JP2001240652A - 光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置 - Google Patents

光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置

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JP2001240652A
JP2001240652A JP2000053152A JP2000053152A JP2001240652A JP 2001240652 A JP2001240652 A JP 2001240652A JP 2000053152 A JP2000053152 A JP 2000053152A JP 2000053152 A JP2000053152 A JP 2000053152A JP 2001240652 A JP2001240652 A JP 2001240652A
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epoxy resin
optical semiconductor
resin composition
bisphenol
semiconductor device
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JP2000053152A
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Satoshi Segawa
聡 瀬川
Sumiya Miyake
澄也 三宅
Shinji Komori
慎司 小森
Masahito Akiyama
仁人 秋山
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明性、光学的均一性に優れる光半導体封止
用エポキシ樹脂組成物およびその硬化物で封止された光
半導体装置を提供する。 【解決手段】 一般式(1)で表されるビスフェノール
S型エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤を必須成分
としてなる光半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明性及び光学的
均一性に優れた光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び
その硬化物で封止された光半導体装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】オプトエレクトロニクスの分野におい
て、従来、光半導体封止用材料に用いられるエポキシ樹
脂として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂がある。ビ
スフェノールA型エポキシ樹脂は、成形性、耐熱性、電
気特性等に優れた特性を持ち、光半導体封止材料として
研究が盛んに行われている。
【0003】光半導体用樹脂の硬化物における問題とし
て、光学ムラがあり、これを抑制する方法として、特定
のビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いる方法が、特
開平5−326756号公報では開示されている。しか
し、本発明者らによれば、光半導体の信頼性の重要な特
性である高温保管試験において、前記技術により得た硬
化物を、120℃で6週間放置すると着色し、光透過性
は落ちてくるという問題を抱えていることが判明した。
【0004】
【発明が解決しようとしている課題】本発明の目的は、
透明性、光学的均一性に優れる光半導体封止用エポキシ
樹脂組成物およびその硬化物で封止された光半導体装置
を提供することにある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、特定構
造のビスフェノールS型エポキシ樹脂を含む、エポキシ
樹脂組成物が、前記課題が解決することを見出し、本発
明を完成するに至った。
【0006】すなわち、本発明は、一般式(1)で表さ
れるビスフェノールS型エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬
化促進剤を必須成分としてなる光半導体封止用エポキシ
樹脂組成物、
【0007】
【化2】 (ただし、式中、n=0〜6である。)
【0008】及び、前記光半導体用エポキシ樹脂組成物
の硬化物で封止された光半導体装置である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明に用いられるエポキシ樹脂
は一般式(1)で表されるビスフェノールS型エポキシ
樹脂である。この樹脂の分子量に関わる式(1)におけ
るnの範囲は、0以上6以下だが、n数が6を超えると
粘度が上がり、樹脂流動跡が成形物表面に顕著に現われ
てくる。
【0010】本発明において、ビスフェノールS型エポ
キシ樹脂が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂に比べ、
高温保管時に着色性がない理由は、芳香環と芳香環をつ
なぐ構造が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の場合、
酸化反応を受けやすいメチル基が存在するのに対し、ビ
スフェノールS型エポキシ樹脂は、そのような基が存在
しないので、酸化されない構造となっているためである
と考えられる。
【0011】また、本発明は、従来公知のもので着色の
少ないエポキシ樹脂との併用を制限するものではない。
例えば、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、脂環式エポ
キシ樹脂、トリグリシジルイソシアネート、含複素環エ
ポキシ樹脂、水添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂等
があげられ、さらには特性を悪化させない範囲でこれ以
外のエポキシ樹脂を併用しても構わない。また本発明の
ビスフェノールS型エポキシ樹脂は単独でも、他のエポ
キシ樹脂を含めた併用でも構わない。
【0012】本発明に用いられる硬化剤としては、酸無
水物硬化剤、フェノール樹脂系硬化剤、アミン系硬化剤
などが挙げられるが、硬化時または硬化後に樹脂組成物
の硬化体に着色の少ない酸無水物が好適である。例え
ば、酸無水物硬化剤としては、無水フタル酸、無水マレ
イン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘ
キサヒドロ無水フタル酸、無水テトラヒドロ無水フタル
酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸などが例示
される。また、フェノール樹脂系硬化剤としては、フェ
ノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等の
ノボラック型フェノール樹脂、パラキリシレン変性フェ
ノール樹脂、パラキシリレン・メタキシリレン変性フェ
ノール樹脂等のフェノールアラルキル樹脂、テルペン変
性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノー
ル樹脂、トリフェノールプロパン等があげられ、アミン
系硬化剤としては、メタフェミレンジアミン、ジメチル
ジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンサン、
m-キシレンジアミン、テトラエチレンペンタミン、ジエ
チルアミン等が挙げられる。これらは着色するものでな
ければ、特に限定されるものではなく、単独もしくは2
種類以上用いても差し支えない。
【0013】硬化促進剤については、通常、エポキシ樹
脂のアニオン硬化に用いられるものは、すべて使用可能
ではあるが、例示するならば、イミダゾール類、3級ア
ミン、4級アンモニウム塩、ジアザビシクロウンデンセ
ンなどの双環式アミジン類、有機ホスフィン、ホスホニ
ウム塩等のりん系等の硬化促進剤があげられる。
【0014】なお、本発明の光半導体封止用エポキシ樹
脂組成物には、上記各成分以外にも必要に応じて着色性
に影響を与えない範囲で、着色防止剤、変性剤、離型
剤、酸化防止剤等の従来公知の添加剤を用いることは、
何ら差し支えがない。
【0015】本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ
樹脂と硬化剤の配合割合が平均エポキシ当量をE、エポ
キシ樹脂の総重量をWA、硬化剤の当量をH、硬化剤の
総重量をWBとすると、(WB/H)/(WA/E)=
0.8〜1.5の範囲に入るのが好ましい。また、硬化
促進剤の添加量は、エポキシ樹脂と硬化剤の合計量10
0重量部に対し、0.1〜10重量部が添加されるのが
好ましい。本発明の樹脂組成物の諸特性を損なわなけれ
ば、この範囲外であっても何ら差し支えない。
【0016】本発明のエポキシ樹脂組成物の製造方法
は、上記の各成分を適宜配合して、80℃〜150℃の
温度範囲において無溶媒で、加温可能な反応釜等の装置
により、均一に混合し組成物が常温で粉砕、混錬等取り
扱うのに十分な軟化点、具体的には60℃〜80℃程度
の軟化点が得られたところで、冷却して樹脂組成物を得
ることが出来る。これら成分を混合する温度域として
は、80℃〜150℃が適切であるが、より好ましくは
80℃〜120℃の範囲である。反応温度が80℃未満
では、室温で固体となるような樹脂組成物を得るために
は温度が低すぎ、150℃を上回る温度では反応温度が
速くなりすぎるため、期待した反応度で反応を停止する
ことが難しくなってしまう。更に上記で得られた樹脂組
成物を粉砕して、例えばタブレット状にして、封止を行
うが各種添加剤を用いる場合は、樹脂組成物と添加剤と
を混合した後、加熱ロール等により混錬して、樹脂組成
物とすることが出来る。
【0017】このようにして得られた光半導体封止用エ
ポキシエポキシ樹脂組成物を用いての封止は、一般的な
方法でできるが、例えばトランスファー成形等により、
光半導体素子を封止して、エポキシ樹脂組成物の硬化物
で封止された光半導体装置を得ることが出来る。
【0018】
【実施例】以下に実施例により本発明を更に詳しく説明
するが、本発明は、これらに本発明が限定されるもので
はない。
【0019】実施例1 一般式(1)でn=2に相当するビスフェノールS型エ
ポキシ樹脂20重量部、トリグリシジルイソシアヌレー
ト(日産化学社製TEPIC−S)10重量部、ヘキサ
ヒドロ無水フタル酸とメチルヘキサヒドロ無水フタル酸
の混合物(新日本理化社製リカシッドTH)70重量
部、2-メチルイミダゾール(四国化成社製イミダゾール
2MZP)0.3重量部、及びトリフェニイルホスフェ
ート(住友化学社製スミライザーTPP−R)2重量部
を、 90℃120分間加熱混合し、冷却後粉砕して、
樹脂組成物を得た。通常、得られた樹脂組成物の温度1
75℃におけるゲル化時間が10〜60秒、好ましくは
20〜50秒程度に設定することが望ましい。
【0020】実施例2〜8、比較例1〜3 実施例2〜8及び比較例1〜3について、それぞれ表1
に示した割合に従い、原料を配合し、以下基本操作を実
施例1と同様にして行い、それぞれ樹脂組成物を得た。
【0021】上記で得られた樹脂組成物をトランスファ
ー成形機を用いて、金型温度175℃、注入9.8MP
a、硬化時間1分、ポスキュア150℃2時間の条件
で、各試験で用いる試験片を作成した。それぞれの評価
方法は以下の通りであり、結果は表1にまとめて示す。
【0022】[透明性と光学的均一性の評価] (1)光透過率の測定 10×30×1mmのテストピースを作成し、分光光度
計 島津自記分光光度計UV−3100を用いて、1m
m厚さで120℃で6週間放置する前と放置した後の透
過率を測定した。 (2)光学ムラ 5mm×4mm×2mmの成形品について光学顕微鏡
(倍率:100倍)により成形品内部の樹脂流動跡の有無
を観察した。樹脂流動跡の無い物を○、有るものを×で
示した。
【0023】
【表1】
【0024】表1の結果から明らかなように、本発明の
樹脂組成物は長時間高温保管後も透明性を劣化させない
ことが分かる。
【0025】
【発明の効果】本発明の光半導体封止用エポキシ樹脂組
成物およびその硬化物で封止された光半導体装置は、光
学ムラのない、透明性、耐熱性、特に高温保管性に優れ
た高い信頼性を有したオプトデバイスを提供することが
出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 仁人 東京都品川区東品川2丁目5番8号 住友 ベークライト株式会社内 Fターム(参考) 4J036 AD21 DA01 DA02 DB15 DB21 DB22 DC05 DC41 DC46 FB07 GA21 JA07 4M109 AA01 CA21 EA03 EB02 EB03 EB04 EC05 EC11 EC14 GA01 5F041 AA05 AA44 DA44 5F088 BA13 JA06

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1)で表されるビスフェノール
    S型エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤を必須成分
    としてなる光半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化1】 (ただし、式中、n=0〜6である。)
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光半導体用エポキシ樹脂
    組成物の硬化物で封止された光半導体装置。
JP2000053152A 2000-02-29 2000-02-29 光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置 Pending JP2001240652A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8575632B2 (en) 2005-08-04 2013-11-05 Nichia Corporation Light-emitting device, method for manufacturing same, molded body and sealing member
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