスフェート、メチルジブチルホスフェート、エチルジプロピルホスフェート、ヒドロキシフェニルジフェニルホスフェート等のリン酸エステルやこれらを各種置換基で変性した化合物、各種の縮合型のリン酸エステル化合物、リン元素及び窒素元素を含むホスファゼン誘導体等のリン系難燃剤；ポリテトラフルオロエチレン、グアニジン塩、シリコーン系化合物、ホスファゼン系化合物等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
Examples of the flame retardant include organic flame retardants, inorganic flame retardants, and reactive flame retardants. These can also be used in combination of two or more.
Organic flame retardants include brominated epoxy compounds, brominated alkyltriazine compounds, brominated bisphenol epoxy resins, brominated bisphenol phenoxy resins, brominated bisphenol polycarbonate resins, brominated polystyrene resins, brominated crosslinked polystyrene resins Halogenated flame retardants such as brominated bisphenol cyanurate resin, brominated polyphenylene ether, decabromodiphenyl oxide, tetrabromobisphenol A and oligomers thereof; trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tripropyl phosphate, tributyl phosphate, tripentyl phosphate, toki Hexyl phosphate, tricyclohexyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate Phosphate esters such as phosphate, cresyl diphenyl phosphate, dicresyl phenyl phosphate, dimethyl ethyl phosphate, methyl dibutyl phosphate, ethyl dipropyl phosphate, hydroxyphenyl diphenyl phosphate, compounds modified with these substituents, various condensed types Phosphorus ester compounds, phosphorus flame retardants such as phosphazene derivatives containing phosphorus element and nitrogen element; polytetrafluoroethylene, guanidine salts, silicone compounds, phosphazene compounds, and the like. These can also be used in combination of two or more.
無機系難燃剤としては、水酸化アルミニウム、酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、ジルコニウム系化合物、モリブデン系化合物、スズ酸亜鉛等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
反応系難燃剤としては、テトラブロモビスフェノールＡ、ジブロモフェノールグリシジルエーテル、臭素化芳香族トリアジン、トリブロモフェノール、テトラブロモフタレート、テトラクロロ無水フタル酸、ジブロモネオペンチルグリコール、ポリ（ペンタブロモベンジルポリアクリレート）、クロレンド酸（ヘット酸）、無水クロレンド酸（無水ヘット酸）、臭素化フェノールグリシジルエーテル、ジブロモクレジルグリシジルエーテル等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
Examples of the inorganic flame retardant include aluminum hydroxide, antimony oxide, magnesium hydroxide, zinc borate, zirconium compound, molybdenum compound, and zinc stannate. These can also be used in combination of two or more.
Reactive flame retardants include tetrabromobisphenol A, dibromophenol glycidyl ether, brominated aromatic triazine, tribromophenol, tetrabromophthalate, tetrachlorophthalic anhydride, dibromoneopentyl glycol, poly (pentabromobenzyl polyacrylate) , Chlorendic acid (hett acid), chlorendic anhydride (hett acid anhydride), brominated phenol glycidyl ether, dibromocresyl glycidyl ether and the like. These can also be used in combination of two or more.
上記難燃剤の含有量は、上記ナイロン４，６及び窒化ホウ素の量を１００質量部とした場合、通常５〜３０質量部、好ましくは５〜２０質量部である。
尚、本発明の放熱性樹脂組成物に難燃剤を含有させる場合には、難燃助剤を用いることが好ましい。この難燃助剤としては、三酸化二アンチモン、四酸化二アンチモン、五酸化二アンチモン、アンチモン酸ナトリウム、酒石酸アンチモン等のアンチモン化合物や、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、水和アルミナ、酸化ジルコニウム、ポリリン酸アンモニウム、酸化スズ等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
The content of the flame retardant is usually 5 to 30 parts by mass, preferably 5 to 20 parts by mass when the amount of the nylon 4, 6 and boron nitride is 100 parts by mass.
In addition, when making a heat dissipation resin composition of this invention contain a flame retardant, it is preferable to use a flame retardant adjuvant. As this flame retardant auxiliary, antimony trioxide, antimony tetroxide, antimony pentoxide, sodium antimonate, antimony tartrate, antimony compounds, zinc borate, barium metaborate, hydrated alumina, zirconium oxide, Examples include ammonium polyphosphate and tin oxide. These can also be used in combination of two or more.
上記抗菌剤としては、銀系ゼオライト、銀−亜鉛系ゼオライト等のゼオライト系抗菌剤、錯体化銀−シリカゲル等のシリカゲル系抗菌剤、ガラス系抗菌剤、リン酸カルシウム系抗菌剤、リン酸ジルコニウム系抗菌剤、銀−ケイ酸アルミン酸マグネシウム等のケイ酸塩系抗菌剤、酸化チタン系抗菌剤、セラミック系抗菌剤、ウィスカー系抗菌剤等の無機系抗菌剤；ホルムアルデヒド放出剤、ハロゲン化芳香族化合物、ロードプロパルギル誘導体、チオシアナト化合物、イソチアゾリノン誘導体、トリハロメチルチオ化合物、第四アンモニウム塩、ビグアニド化合物、アルデヒド類、フェノール類、ピリジンオキシド、カルバニリド、ジフェニルエーテル、カルボン酸、有機金属化合物等の有機系抗菌剤；無機・有機ハイブリッド抗菌剤；天然抗菌剤等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
上記抗菌剤の含有量は、上記ナイロン４，６及び窒化ホウ素の量を１００質量部とした場合、通常０．０５〜５質量部である。
Examples of the antibacterial agents include zeolite antibacterial agents such as silver zeolite and silver-zinc zeolite, silica gel antibacterial agents such as complexed silver-silica gel, glass antibacterial agents, calcium phosphate antibacterial agents, and zirconium phosphate antibacterial agents. Silicate antibacterial agents such as silver-magnesium aluminate, titanium oxide antibacterial agents, ceramic antibacterial agents, whisker antibacterial agents, etc .; formaldehyde releasing agents, halogenated aromatic compounds, road Organic antibacterial agents such as propargyl derivatives, thiocyanato compounds, isothiazolinone derivatives, trihalomethylthio compounds, quaternary ammonium salts, biguanide compounds, aldehydes, phenols, pyridine oxide, carbanilide, diphenyl ether, carboxylic acid, organometallic compounds; inorganic and organic Hybrid antibacterial agent; natural anti Agent, and the like. These can also be used in combination of two or more.
Content of the said antibacterial agent is 0.05-5 mass parts normally, when the quantity of the said nylon 4, 6 and boron nitride is 100 mass parts.
上記着色剤としては、ＴｉＯ２等の無機顔料、有機顔料及び染料のいずれを用いてもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
上記着色剤の含有量は、上記ナイロン４，６及び窒化ホウ素の量を１００質量部とした場合、通常０．０５〜３０質量部、好ましくは０．１〜１５質量部、更に好ましくは０．１〜１０質量部である。
上記衝撃改質剤としては、グラフトゴム等が挙げられる。
As the colorant, any of inorganic pigments such as TiO 2 , organic pigments, and dyes may be used. Moreover, you may use combining these.
The content of the colorant is usually 0.05 to 30 parts by mass, preferably 0.1 to 15 parts by mass, and more preferably 0.000 when the amount of the nylon 4, 6 and boron nitride is 100 parts by mass. 1 to 10 parts by mass.
Examples of the impact modifier include graft rubber.
＜組成物の製造方法＞
本発明の放熱性樹脂組成物は、上記所定の含有量となるように秤量した原料成分を、押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール、フィーダールーダー等に供給し、混練することにより製造することができる。原料成分の供給方法は特に限定されず、各々の成分を一括配合して混練してもよく、多段、分割配合して混練してもよい。
尚、混練温度は、上記ナイロン４，６の種類、及び、上記熱伝導性フィラーの含有量により選択されるが、通常２８０〜３５０℃である。
<Method for producing composition>
The heat-dissipating resin composition of the present invention can be produced by supplying the raw material components weighed so as to have the above predetermined content to an extruder, a Banbury mixer, a kneader, a roll, a feeder ruder, and kneading. it can. The method for supplying the raw material components is not particularly limited, and the respective components may be mixed and kneaded in a lump, or may be kneaded in multiple stages and divided.
The kneading temperature is usually 280 to 350 ° C., although it is selected depending on the types of nylon 4 and 6 and the content of the heat conductive filler.
＜組成物の性質＞
本発明の放熱性樹脂組成物は、上記ナイロン４，６をマトリックスとして、上記窒化ホウ素が均一に分散している。従って、本発明の放熱性樹脂組成物を含む成形品は、放熱性、耐熱性および絶縁性に優れる。
<Properties of composition>
In the heat-dissipating resin composition of the present invention, the boron nitride is uniformly dispersed using the nylon 4 and 6 as a matrix. Therefore, the molded product containing the heat dissipation resin composition of the present invention is excellent in heat dissipation, heat resistance and insulation.
本発明の放熱性樹脂組成物において、ＩＳＯ７５に準ずる荷重たわみ温度（荷重１．８０ＭＰａ）は、通常２００℃以上であり、好ましくは２３０〜２８０℃、より好ましくは２４５〜２８０℃である。この温度が２００℃未満であると、リフローハンダ工程での変形などが生じる傾向にある。 In the heat-dissipating resin composition of the present invention, the deflection temperature under load (load 1.80 MPa) according to ISO75 is usually 200 ° C. or higher, preferably 230 to 280 ° C., more preferably 245 to 280 ° C. If this temperature is less than 200 ° C., deformation in the reflow soldering process tends to occur.
また、２５℃における熱伝導率は、通常２．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、好ましくは３．０〜１０．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、より好ましくは３．０〜６．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。上記熱伝導率が、上記範囲であれば、放熱性及び機械的強度の物性バランスに優れる。この熱伝導率が２．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であると、放熱性が劣る傾向にある。尚、上記熱伝導率は、成形品を製造したときの組成物の流動方向に対して測定した値であり、測定方法は、後述の〔実施例〕において説明する。 The thermal conductivity at 25 ° C. is usually 2.0 W / (m · K) or more, preferably 3.0 to 10.0 W / (m · K), more preferably 3.0 to 6.0 W. / (M · K). If the said heat conductivity is the said range, it will be excellent in the physical property balance of heat dissipation and mechanical strength. When the thermal conductivity is less than 2.0 W / (m · K), the heat dissipation tends to be inferior. In addition, the said heat conductivity is the value measured with respect to the flow direction of the composition when a molded article is manufactured, and a measuring method is demonstrated in [Example] mentioned later.
更に、熱放射率は、通常０．７以上であり、好ましくは０．７５以上、より好ましくは０．８以上である。この熱放射率が０．７未満であると、放熱性が十分でない。尚、熱放射率の測定方法は、後述の〔実施例〕において説明する。 Further, the thermal emissivity is usually 0.7 or more, preferably 0.75 or more, more preferably 0.8 or more. If the thermal emissivity is less than 0.7, the heat dissipation is not sufficient. A method for measuring the thermal emissivity will be described later in [Example].
更に、光線反射率は、通常８０％以上であり、好ましくは８５〜９９％、更に好ましくは９０〜９８０％である。この光線反射率が高いほど、ＬＥＤ素子からの光の反射特性に優れる。尚、光線反射率の測定方法は後述の実施例において説明する。 Furthermore, the light reflectance is usually 80% or more, preferably 85 to 99%, more preferably 90 to 980%. The higher the light reflectance, the better the reflection characteristics of light from the LED element. The method for measuring the light reflectance will be described in the examples described later.
放熱性樹脂組成物の絶縁性について、本発明の放熱性樹脂組成物を含む成形品の表面固有抵抗（絶縁性の指標、値が高いほど絶縁性に優れる）は、通常１×１０１３Ω以上、好ましくは１×１０１４Ω以上である。この範囲にあると、絶縁性に優れる。
絶縁破壊とは、絶縁体にかかる電圧がある限度以上となった時に、絶縁体が電気的に破壊し絶縁性を失って電流を流すようになる現象のことをいう。そして、この時の電圧を絶縁破壊電圧という。絶縁体としては、絶縁破壊の強さが大きいものが好ましい。絶縁破壊電圧は好ましくは１０ｋＶ／ｍｍ以上である。
Regarding the insulating property of the heat-dissipating resin composition, the surface specific resistance (insulating index, the higher the value, the better the insulating property) of the molded product containing the heat-dissipating resin composition of the present invention is usually 1 × 10 13 Ω or more. Preferably, it is 1 × 10 14 Ω or more. Within this range, the insulation is excellent.
Dielectric breakdown refers to a phenomenon in which, when the voltage applied to an insulator exceeds a certain limit, the insulator is electrically broken and loses its insulating properties to cause a current to flow. The voltage at this time is called a dielectric breakdown voltage. As the insulator, one having a high dielectric breakdown strength is preferable. The dielectric breakdown voltage is preferably 10 kV / mm or more.
本発明の放熱性樹脂組成物は、以上のような優れた性質を有することから、ＬＥＤ実装用基板、又は、このＬＥＤ実装用基板に配設されるリフレクターの形成に好適である。
尚、表面実装部品としては、例えば上記のＬＥＤ実装基板、リフレクター等が挙げられる。
Since the heat-dissipating resin composition of the present invention has the excellent properties as described above, it is suitable for forming an LED mounting substrate or a reflector disposed on the LED mounting substrate.
Examples of the surface mount component include the LED mounting substrate and the reflector described above.
＜成形品＞
本発明のＬＥＤ実装用基板は、上記本発明の放熱性樹脂組成物から成ことを特徴とする。また、本発明のリフレクターは、上記本発明の放熱性樹脂組成物から成ことを特徴とする。
本発明のＬＥＤ実装用基板及びリフレクターは、表面実装型ＬＥＤパッケージの構成要素であり、ワイヤーボンディング実装の形態の場合の概略断面図（図１〜図３）を用いて説明することができる。
<Molded product>
The board | substrate for LED mounting of this invention consists of the heat-radiating resin composition of the said invention, It is characterized by the above-mentioned. Moreover, the reflector of this invention consists of the heat-radiating resin composition of the said invention, It is characterized by the above-mentioned.
The board | substrate for LED mounting and reflector of this invention are the components of a surface mount type LED package, and can be demonstrated using the schematic sectional drawing (FIGS. 1-3) in the case of the form of wire bonding mounting.
図１及び図２の表面実装型ＬＥＤパッケージ１は、ＬＥＤ実装用基板１１ａと、リフレクター１２と、ＬＥＤ素子１３と、電極１４と、ＬＥＤ素子１３及び電極１４を接続するリード線１５と、透明封止部（又は空隙部）１６と、レンズ１７とを備える。
1 and 2 includes an
＜ＬＥＤ実装用基板＞
本発明のＬＥＤ実装用基板の形状は、通常、角形、円形等の平板状である。断面形状は、一様に平坦であってよいし、ＬＥＤ素子を配設する側の面には、目的、用途等に応じて凹部、凸部、貫通孔等を備えてもよい。例えば、図１によると、基板１１ａの一方の面に凹部を備え、この凹部の底面にＬＥＤ素子１３を配設している。
また、上記基板１１ａの、ＬＥＤ素子１３が配設されていない側の面には、表面積を大きくすることにより放熱性を改良する等のために、溝等が設けられていてもよい。
<LED mounting board>
The shape of the LED mounting substrate of the present invention is usually a flat plate shape such as a square or a circle. The cross-sectional shape may be uniformly flat, and the surface on which the LED element is disposed may be provided with a concave portion, a convex portion, a through hole, or the like according to the purpose, application, or the like. For example, according to FIG. 1, a concave portion is provided on one surface of the
Further, a groove or the like may be provided on the surface of the
本発明のＬＥＤ実装用基板は、複数のＬＥＤ素子を備えることができる大型の基板であってもよいが、１つのＬＥＤ素子を備えることができる小型の基板であってもよい。従って、本発明のＬＥＤ実装用基板の大きさは、目的、用途等に応じて選択される。
また、本発明のＬＥＤ実装用基板の厚さ（凹部、凸部等を備えない部分の厚さ）は、目的、用途等に応じて選択される。
The LED mounting substrate of the present invention may be a large substrate that can include a plurality of LED elements, but may be a small substrate that can include one LED element. Therefore, the size of the LED mounting substrate of the present invention is selected according to the purpose, application, and the like.
The thickness of the LED mounting substrate of the present invention (thickness of a portion not provided with a concave portion, a convex portion, etc.) is selected according to the purpose, application, and the like.
図１及び図２の表面実装型ＬＥＤパッケージ１は、ＬＥＤ実装用基板１１ａと、発光したＬＥＤ素子１３の周りに光を所定方向に反射させるリフレクター１２とを別々に準備し、それぞれ配設した態様であるが、図３に示すような態様とすることもできる。即ち、図３の表面実装型ＬＥＤパッケージ１は、リフレクター部１２ｂを備えるＬＥＤ実装用基板１１ｂと、ＬＥＤ素子１３と、電極１４と、ＬＥＤ素子１３及び電極１４を接続するリード線１５と、透明封止部（又は空隙部）１６と、レンズ１７とを備える態様である。尚、リフレクター部１２ｂの形状等については、図１及び図２におけるリフレクター１２と同様であり、後述の「２−２．リフレクター」において説明する。
The surface-mount
図３から明らかなように、本発明のＬＥＤ実装用基板は、図１でいうＬＥＤ実装用基板１１ａ及びリフレクター１２が連続相となっているＬＥＤ実装用基板（リフレクター部１２ｂを備えるＬＥＤ実装用基板）１１ｂとすることもできる。このリフレクター部を備えるＬＥＤ実装用基板１１ｂであれば、従来の製造方法に比べ、少ない部品点数、少ない製造工程により表面実装型ＬＥＤパッケージを得ることができ、性能面及びコスト面において優れる。即ち、従来の表面実装型ＬＥＤパッケージ３の一例である図５は、金属アルミニウム等の金属製基板１１ｃにＬＥＤ素子配設用の絶縁性台座１８を積層し、その台座１８上にＬＥＤ素子１３を配設後、更に、ＬＥＤ素子１３の周りにポリフタルアミド等を含むリフレクター１２を配設することにより製造されていた。しかしながら、上記ＬＥＤ実装用基板１１ｂによると、加工が必要な金属と異なり、上記本発明の放熱性樹脂組成物により容易に所定形状とすることができ、絶縁性台座１８を配設する必要がなく、また、リフレクターを配設する必要もない。
As is apparent from FIG. 3, the LED mounting substrate of the present invention is an LED mounting substrate in which the
＜リフレクター（リフレクター部）＞
本発明のリフレクター１２は、本発明のＬＥＤ実装用基板１１ａと組み合わせて用いてよいし、他の材料からなるＬＥＤ実装用基板と組み合わせて用いてもよい。
本発明のリフレクター１２、及び、上記ＬＥＤ実装用基板１１ｂにおけるリフレクター部１２ｂは、主として、その内面において、ＬＥＤ素子１３からの光をレンズ１７の方へ反射させる作用を有する。
<Reflector (reflector part)>
The
The
これらの形状は、通常、レンズ１７の端部（接合部）の形状に準じており、通常、角形、円形、楕円形等の筒状である。図１及び図２の概略断面図においては、リフレクター１２は、いずれも、筒状体であり、図１においては、リフレクター１２の端部１２２（図面の右側）がＬＥＤ実装用基板１１ａに接触、固定されており、リフレクター１２の端部１２１（図面の左側）がＬＥＤ実装用基板１１ａの側面に接触、固定されている。一方、図２においては、リフレクター１２のすべての端面がＬＥＤ実装用基板１１ａの表面に接触、固定されている。尚、本発明のリフレクター１２、及び、上記ＬＥＤ実装用基板１１ｂにおけるリフレクター部１２ｂの内面は、ＬＥＤ素子１３からの光の指向性を高めるために、テーパー状に上方に広げられていてもよい（図２参照）。
These shapes generally conform to the shape of the end portion (joint portion) of the
また、本発明のリフレクター１２、及び、上記ＬＥＤ実装用基板１１ｂにおけるリフレクター部１２ｂは、レンズ１７側の端部を、レンズ１７の形状に応じた形に加工された場合には、レンズホルダーとしても機能させることができる。
Further, the
本発明のリフレクター１２、及び、上記ＬＥＤ実装用基板１１ｂにおけるリフレクター部１２ｂは、目的、用途等に応じて凹部、凸部、貫通孔等を備えてもよい。例えば、図１によると、リフレクター１２１には貫通孔を備え、この貫通孔を通じて電極１４を配設している。
The
また、本発明のリフレクター１２、及び、上記ＬＥＤ実装用基板１１ｂにおけるリフレクター部１２ｂは、上記本発明の放熱性樹脂組成物が高い白色度を有する場合には、発光したＬＥＤ素子の光に対する高い反射特性を得ることができるが、更に高い反射特性を得るために、内壁面に、光反射層を形成したものであってもよい。上記光反射層の厚さは、熱抵抗を低くする等の観点から、好ましくは２５μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下、更に好ましくは１５μｍ以下である。
Moreover, when the
＜表面実装型ＬＥＤパッケージ＞
本発明のＬＥＤ実装用基板及びリフレクターを用いて、図１〜図３のような、ワイヤーボンディング実装形態の表面実装型ＬＥＤパッケージを容易に得ることができる。
ＬＥＤ素子１３は、放射光（一般に、白色光ＬＥＤにおいてはＵＶ又は青色光）を放出する、例えば、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＰ又はＧａＮからなる活性層を、ｎ型及びｐ型のクラッド層により挟んだダブルヘテロ構造を有する半導体チップ（発光体）であり、例えば、一辺の長さが０．５ｍｍ程度の六面体の形状をしている。尚、上記のように、ワイヤーボンディング実装の形態でない場合には、リード線１５を用いず、バンプを介して、ＬＥＤ素子１３の近くに配設された配線パターンにフリップチップ実装される形態とすることができる。
電極１４は、駆動電圧を供給する接続端子であり、本発明のリフレクター１２、又は、上記ＬＥＤ実装用基板１１ｂにおけるリフレクター部１２ｂに設けられた貫通孔等を通して配設されている。
リード線１５は、ＬＥＤ素子１３と電極１４とを電気的に接続するものであり、透明封止部１６を有する場合には、この透明封止部１６中に埋設されている。
レンズ１７は、通常、樹脂製であり、目的、用途等により様々な構造とすることができ、着色されていてもよい。
<Surface mount LED package>
By using the LED mounting substrate and the reflector of the present invention, a surface mounting type LED package in a wire bonding mounting form as shown in FIGS. 1 to 3 can be easily obtained.
The
The
The
The
また、図１〜図３における符号１６は、透明封止部であってよいし、必要により空隙部であってもよい。通常は、透光性及び絶縁性を与える材料が充填された透明封止部であり、ワイヤーボンディング実装において、リード線１５に直接接触することにより加わる力、及び、間接的に加わる振動、衝撃等により、ＬＥＤ素子１３との接続部、及び／又は、電極１４との接続部からリード線１５が外れたり、切断したり、短絡したりすることによって生じる電気的な不具合を防止することができる。また、同時に、湿気、塵埃等からＬＥＤ素子１３を保護し、長期間に渡って信頼性を維持することができる。
この透光性及び絶縁性を与える材料の主成分としては、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。尚、上記透明封止部は、必要に応じて、ＬＥＤ素子から発せられた光の波長を所定の波長に変換する、無機系及び／又は有機系の蛍光物質を含んでもよい。
Moreover, the code |
Examples of the main component of the light-transmitting and insulating material include silicone resins, acrylic resins, epoxy resins, and polycarbonate resins. These can also be used in combination of two or more. In addition, the said transparent sealing part may also contain the inorganic type and / or organic type fluorescent substance which converts the wavelength of the light emitted from the LED element into a predetermined wavelength as needed.
以下に、ワイヤーボンディング実装形態の表面実装型ＬＥＤパッケージ（図１）の製造方法の一例について説明する。
先ず、上記本発明の放熱性樹脂組成物を、所定形状のキャビティ空間を備える金型を用いた射出成形等により、凹部を有する平板状のＬＥＤ実装用基板１１ａ、及び、筒状であり且つ電極１４を内面から外面に嵌挿可能な貫通孔を有するリフレクター１２を成形する。その後、別途、準備したＬＥＤ素子１３、電極１４及びリード線を、接着剤又は接合部材によりＬＥＤ実装用基板１１ａ及びリフレクター１２に固定する。次いで、ＬＥＤ実装用基板１１ａ及びリフレクター１２により形成された凹部に、シリコーン系樹脂等を含む透明封止剤組成物を入れ、乾燥する等により硬化させて透明封止部１６とする。その後、透明封止部１６の上にレンズ１７を配設して、図１に示す表面実装型ＬＥＤパッケージが得られる。
Below, an example of the manufacturing method of the surface mounting type LED package (FIG. 1) of a wire bonding mounting form is demonstrated.
First, the heat-dissipating resin composition of the present invention is formed into a plate-like
＜ＬＥＤ照明装置＞
本発明のＬＥＤ実装用基板を有する表面実装型ＬＥＤパッケージ、本発明のリフレクターを有する表面実装型ＬＥＤパッケージ、又は、本発明の、リフレクター部を備えるＬＥＤ実装用基板を有する表面実装型ＬＥＤパッケージを用いて、ＬＥＤ照明装置とすることができる。図１の表面実装型ＬＥＤパッケージを用いたＬＥＤ照明装置の概略断面図を図４に示す。
<LED lighting device>
Using the surface mount LED package having the LED mounting substrate of the present invention, the surface mount LED package having the reflector of the present invention, or the surface mount LED package having the LED mounting substrate having the reflector portion of the present invention. Thus, an LED lighting device can be obtained. FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of an LED lighting device using the surface-mount type LED package of FIG.
図４のＬＥＤ照明装置２は、２つの表面実装型ＬＥＤパッケージを備える態様であり、図１の表面実装型ＬＥＤパッケージと、このパッケージを構成する電極１４と、ＬＥＤ素子を発光させるためのバイアス電圧印加用電源（図示せず）とを接続する配線パターン２２と、この配線パターン２２を含む照明装置用基板２１と、を備える。更に、これらの表面実装型ＬＥＤパッケージ及び照明装置用基板２１を覆うためのハウジングを備えてもよい。
The LED lighting device 2 of FIG. 4 is an aspect including two surface-mount LED packages, the surface-mount LED package of FIG. 1, the
照明装置用基板２１の構成は、特に限定されないが、例えば、図４のように、基板２１１（好ましくは樹脂製絶縁放熱板）及び基板２１２（好ましくは樹脂製絶縁放熱板）の２層型とし、基板２１１が配線パターンを含む態様とすることができる。尚、図４においては、（図１の）表面実装型ＬＥＤパッケージが、放熱性及び絶縁性に優れたＬＥＤ実装用基板１１ａを備えることから、基板２１１及び基板２１２における、上記ＬＥＤ実装用基板１１ａの下方の部分は、貫通孔とする等開口させている。
Although the structure of the board |
以下に、実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明はかかる実施例に限定されるものではない、尚、下記において、部及び％は、特に断らない限り、質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to such examples as long as the gist of the present invention is not exceeded. In the following, parts and% are Unless otherwise specified, it is based on mass.
以下の実施例及び比較例で用いた組成物の原料成分を示す。 The raw material components of the compositions used in the following examples and comparative examples are shown.
（１）ナイロン４，６（ＰＡ４６）：ＤＳＭ社製「ＳＴＡＮＹＬ ＴＳ３００」（９６％硫酸１ｇ／ｄｌでの相対粘度３．０）
（２）窒化ホウ素：電気化学工業社製「デンカボロンナイトライド粉末ＳＧＰ」（六方晶構造、平均粒径１８．０μｍ、比表面積２ｍ２／ｇ、Ｄ１０＝５．４μｍ、Ｄ９０＝４１．６μｍ、Ｄ９０／Ｄ１０＝７．７）
（３）酸化チタン（着色剤）：石原産業社製「タイペークＰＦ６９１」
(1) Nylon 4, 6 (PA46): “STANYL TS300” manufactured by DSM (relative viscosity of 3.0 with 96% sulfuric acid 1 g / dl)
(2) Boron nitride: “Denkaboron nitride powder SGP” manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. (hexagonal structure, average particle size 18.0 μm, specific surface area 2 m 2 / g, D10 = 5.4 μm, D90 = 41.6 μm, D90 / D10 = 7.7)
(3) Titanium oxide (colorant): “Taipeke PF691” manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.
実施例１〜３及び比較例１〜２：
表１に示す割合で樹脂成分と熱伝導性フィラー（窒化ホウ素）等をミキサーに投入して５分間混合した後、押出機（「ＢＴ−４０−Ｓ２−３０−Ｌ型」、プラスチック工学研究所製）を用い、弱練りタイプのスクリューを用い、スクリュー回転数１００ｒｐｍ及びシリンダー温度３１０℃で溶融混練押出し、ペレット（放熱性樹脂組成物）を得た。
Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2:
After mixing the resin component and the thermally conductive filler (boron nitride) into the mixer at the ratio shown in Table 1 and mixing for 5 minutes, the extruder ("BT-40-S2-30-L type", Plastic Engineering Laboratory) Made by using a weakly kneaded screw and melt-kneaded and extruded at a screw speed of 100 rpm and a cylinder temperature of 310 ° C. to obtain pellets (heat dissipating resin composition).
上記で得られたペレットを用い、下記評価項目に関する試験を行った。その結果を表１に示した。 The test regarding the following evaluation items was done using the pellet obtained above. The results are shown in Table 1.
（１）熱放射率：
放熱性樹脂組成物からなるペレットを用い、射出成形（金型温度；１２０℃）にて大きさ１５０×１５０×３ｍｍの試験片を作製し、サーモスポットセンサー（「ＴＳＳ−５Ｘ型」、ジャパンセンサー社製）を用い、赤外線検出による反射エネルギー測定方式により、雰囲気温度２５℃で測定した。
(1) Thermal emissivity:
Using a pellet made of a heat-dissipating resin composition, a test piece having a size of 150 × 150 × 3 mm was prepared by injection molding (mold temperature: 120 ° C.), and a thermo spot sensor (“TSS-5X type”, Japan sensor) Was used, and was measured at an ambient temperature of 25 ° C. by a reflection energy measurement method using infrared detection.
（２）熱伝導率（単位；Ｗ／（ｍ・Ｋ））：
放熱性樹脂組成物からなるペレットを用い、その溶融物を、直径１０ｍｍ及び長さ５０ｍｍのキャビティ空間を有する金型（金型温度；１２０℃）の下方から射出して、直径１０ｍｍ及び長さ５０ｍｍの円柱体を作製した。その後、ほぼ中央部において、厚さが１．５ｍｍの円板となるように切り出し、これを試験片（直径１０ｍｍ及び厚さ１．５ｍｍ）とした。熱伝導率を放熱性樹脂組成物の流動方向に対して測定するために、この試験片における、上面及び下面の各表面にプローブを当て、レーザーフラッシュ法熱定数測定装置（「ＴＲ−７０００Ｒ型」、アルバック理工社製）を用い、２５℃で測定した。
(2) Thermal conductivity (unit: W / (m · K)):
Using pellets made of a heat-dissipating resin composition, the melt was injected from below a mold (mold temperature: 120 ° C.) having a cavity space with a diameter of 10 mm and a length of 50 mm, and a diameter of 10 mm and a length of 50 mm. A cylindrical body was prepared. Then, it cut out so that it might become a disk with a thickness of 1.5 mm in the substantially central part, and this was made into the test piece (diameter 10mm and thickness 1.5mm). In order to measure the thermal conductivity with respect to the flow direction of the heat-dissipating resin composition, a probe is applied to each of the upper and lower surfaces of the test piece, and a laser flash method thermal constant measuring device (“TR-7000R type”). , Manufactured by ULVAC-RIKO) and measured at 25 ° C.
（３）荷重たわみ温度：
ＩＳＯ ７５（荷重１．８０ＭＰａ）に従って測定した。
(3) Deflection temperature under load:
Measured according to ISO 75 (load 1.80 MPa).
（４）シャルピー衝撃強度（単位；ｋＪ／ｍ２）：
ＩＳＯ１７９に準じて、ノッチ付きのデータを測定した。
(4) Charpy impact strength (unit: kJ / m 2 ):
Notched data was measured according to ISO179.
（５）表面固有抵抗（単位；Ω）：
放熱性樹脂組成物からなるペレットを用い、射出成形（金型温度；１２０℃）にて直径２００ｍｍ及び厚さ２ｍｍの円形の試験片を作製し、ハイ・レジスタンス・メータ（「４３３９Ｂ型」、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）を用いて測定した。
(5) Surface resistivity (unit: Ω):
Using a pellet made of a heat-dissipating resin composition, a circular test piece having a diameter of 200 mm and a thickness of 2 mm was produced by injection molding (mold temperature: 120 ° C.), and a high resistance meter (“4339B type”, Agilent) Measured using Technologies).
（６）光線反射率：
上記（２）の試験片を用い、紫外線（波長４６０ｎｍ）に対する反射率を、紫外可視近赤外分光光度計（日本分光社製「Ｖ−６７０型」）により入射角６０度で測定した。
(6) Light reflectance:
Using the test piece of (2) above, the reflectance with respect to ultraviolet rays (wavelength 460 nm) was measured with an ultraviolet-visible near-infrared spectrophotometer (“V-670 type” manufactured by JASCO Corporation) at an incident angle of 60 degrees.
（７）吸水率：
射出成形により、直径５０ｍｍ×厚み３．２ｍｍに成形した絶乾状態の試料を、２３℃水中に２４時間浸漬した後の重量の増加を測定した。
(7) Water absorption rate:
An increase in weight was measured after an absolutely dry sample molded to 50 mm in diameter and 3.2 mm in thickness by injection molding was immersed in 23 ° C. water for 24 hours.
（８）絶縁破壊特性：
放熱性樹脂組成物からなるペレットを用い、射出成形（金型温度；１２０℃）にて大きさ１００×１００×１ｍｍの試験片を作製し、２３℃、相対湿度６２％の恒温恒湿槽で４８時間調整し、ＡＳＴＭ Ｄ １４９に準じて測定した。
(8) Dielectric breakdown characteristics:
Using pellets made of a heat-dissipating resin composition, a test piece having a size of 100 × 100 × 1 mm was prepared by injection molding (mold temperature: 120 ° C.), and kept in a constant temperature and humidity chamber at 23 ° C. and a relative humidity of 62%. It was adjusted for 48 hours and measured according to ASTM D149.
表１より次のことが明らかである。すなわち、比較例１は窒化ホウ素の使用量が本発明の範囲未満のため、熱放射率および熱伝導率が低く、放熱性が劣る。比較例２は窒化ホウ素の使用量が本発明の範囲を超えているため、耐衝撃性が劣る。これに対し、実施例１〜３は、熱放射率および熱伝導率が高く、放熱性および耐衝撃性に優れる。
From Table 1, the following is clear. That is, in Comparative Example 1, since the amount of boron nitride used is less than the range of the present invention, the thermal emissivity and thermal conductivity are low, and the heat dissipation is inferior. In Comparative Example 2, since the amount of boron nitride used exceeds the range of the present invention, the impact resistance is inferior. On the other hand, Examples 1-3 have high thermal emissivity and thermal conductivity, and are excellent in heat dissipation and impact resistance.
試験例１：
実施例１の放熱性樹脂組成物を用いて、上記（８）にて作製した試験片４の表面の中央部に、円形のシリコーンラバーヒーター（直径４０ｍｍ）５を載置し、印加電圧１０Ｖ及びワット密度０．５Ｗ／ｃｍ２の条件で一定の電流を流し、加熱した（図６参照）。１０分後に中央位置の温度を測定したところ、５５℃であった。また、同時に、図６における左上の「Ｘ」の位置にて温度を測定したところ、４８℃であった。一方、比較例２の放熱性樹脂組成物を用い上記と同様に行ったところ、中央位置の温度は７１℃、「Ｘ」位置の温度は２５℃であった。この結果より、本発明の放熱性樹脂組成物は放熱性に優れていることが明らかである。
Test Example 1:
Using the heat-dissipating resin composition of Example 1, a circular silicone rubber heater (diameter 40 mm) 5 was placed at the center of the surface of the test piece 4 produced in (8) above, and an applied voltage of 10 V and A constant current was passed under the condition of a watt density of 0.5 W / cm 2 and heating was performed (see FIG. 6). The temperature at the center position was measured after 10 minutes and found to be 55 ° C. At the same time, the temperature was measured at the position of “X” in the upper left in FIG. On the other hand, when the heat dissipation resin composition of Comparative Example 2 was used in the same manner as described above, the temperature at the center position was 71 ° C. and the temperature at the “X” position was 25 ° C. From this result, it is clear that the heat-dissipating resin composition of the present invention is excellent in heat dissipation.
以上説明した通り、本発明の放熱性樹脂組成物は、ＬＥＤ照明装置の構成部材であって、放熱性、絶縁性又は耐熱性を要求される部材の形成に好適である。従って、ＬＥＤ実装用基板、リフレクター等に好適である。 As described above, the heat-dissipating resin composition of the present invention is a constituent member of an LED lighting device and is suitable for forming a member that requires heat dissipation, insulation, or heat resistance. Therefore, it is suitable for LED mounting substrates, reflectors and the like.
１；表面実装型ＬＥＤパッケージ
１１ａ；ＬＥＤ実装用基板
１１ｂ；リフレクター部を備えるＬＥＤ実装用基板
１１ｃ；金属製ＬＥＤ実装用基板
１２；リフレクター
１２ｂ；リフレクター部
１３；ＬＥＤ素子
１４；電極
１５；リード線
１６；透明封止部（又は空隙部）
１７；レンズ
１８；絶縁性台座
２；ＬＥＤ照明装置
２１；照明装置用基板
２２；配線パターン
３；従来の表面実装型ＬＥＤパッケージ
４；放熱性評価用試験片
５；シリコーンラバーヒーター
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