DE69531191T2

DE69531191T2 - Epoxidharzzusammensetzung für die versiegelung von halbleiteranordnungen

Info

Publication number: DE69531191T2
Application number: DE1995631191
Authority: DE
Inventors: Tadaaki Ibaraki-shi HARADA; Shinjirou Ibaraki-shi UENISHI; Hirokatsu Ibaraki-shi KOUYAMA; Takahiko Ibaraki-shi MARUHASHI; Katsumi Ibaraki-shi SHIMADA; Satoshi Ibaraki-shi TANIGAWA
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2015-11-08
Also published as: EP0738759B1; KR970700232A; KR100343308B1; DE69531191D1; TW288186B; WO1996015191A1; EP0738759A1; CN1138343A; US6001483A; JPH09208805A; EP0738759A4; CN1082067C

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelementes mit ausgezeichneter Formtrennbarkeit und Transparenz.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bisher wurden Epoxidharzzusammensetzungen als Material zum Einkapseln von Photohalbleiterelementen wie Photodetektoren oder Lichtemitter verwendet, da sie eine ausgezeichnete Transparenz, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Wärmebeständigkeit aufweisen.
Eine frühere Epoxidharzzusammensetzung wird in der US 4,628,080 beschrieben, die eine Zusammensetzung offenbart, die ein Epoxidharz, ein kationisches Härtungsmittel und ein Tensid umfasst, wobei das Tensid zugegeben wird, um die Reproduzierbarkeit von Härtungsgeschwindigkeiten des kationischen Härtungsmittels zu erhöhen.
Trotz der ausgezeichneten Transparenz hat eine konventionelle Epoxidharzzusammensetzung jedoch den Nachteil, dass sich die Formtrennbarkeit drastisch verschlechtert, wenn eine Photohalbleitervorrichtung durch Transferformen eines Photohalbleiterelements und einer Epoxidharzzusammensetzung in einer Formmatrize hergestellt wird. Dies führt zu verschiedenen Problemen wie z. B. einer Verformung der Photohalbleitervorrichtung, Gehäuserissen, einer Trennung von Photohalbleiterelement und Einkapselungsharz oder einem Ablösen von Golddrähten aufgrund von Beanspruchungen bei der Formtrennung. Solche Probleme werden mit einer Vielfalt von Lebensdauertests für Photohalbleitervorrichtungen klar erkannt, aber solche Photohalbleitervorrichtungen werden im Allgemeinen als unzureichend beurteilt, bevor sie solchen Lebensdauertests unterzogen werden; und werden separat als Defektteile behandelt.
Aus diesem Grund wurden bisher Gegenmaßnahmen untersucht. Es gibt z. B. ein Verfahren, bei dem ein konventionelles Formtrennmittel zuerst mit einer Epoxidharzzusammensetzung als Einkapselungsmaterial vermischt wird. Durch Zugeben einer Art von Formtrennmittel in eine Epoxidharzzusammensetzung kann eine Harzzusammensetzung mit ausgezeichneter Transparenz erzeugt werden, die eine der wichtigen Eigenschaften einer Harzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelementes ist. Eine Harzzusammensetzung, die sowohl ausgezeichnete Transparenz als auch ausgezeichnete Formtrennbarkeit hat, wurde bisher jedoch noch nicht entwickelt. Dagegen kann eine Einkapselungsharzzusammensetzung mit ausgezeichneter Formtrennbarkeit dadurch hergestellt werden, dass ein Formtrennmittel zugegeben wird, das jedoch zu einer Verschlechterung der Transparenz führt. Folglich gibt es derzeit noch keine Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln, die sowohl eine ausgezeichnete Transparenz als auch eine ausgezeichnete Formtrennbarkeit aufweist.
Aufgabe der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements bereitzustellen, die sowohl eine ausgezeichnete Formtrennbarkeit aus einer Formmatrize beim Transferformen als auch eine ausgezeichnete Transparenz hat.
Offenbarung der Erfindung
Zum Erreichen der oben genannten Aufgabe umfasst die Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelementes in der vorliegenden Erfindung die folgenden Komponenten (A) bis (C):

(A) ein Epoxidharz
(B) einen Härter; und
(C) wenigstens eine Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (1) oder (2) repräsentiert wird,

CH₃CH₂-(-CH₂-CH₂-)-_x-CH₂-CH₂-O-(-CH₂-CH₂-O-)-_n-Y₁ (1)

₁

(CH₃CH₂-(-CH₂-CH₂-)-_x-CH₂-CH₂-O-(-CH₂-CH₂-O-)-_n-RCOO-)_m _-Y₂ (2)

₂

Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Photohalbleitervorrichtung bereit, die durch Einkapseln eines Photohalbleiterelements mit Epoxidharzzusammensetzungen gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung hergestellt wird.
Und zwar haben die Autoren der vorliegenden Erfindung eine Reihe von Studien zusammengetragen, um eine Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements mit ausgezeichneter Transparenz und Formtrennbarkeit zu erhalten. Infolge wiederholter Tests unter Verwendung einer Vielfalt von Verbindungen, um eine gute Trennbarkeit zu erzielen, ohne dass sich die Transparenz verschlechtert, wurde gefunden, dass durch die Verwendung von wenigstens einer spezifischen Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) oder (2) repräsentiert wird, als Komponente (C) eine Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements mit ausgezeichneter Transparenz und Formtrennbarkeit erzeugt werden kann, wodurch die vorliegende Erfindung erreicht wird.
Insbesondere durch Einstellen des Gehalts der obigen Komponente (C) auf 0,01 bis 15 Gew.-% (nachfolgend mit abgekürzt) auf der Basis der gesamten Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements, um einen Rückgang der Glasumwandlungstemperatur oder Feuchtigkeitsbeständigkeit zu verhindern, kann eine ausreichende Formtrennbarkeit erhalten werden.
Die im Allgemeinen als Pulver oder daraus hergestellte Tablette vorliegende Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements der vorliegenden Erfindung kann dadurch erhalten werden, dass ein Epoxidharz (Komponente A), ein Härter (Komponente B) und eine spezifische Verbindung (Komponente C) verwendet und je nach Fall ein Härtungsbeschleuniger zugegeben wird.
Für den Epoxidharz (Komponente A) gibt es keine bestimmte Beschränkung, solange er eine gute Transparenz hat. Es gibt beispielsweise ein Bisphenol-A-Epoxidharz, ein Bisphenol-F-Epoxidharz, ein Phenol-Novolak-Epoxidharz, ein Cresol-Novolak-Epoxidharz, ein cycloaliphatisches Epoxidharz, cyclische Epoxidharze mit Stickstoff wie Triglycidyl-Isocyanurat, ein Hydantoinepoxidharz und dergleichen, ein hydriertes Bisphenol-A-Epoxidharz, ein aliphatisches Epoxidharz, ein Glycidyletherepoxidharz, ein Bisphenol-S-Epoxidharz und dergleichen. Diese werden alleine oder in Kombination verwendet. Von den oben genannten verschiedenen Arten von Epoxidharzen werden bevorzugt Bisphenol-A-Epoxidharz, Bisphenol-F-Epoxidharz, cycloaliphatisches Epoxidharz oder Triglycidyl-Isocyanurat im Hinblick auf die Verfärbungsbeständigkeit eines Einkapselungsharzes (gehärtetes Material) nach dem Einkapseln eines Photohalbleiterelements verwendet.
Für den Härter (Komponente B), der zusammen mit dem obigen Epoxidharz (Komponente A) verwendet wird, gibt es keine bestimmte Beschränkung, solange er eine gute Transparenz hat, es wird jedoch angesichts eines geringeren Verfärbungsgrades eines Einkapselungsharzes die Verwendung einer Auswahl von Säureanhydriden bevorzugt. Im Speziellen sind hier Phthalsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Trimellithsäureanhydrid, Pyromellithsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Methylnadicanhydrid, Nadicanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Methylhexahydrophthalsäureanhydrid, Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid und dergleichen zu nennen. Diese werden alleine oder in Kombination verwendet. Von diesen werden bevorzugt Phthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid oder Methylhexahydrophthalsäureanhydrid verwendet. Ferner können anstelle der obigen Säureanhydride konventionelle Härter wie beispielsweise Amine, Phenole oder Carbonsäuren wie Hexahydrophthalsäuren, Tetrahydrophthalsäuren, Methylhexahydrophthalsäuren und dergleichen alleine oder in Kombination verwendet werden.
Der Mischungsanteil des obigen Epoxidharzes (Komponente A) und des obigen Härters (Komponente B) liegt, wenn zum Beispiel ein Säureanhydrid als Härter verwendet wird, vorzugsweise bei 0,5 bis 1,5 Säureanhydridäquivalente pro Äquivalent der Epoxidgruppe im obigen Epoxidharz. Besonders bevorzugt werden 0,7 bis 1,2. Das heißt, wenn das Säureanhydridäquivalent des obigen Mischungsverhältnisses unter 0,5 Äquivalenten liegt, dann verschlechtert sich der Farbton des so erhaltenen Epoxidharzes nach dem Härten; unterdessen nimmt die Feuchtigkeitsbeständigkeit gewöhnlich ab, wenn es über 1,5 Äquivalenten liegt. Werden darüber hinaus anstelle der Säureanhydride die oben genannten Amine, Phenole oder Carbonsäuren alleine oder in Kombination als Härter (Komponente B) verwendet, dann wird das Mischungsverhältnis gemäß dem Mischungsverhältnis (Äquivalentverhältnis) festgelegt, wenn das Säureanhydrid verwendet wird.
Eine spezifische Verbindung (Verbindung C), die zusammen mit den Komponenten A und B verwendet wird, ist wenigstens eine Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (1) oder (2) repräsentiert wird. Durch ihre Zugabe ist die Trennung einer Photohalbleitervorrichtung von einer Formmatrize beim Transferformen einfach, wobei es zu keiner Beeinträchtigung der Transparenz des Einkapselungsharzes kommt, was das Merkmal der vorliegenden Erfindung ist. CH₃CH₂(CH₂-CH₂)_xCH₂-CH₂-O(CH₂-CH₂-O)_nY₁ (1) wobei Y₁ -H, -RCOOH, -COR' oder -R' repräsentiert, wobei R eine bivalente organische Gruppe und R' eine Alkylgruppe ist, deren Kohlenstoffzahl nicht über 30 liegt;
x eine positive Zahl zwischen 17 und 200 repräsentiert und ein Mittelwert ist; und
n so eingestellt ist, dass der Gewichtsanteil der sich wiederholenden Einheit n 25 bis 95 Gew.-% auf der Basis der gesamten Verbindung ausmacht. (CH₃CH₂(CH₂-CH₂)_xCH₂-CH₂-O(CH₂-CH₂-O)_nRCOO)_mY₂ (2) wobei R eine bivalente organische Gruppe repräsentiert,
Y₂ ein Metallatom mit einer Wertigkeit von eins oder mehr repräsentiert,
m eine positive ganze Zahl repräsentiert, die der Wertigkeit von Y₂ entspricht,
x eine positive Zahl zwischen 8 und 200 repräsentiert und ein Mittelwert ist; und
n so eingestellt ist, dass der Gewichtsanteil der sich wiederholenden Einheit n 25 bis 95 Gew.-% auf der Basis der gesamten Verbindung ausmacht.
In der allgemeinen Formel (1) ist Y₁ ein Wasserstoffatom, -RCOOH (wobei R eine bivalente organische Gruppe ist), -COR' oder -R' (wobei jedes R' eine Alkylgruppe ist, deren Kohlenstoffzahl nicht über 30 liegt). Vorzugsweise ist Y₁ ein Wasserstoffatom, -RCOOH, wobei R eine Alkylengruppe mit 30 oder weniger Kohlenstoffen ist, oder – COR' oder -R', wobei R' eine Alkylgruppe ist, der Kohlenstoffzahl zwischen 1 und 30 liegt.
Ferner sind als Metallatom von Y₂ in der allgemeinen Formel (2) zum Beispiel Zink, Calcium, Barium, Aluminium, Magnesium, Blei, Kalium, Natrium und dergleichen zu nennen. Insbesondere wird im Hinblick auf die Transparenz bevorzugt, Calcium, Natrium oder Zink als Y₂ zu verwenden.
Ferner liegt in der allgemeinen Formel (1) und (2) die sich wiederholende Ziffer x innerhalb eines Bereichs von 8 bis 200 und die sich wiederholende Einheit n wird in einer solchen Weise eingestellt, dass der Gewichtsanteil der sich wiederholenden Einheit n 25 bis 95% auf der Basis der gesamten Verbindung ausmacht, die durch die jeweilige allgemeine Formel (1) und (2) repräsentiert wird. Bevorzugter ist die sich wiederholende Ziffer x eine positive Zahl zwischen 13 und 28 und der Gewichtsanteil der sich wiederholenden Einheit n beträgt jeweils 35 bis 85% in den allgemeinen Formeln (1) und (2). Am meisten bevorzugt wird, dass die sich wiederholende Ziffer x eine positive Zahl zwischen 17 und 23 ist und die sich wiederholende Einheit n jeweils 45 bis 70% in den allgemeinen Formeln (1) und (2) ausmacht. Wenn mehrere Arten von Verbindungen jeweils durch die allgemeinen Formeln (1) und (2) repräsentiert werden, dann ist die sich wiederholende Ziffer x darüber hinaus jeweils ein Mittelwert von allen sich wiederholenden Ziffern. Ferner ist der Gewichtsanteil (%) der sich wiederholenden Einheit n ein Wert, der anhand der folgenden Formel berechnet wird:
Auf diese Weise werden als die durch die allgemeine Formel (1) und (2) repräsentierten Verbindungen solche verwendet, deren mittlere relative Molekülmasse zwischen 300 und 300.000 liegt. Vorzugsweise liegt sie zwischen 600 und 12.000, bevorzugter zwischen 900 und 5000.
Die durch die allgemeine Formel (1) repräsentierte Verbindung kann zum Beispiel dadurch erhalten werden, dass i Ethylenoxid in höheren Alkohol gegeben wird.
Vorzugsweise wird wenigstens eine Verbindung (Komponente C), die durch die allgemeine Formel (1) oder (2) repräsentiert wird, so vermischt, dass sie 0,01 bis 15% auf der Basis der gesamten Epoxidharzzusammensetzung ausmacht. Bevorzugter beträgt der Mischungsanteil 0,1 bis 5%, wobei 0,5 bis 3% am meisten bevorzugt werden. Bei einem geringeren Mischungsanteil der Komponente C kann keine ausreichende Formtrennbarkeit aus einer Formmatrize beim Transferformen erhalten werden, wohingegen bei einem höheren Mischungsanteil die Möglichkeit besteht, dass die Glasumwandlungstemperatur oder Feuchtigkeitsbeständigkeit zurückgeht.
Ferner können außer den obigen Komponenten (A) bis (C) ein Härtungsbeschleuniger, Farbstoff, Pigment, Modifizierungsmittel, Antioxydationsmittel, Haftmittel, Formtrennmittel und dergleichen in geeigneter Weise mit der Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements der vorliegenden Erfindung innerhalb eines solchen Bereichs vermischt werden, dass die Transparenz nicht beeinträchtigt wird.
Für den obigen Härtungsbeschleuniger gibt es keine bestimmte Beschränkung, und es kann jeder konventionelle Typ verwendet werden. Als Beispiele sind tertiäre Amine, Imidazole, quartäre Ammoniumsalze und organometallische Salze sowie Phosphorverbindungen, 1,8-Diazabicyclo-[5,4,0]undec-7-en und Derivate davon zu nennen. Diese werden alleine oder in Kombination eingesetzt. Von diesen Härtungsbeschleunigern werden vorzugsweise tertiäre Amine oder Imidazole verwendet. Der Mischungsanteil des Härtungsbeschleunigers liegt vorzugsweise zwischen 0,01 und 8 Gewichtsteilen (nachfolgend als Teil abgekürzt) auf der Basis von 100 Teilen Epoxidharz (Komponente A), vorzugsweise zwischen 0,1 und 3 Teilen. Ein Mischungsanteil unter 0,01 Teilen davon erzielt keine ausreichende Wirkung in Bezug auf eine Härtungsbeschleunigung, wohingegen einer über 8 Teilen möglicherweise zu einer Verfärbung des Einkapselungsharzes führt (gehärtetes Material).
Für das obige Modifikationsmittel können konventionelle Typen wie Glykole, Silikone und dergleichen genannt werden. Für das obige Antioxydationsmittel können konventionelle Typen wie Phenolverbindungen, Aminverbindungen, organische Schwefelverbindungen, Phosphinverbindungen und dergleichen genannt werden.
Für das obige Haftmittel können konventionelle Typen wie Silane, Titanate und dergleichen genannt werden.
Für das obige Formtrennmittel können konventionelle Typen wie lange lineare Carbonsäuren wie Stearinsäure, Behensäure und Montansäure sowie ihre metallischen Salze, höhere Alkohole wie Stearylalkohol, Amide wie Stearyl-bis-Amid, Karnauba, Ester wie Phosphorester, Paraffinwachs und dergleichen genannt werden. Der Mischungsanteil eines solchen Formtrennmittels liegt den Angaben zufolge im Allgemeinen nicht über 3% auf der Basis der gesamten Harzzusammensetzung; allerdings ist dies nicht entscheidend, solange es zu keiner Verschlechterung der Transparenz wie oben erwähnt kommt.
Ist überdies eine Lichtdispersionseigenschaft erforderlich, dann kann ein Füllstoff zusätzlich zu den oben genannten Komponenten beigemischt werden. Als Füllstoff können mineralische Füllstoffe wie Quarzglaspulver, Talk, Silikapulver, Aluminiumoxidpulver und Calciumcarbonat genannt werden.
Als eine geeignete Kombination der einzelnen Komponenten für die Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements werden im Hinblick auf eine ausgezeichnete Transparenz und Formtrennbarkeit ein Bisphenol-A-Epoxidharz, Triglycidyl-Isocyanurat, ein Novolak-Epoxidharz oder ein cycloaliphatisches Epoxidharz als Epoxidharz (Komponente A), Tetrahydrophthalsäureanhydrid oder Phthalsäureanhydrid als Härter (Komponente B), tertiäre Amine oder Imidazole als Härtungsbeschleuniger der anderen Zusätze zusammen mit Verbindungen (Komponente C) verwendet, die durch die zuvor genannte allgemeine Formel (1) und/oder (2) repräsentiert werden. Zu diesem Zeitpunkt ist jede sich wiederholende Ziffer x in der Formel (1) vorzugsweise eine positive Zahl zwischen 17 und 28 und in der Formel (2) vorzugsweise eine positive Zahl zwischen 13 und 28, und jede sich wiederholende Einheit n macht vorzugsweise 35 bis 85 auf der Basis der gesamten Verbindung aus.
Von diesen Kombinationen wird angesichts einer besseren Wirkung zur Vermeidung einer Verfärbung eines gehärteten Harzes ein Bisphenol-A-Epoxidharz oder Triglycidyl-Isocyanurat als Epoxidharz (Komponente A), Tetrahydrophthalsäureanhydrid als Härter (Komponente B) und Imidazole als Härtungsbeschleuniger der anderen Zusätze besonders bevorzugt zusammen mit der Verbindung (Komponente C) verwendet, die durch die allgemeine Formel (1) und/oder (2) repräsentiert wird, wobei die sich wiederholende Ziffer x eine positive Zahl zwischen 17 und 23 und die sich wiederholende Einheit n 45 bis 70% auf der Basis der gesamten Verbindung ausmacht.
Die Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelementes der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel in der folgenden Art und Weise produziert werden. Zunächst werden die obigen Komponenten (A) bis (C) und je nach Fall ein Härtungsbeschleuniger, Farbstoff, Pigment, Modifikationsmittel, Antioxydationsmittel, Haftmittel, Formtrennmittel, Füllstoff und dergleichen in einem bestimmten Verhältnis miteinander vermischt. Das Gemisch wird dann unter Anwendung eines Trockenmischverfahrens oder Fusionsmischverfahrens in der üblichen Weise angemessen vermischt und geknetet. Anschließend wird es gekühlt und gespalten und nach Bedarf weiter tablettiert, so dass die Epoxidharzzusammensetzung erhalten wird.
Das Verfahren zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements unter Verwendung einer solchen Epoxidharzzusammensetzung ist nicht entscheidend, und es kann beispielsweise ein konventionelles Formverfahren wie die Transferformung angewendet werden.
Eine so erhaltene Photohalbleitervorrichtung weist eine ausgezeichnete Transparenz des Einkapselungsharzes und Formtrennbarkeit beim Transferformen auf, so dass es zu keiner Beeinträchtigung der Photohalbleitervorrichtung infolge einer schlechten Formtrennbarkeit wie bisher kommt.
Überdies liegt in der vorliegenden Erfindung, als gehärtetes Material des Einkapselungsharzes, die mit einem Spektrophotometer gemessene Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 600 nm vorzugsweise nicht unter 70% bei einem gehärteten Material mit einer Dicke von 1 mm, bevorzugter nicht unter 80%.
Die Erfindung wird ausführlicher anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf Vergleichsbeispiele beschrieben.
BEISPIELE
Zunächst wurden die in der folgenden Tabelle 1 dargestellten Verbindungen a bis l vor den Beispielen hergestellt. Ferner sind die Verbindungen a bis i Verbindungen, die durch die oben genannte allgemeine Formel (1) repräsentiert werden, wobei das letzte Symbol Y₁ ein Wasserstoffatom ist.
Außerdem wurden zusätzlich zu den Verbindungen a bis l die Verbindungen m bis o, die in der folgenden Tabelle 2 dargestellt sind, vor den Beispielen hergestellt. Die Verbindungen m bis o sind Verbindungen, die durch die oben genannte allgemeine Formel (1) repräsentiert werden.
Zusätzlich zu den Verbindungen a bis o wurden ferner die Verbindungen p bis r, die in der folgenden Tabelle 3 dargestellt sind, hergestellt. Die Verbindungen p bis r sind Verbindungen, die durch die allgemeine Formel (2) repräsentiert werden.
Anschließend wurden die Epoxidharze A bis D, Härter E bis G, Härtungsbeschleuniger H bis I und Antioxydationsmittel J bis L hergestellt.
[Epoxidharz A]
Bisphenol-A-Epoxidharz (Epoxidäquivalent: 650, Schmelzpunkt: 83°C)
[Epoxidharz B]
Tris(2,3-epoxypropyl)isocyanurat (Epoxidäquivalent: 100, Schmelzpunkt: 110°C)
[Epoxidharz C]
Cresol-Novolak-Epoxidharz (Epoxidäquivalent: 215, Erweichungspunkt: 92°C)
[Epoxidharz D]
Cycloaliphatisches Epoxidharz, das durch die folgende allgemeine Formel (3) repräsentiert wird (Epoxidäquivalent: 187, Erweichungspunkt: 73°C)
wobei R₁ eine Trimethylolpropanrestgruppe repräsentiert und A Folgendes repräsentiert
[Härter E]
Tetrahydrophthalsäureanhydrid
[Härter F]
Diaminodiphenylmethan
[Härter G]
Phenol-Novolakharz (Hydroxylgruppenäquivalent: 105, Erweichungspunkt; 72°C)
[Härtungsbeschleuniger E]
2-Ethyl-4-methylimidazol
[Härtungsbeschleuniger I]
Dimethylbenzylamin
[Antioxydationsmittel J]
2,6-di-tert-Butyl-hydrotoluol, repräsentiert durch die folgende Strukturformel (4)
[Antioxydationsmittel K]
Triphenylphosphit, repräsentiert durch die folgende Strukturformel (5)
[Antioxydationsmittel L]
9,10-Dihydro-9-oxa-l0-phosphaphenanthren-l0-oxid
REFERENZBEISPIELE 1 bis 3, BEISPIELE 4 bis 27 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 6
Jede der in den Tabellen 4 bis 8 dargestellten Komponenten wurde in einem darin angegebenen Verhältnis vermischt. Das Gemisch wurde bei 80 bis 130°C mit einer Mischwalze fusionsverknetet. Nach dem Härten wurde das Gemisch bei Raumtemperatur gekühlt und zerstoßen, so dass eine pulvrige Epoxidharzzusammensetzung als Objekt erhalten wurde.
TABELLE 4
TABELLE 5
TABELLE 6
TABELLE 7
TABELLE 8
Wie oben erwähnt, wurde durch die Verwendung der so erhaltenen pulvrigen Epoxidharzzusammensetzung in Beispielen und Vergleichsbeispielen ein Photohalbleiterelement transfergeformt (Formungsbedingungen: 150°C × 4 Minuten) und anschließend 3 Stunden lang bei 150°C nachgehärtet, um Photohalbleitervorrichtungen herzustellen. Die auf diese Weise erhaltenen Photohalbleitervorrichtungen wurden hinsichtlich der Formtrennbarkeit aus einer Formmatrize beurteilt. Die Beurteilung der Formtrennbarkeit wurde an aus jedem vierten Schuss stammenden Photohalbleitervorrichtungen durchgeführt, die hintereinander durch Transferformung hergestellt wurden, nachdem die Form mit einem Melaminformaldehydharz gereinigt worden war (Nippon Carbide Industries; Nikalet ECR, Grade AA). Wenn eine Photohalbleitervorrichtung (Gehäusegröße: 19,8 mm × 13,9 mm × 2,8 mm dick) aus einer Formmatrize (einem Hohlraum) lediglich mit Hilfe eines Ausdrückstiftes herausgenommen werden konnte, lautete die Beurteilung ⌾. Wenn sie mit einem Ausdrückstift und Gebläseluft herausgenommen wurde, lautete die Beurteilung o. Wenn sie nicht mit einem Ausdrückstift, Gebläseluft und dergleichen herausgenommen wurde, sondern zusätzlich mechanische Kraft angewendet wurde, die zu einer Verformung des Gehäuses oder einem Riss im Gehäuse führte, lautete die Beurteilung X. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen 9 bis 13 aufgeführt.
Ferner wurde durch die Verwendung der jeweiligen oben genannten Epoxidharzzusammensetzungen ein gehärtetes Material mit einer Dicke von 1 mm geformt [Härtungsbedingungen: 150°C × 4 Minuten + 150°C × 3 Stunden (nach dem Härten)]. An dem so erhaltenen gehärteten Material wurde mit einem Spektrophotometer (Shimadzu Corporation; UV-3101PC) die Lichtdurchlässigkeit bei 600 nm gemessen. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen 9 bis 13 dargestellt.
TABELLE 9
TABELLE 10
TABELLE 11
TABELLE 12
TABELLE 13
Anhand der Ergebnisse in den obigen Tabellen 9 bis 13 ist erkennbar, dass alle Beispiele eine hohe Lichtdurchlässigkeit und eine ausgezeichnete Formtrennbarkeit hatten. Daraus ergibt sich, dass die Beispiele sowohl eine ausgezeichnete Transparenz als auch Formtrennbarkeit hatten. Die Vergleichsbeispiele 1 bis 3 und 5 hatten hingegen eine gute Formtrennbarkeit, aber eine sehr schlechte Lichtdurchlässigkeit. Des weiteren wiesen die Vergleichsbeispiele 4 und 6 eine hohe Lichtdurchlässigkeit, aber eine sehr schlechte Formtrennbarkeit auf. Folglich hatten die Vergleichsbeispiele entweder eine gute Lichtdurchlässigkeit oder eine gute Formtrennbarkeit, wobei die jeweils andere Eigenschaft schlecht war. Keines der Vergleichsbeispiele wies zufriedenstellende Ergebnisse bei beiden Eigenschaften auf.
AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Wie oben erwähnt, enthält die Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelementes in der vorliegenden Erfindung wenigstens eine spezifische Verbindung (Komponente C), die durch die allgemeine Formel (1) oder (2) repräsentiert wird. Aus diesem Grund behält das Einkapselungsharz durch die Epoxidharzzusammensetzung eine hohe Transparenz bei und weist außerdem eine ausgezeichnete Formtrennbarkeit aus einer Formmatrize beim Transferformen und dergleichen auf.
Insbesondere durch Einstellen des Gehalts der obigen Komponente (C) auf einen Bereich von 0,01 bis 15% auf der Basis der gesamten Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements kann eine ausreichende Formtrennbarkeit erhalten und ein Rückgang der Glasumwandlungstemperatur oder Feuchtigkeitsbeständigkeit verhindert werden.
Beim Einkapseln eines Photohalbleiterelementes mit dieser Epoxidharzzusammensetzung kann daher eine hochzuverlässige Photohalbleitervorrichtung erzeugt werden, die nicht als Defektteil infolge von Schäden, die durch eine schlechte Formtrennbarkeit verursacht werden, gehandhabt wird.

Claims

Epoxidharzzusammensetzung, umfassend die folgenden (A) bis (C) zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements: (A) ein Epoxidharz (B) einen Härter; (C) wenigstens eine Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (1) oder (2) repräsentiert wird CH₃CH₂-(-CH₂-CH₂-)-_x-CH₂-CH₂-O-(-CH₂-CH₂-O-) -_n-Y₁ (1) wobei Y₁ -H, -RCOOH, -COR' oder -R' repräsentiert, wobei R eine bivalente organische Gruppe und R' eine Alkylgruppe ist, deren Kohlenstoffzahl nicht über 30 liegt; x eine positive Zahl zwischen 17 und 200 repräsentiert und ein Mittelwert ist; und n so eingestellt ist, dass der Gewichtsanteil der sich wiederholenden Einheit n 25 bis 95 Gew.-% auf der Basis der gesamten Verbindung ausmacht, (CH₃CH₂-(-CH₂-CH₂-)-_x-CH₂-CH₂-O-(-CH₂-CH₂-O-)-_n-RCOO-)_m-Y₂ (2) wobei R eine bivalente organische Gruppe repräsentiert, Y₂ ein Metallatom mit einer Wertigkeit von eins oder mehr repräsentiert, m eine positive ganze Zahl repräsentiert, die der Wertigkeit von Y₂ entspricht, x eine positive Zahl zwischen 8 und 200 repräsentiert und ein Mittelwert ist; und n so eingestellt ist, dass der Gewichtsanteil der sich wiederholenden Einheit n 25 bis 95 Gew.-% auf der Basis der gesamten Verbindung ausmacht.
Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements nach Anspruch 1, wobei die sich wiederholende Ziffer x eine positive Zahl zwischen 17 und 28 ist und die sich wiederholende Einheit n so eingestellt ist, dass der Gewichtsanteil von n 35 bis 85 Gew.-% auf der Basis der gesamten Verbindung in der Formel (1) und/oder (2) ausmacht.
Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements nach Anspruch 1, wobei die sich wiederholende Ziffer x eine positive Zahl zwischen 17 und 23 ist und die sich wiederholende Einheit n so eingestellt ist, dass der Gewichtsanteil von n 45 bis 70 Gew.-% auf der Basis der gesamten Verbindung in der Formel (1) und/oder (2) ausmacht.
Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gehalt der Komponente (C) so ausgelegt ist, dass sie 0,01 bis 15 Gew.-% auf der Basis der gesamten Epoxidharzzusammensetzung ausmacht.
Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gehalt der Komponente (C) so ausgelegt ist, dass sie 0,01 bis 5 Gew.-% auf der Basis der gesamten Epoxidharzzusammensetzung ausmacht.
Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gehalt der Komponente (C) so ausgelegt ist, dass sie 0,5 bis 3 Gew.-% auf der Basis der gesamten Epoxidharzzusammensetzung ausmacht.
Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Komponente (A) wenigstens ein Epoxidharz ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Bisphenol- A-Epoxidharz, Triglycidyl-Isocyanurat, einem Novolak- Epoxidharz und einem cycloaliphatischen Epoxidharz, die Komponente (B) Tetrahydrophtalsäureanhydrid und/oder Phthalsäureanhydrid ist, die Komponente (C) wenigstens eine Verbindung ist, die durch die Formel (1) oder (2) repräsentiert wird, in der die sich wiederholende Ziffer x eine positive Zahl zwischen 17 und 28 und die sich wiederholende Einheit n 35 bis 85 Gew.-% auf der Basis der gesamten Verbindung ausmacht, und ferner ein Härtungsbeschleuniger, der tertiäre Amine und/oder Imidazole umfasst, mit den Komponenten (A) bis (C) vermischt wird.
Epoxidharzzusammensetzung zum Einkapseln eines Photohalbleiterelements nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Komponente (A) Bisphenol-A-Epoxidharz und/oder Triglycidyl-Isocyanurat ist, die Komponente (B) Tetrahydrophtalsäureanhydrid ist und die Komponente (C) wenigstens eine Verbindung ist, die durch die Formel (1) oder (2) repräsentiert wird, wobei die sich wiederholende Ziffer x eine positive Zahl zwischen 17 und 23 ist und die sich wiederholende Einheit n 45 bis 70 Gew.-% auf der Basis der gesamten Verbindung ausmacht, und ferner Imidazole mit den Komponenten (A) bis (C) als Härtungsbeschleuniger vermischt werden.
Photohalbleitervorrichtung, hergestellt durch Einkapseln eines Photohalbleiterelements mit der Epoxidharzzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche.
Photohalbleitervorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Gehalt der Komponente (C) auf 0,01 bis 15 Gew.-% auf der Basis der gesamten Epoxidharzzusammensetzung eingestellt wird.