JP2002134529A - Insulating paste and optical semiconductor device - Google Patents

Insulating paste and optical semiconductor device

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JP2002134529A
JP2002134529A JP2000327963A JP2000327963A JP2002134529A JP 2002134529 A JP2002134529 A JP 2002134529A JP 2000327963 A JP2000327963 A JP 2000327963A JP 2000327963 A JP2000327963 A JP 2000327963A JP 2002134529 A JP2002134529 A JP 2002134529A
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JP
Japan
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insulating
optical semiconductor
insulating paste
powder
group
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JP2000327963A
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Japanese (ja)
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Hironori Shizuhata
弘憲 賤機
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Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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Publication date
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulating paste and an optical semiconductor device excellent in the ultraviolet-ray-resistance and weather resistance while reliable in outdoor use and device junction around the optical semiconductor element. SOLUTION: The insulating paste is provided which comprises organic binder, solvent and/or monomer, and insulating powder. A molecule comprises at least one benzotriazole skeleton while comprising a compound which comprises methacryloyl group or hydroxyethyl group as a functional group, for example a compound represented by formula I, by 0.1-10 wt.% to a solid resin. It may be also effective that the compound is copolymerized with a monomer reacting with the functional group such as methyl methacrylate in advance before comprising, or the entire insulating powder comprises titanium oxide powder by 8-35 wt.% as a part of the insulating powder.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特に光半導体素子
を樹脂マウントするに用いる絶縁ペーストおよびそれに
より樹脂マウントしてなる光半導体装置に関し、当該光
半導体装置は耐紫外線、耐候性に優れ、輝度劣化の少な
いことを利点とするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention particularly relates to an insulating paste used for mounting an optical semiconductor element with a resin and an optical semiconductor device obtained by mounting the optical semiconductor element with a resin. The advantage is that the deterioration is small.

【0002】[0002]

【従来の技術】種々の表示用などに実用化されている発
光ダイオード(LED)などの光半導体装置は、金属薄
板(リードフレーム)や金属製の皿、樹脂基板上の所定
部分に光半導体素子を絶縁性ペースト等で接合後、透明
封止樹脂等で封止して製造される。この半導体素子を接
続する工程は、素子の長期信頼性、特にLEDにおいて
はV−F特性や輝度劣化に影響を与える重要な工程の一
つである。
2. Description of the Related Art Optical semiconductor devices, such as light emitting diodes (LEDs), which are put into practical use for various displays, etc., include an optical semiconductor element on a metal thin plate (lead frame), a metal dish, or a predetermined portion on a resin substrate. Is bonded with an insulating paste or the like, and then sealed with a transparent sealing resin or the like. The step of connecting the semiconductor element is one of the important steps that affect the long-term reliability of the element, particularly the VF characteristic and the luminance degradation of the LED.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年の電子機器の軽薄
短小化に伴い、これらは屋外に設置されて使用されるこ
とが多くなり、これに伴い電子機器に使用される光半導
体装置にも耐候性が強く求められるようになった。加え
て発光波長450〜500nm付近の光半導体素子(青
色LED)が開発されたことにより、そのアッセンブリ
工程や光半導体素子周辺で使用される有機材料には、従
来以上に耐紫外線性が強く要求されるようになった。特
に、光半導体素子と基材とを電気的に接合する絶縁性ペ
ーストが紫外線で劣化すると、ヒートショック等により
界面クラックや剥離が発生し、V−F特性不良や電気的
オープンの原因となる。また、紫外線劣化による絶縁性
ペースト硬化物表面の変色により光反射率が低減するの
で、著しい輝度劣化も進行する。
As electronic devices have become lighter, thinner and smaller in recent years, they have often been installed outdoors and used, and accordingly, optical semiconductor devices used in electronic devices have been required to be weatherproof. Sexuality has been strongly demanded. In addition, the development of an optical semiconductor device (blue LED) having an emission wavelength of about 450 to 500 nm requires that organic materials used in the assembly process and around the optical semiconductor device have stronger UV resistance than ever before. It became so. In particular, if the insulating paste that electrically joins the optical semiconductor element and the base material is deteriorated by ultraviolet rays, interface cracks and peeling occur due to heat shock and the like, which causes poor VF characteristics and electrical opening. In addition, since the light reflectance is reduced due to the discoloration of the cured insulating paste surface due to the deterioration of ultraviolet rays, the luminance is significantly deteriorated.

【0004】しかし、従来の絶縁性ペーストは、そのほ
とんどが通常のエポキシ樹脂をベースとしているため、
耐候性には劣っていた。耐候性を改善するため、脂環式
エポキシ樹脂や水添型エポキシ樹脂を用いることもある
が、これらはアミン系やフェノール系の硬化剤との反応
性が劣るので、酸無水物系硬化剤を使用することにな
る。この場合、一液型の配合ではポットライフが短くな
り、作業性の点で問題があった。加えて脂環式エポキシ
樹脂の硬化物は脆いものが多く、接着面積の小さな半導
体素子では十分な接着強度が出にくく、かつクラックの
発生も懸念される。
However, most of the conventional insulating pastes are based on ordinary epoxy resins,
The weather resistance was poor. In order to improve the weather resistance, an alicyclic epoxy resin or a hydrogenated epoxy resin may be used.However, since these have poor reactivity with an amine-based or phenol-based curing agent, an acid anhydride-based curing agent is used. Will use. In this case, the pot life is shortened with the one-pack type compounding, and there is a problem in workability. In addition, the cured product of the alicyclic epoxy resin is often brittle, and it is difficult for a semiconductor element having a small adhesive area to have sufficient adhesive strength, and there is a concern that cracks may occur.

【0005】また、エポキシ樹脂より耐候性に優れてい
るアクリル系やポリウレタン系の樹脂では、逆に耐熱性
が低いため、アッセンブリ工程や実装工程中の熱履歴に
よるチップ剥離が問題となる可能性が高かった。従っ
て、物理的、電気的な接合信頼性の向上を目指して、耐
紫外線性、耐候性の強い絶縁性ペーストを使用した光半
導体装置の開発が強く要望されていた。
On the other hand, acrylic or polyurethane resins, which have better weather resistance than epoxy resins, have low heat resistance, so that chip peeling due to heat history during the assembly process and the mounting process may become a problem. it was high. Therefore, there has been a strong demand for the development of an optical semiconductor device using an insulating paste having high UV resistance and weather resistance with the aim of improving the physical and electrical bonding reliability.

【0006】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、従来の光半導体装置の各種性能を低下させること
なく、耐紫外線性、耐候性に優れることによる信頼性の
高い絶縁ペーストおよび光半導体装置を提供しようとす
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a highly reliable insulating paste and an optical paste having excellent ultraviolet resistance and weather resistance without deteriorating various performances of a conventional optical semiconductor device. It is intended to provide a semiconductor device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、後述する組成の
絶縁性ペーストを用いることによって、上記の目的を達
成できることを見いだし、本発明を完成したものであ
る。
The inventor of the present invention has made intensive studies to achieve the above object, and as a result, has found that the above object can be achieved by using an insulating paste having a composition described later. The invention has been completed.

【0008】即ち、本発明は、少なくとも有機バインダ
ー、溶剤又は/及びモノマー、並びに絶縁性粉末からな
る絶縁性ペーストにおいて、分子内にベンゾトリアゾー
ル骨格を1個以上含みかつ官能基としてメタクリロイル
基又はヒドロキシエチル基をもつ化合物を、樹脂固形分
に対し0.1〜10重量%の割合に含有させることを特
徴とする絶縁性ペーストである。また、上記した分子内
にベンゾトリアゾール骨格を1個以上含み、かつ官能基
としてメタクリロイル基又はヒドロキシエチル基をもつ
化合物を、これら官能基と反応するモノマーとあらかじ
め共重合させて含有させるという絶縁性ペーストであ
り、さらにまた、絶縁性粉末の一部として、酸化チタン
粉末を該絶縁性粉末全体に対し8〜35重量%の割合に
含有させるという絶縁性ペーストである。そして、これ
ら絶縁性ペーストを用いて製造した光半導体装置であ
る。
That is, the present invention relates to an insulating paste comprising at least an organic binder, a solvent or / and a monomer, and an insulating powder, comprising at least one benzotriazole skeleton in a molecule and having a methacryloyl group or a hydroxyethyl group as a functional group. An insulating paste containing a compound having a group in a ratio of 0.1 to 10% by weight based on a resin solid content. Further, an insulating paste comprising a compound containing one or more benzotriazole skeletons in the molecule and having a methacryloyl group or a hydroxyethyl group as a functional group, which is previously copolymerized with a monomer that reacts with these functional groups, and contained. And an insulating paste in which titanium oxide powder is contained as a part of the insulating powder in a proportion of 8 to 35% by weight based on the whole of the insulating powder. And it is an optical semiconductor device manufactured using these insulating pastes.

【0009】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0010】本発明に用いる有機バインダーとしては、
特に種類に制限はなく、また熱硬化系でも熱可塑系でも
よく、従来より知られているエポキシ系、フェノール
系、メラミン系、セルロース系、アクリル系、ポリイミ
ド系およびこれらの混合変性樹脂系などが用いられる。
変性樹脂は単に溶解混合してもよいし、加熱反応により
部分的に結合させたものでもよい。また反応に必要であ
れば硬化触媒を使用することもできる。
The organic binder used in the present invention includes:
The type is not particularly limited, and may be a thermosetting type or a thermoplastic type, and conventionally known epoxy type, phenol type, melamine type, cellulose type, acrylic type, polyimide type and a mixed modified resin type thereof and the like. Used.
The modified resin may be simply dissolved and mixed, or may be partially bound by a heat reaction. If necessary for the reaction, a curing catalyst can be used.

【0011】耐熱性の低い有機バインダーでは、高温高
湿条件下、例えば、121℃,2気圧でのプレッシャー
クッカーテストのような条件下では絶縁性ペースト硬化
皮膜が劣化する。それ故、このような厳しい条件下での
信頼性を要求される場合には、耐熱性の高いバインダー
を選ぶ必要がある。例えば、ポリイミド変性樹脂や平均
エポキシ基数3以上のノボラックエポキシ樹脂をフェノ
ール樹脂で硬化させる系などが挙げられる。
With an organic binder having low heat resistance, a cured insulating paste film deteriorates under high-temperature and high-humidity conditions such as a pressure cooker test at 121 ° C. and 2 atm. Therefore, when reliability under such severe conditions is required, it is necessary to select a binder having high heat resistance. For example, a system in which a polyimide-modified resin or a novolak epoxy resin having an average number of epoxy groups of 3 or more is cured with a phenol resin may be used.

【0012】また、ペースト硬化物の耐候性を向上させ
るため、耐候性に強い有機バインダーとして、脂環式エ
ポキシ樹脂、水添型エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、ポ
リウレタン系樹脂などを単独もしくは前述した樹脂等の
2種類以上と混合変性して使用すると、なお一層好まし
い。この場合は、要求される特性に応じて、硬化物の耐
熱性、耐湿性を調整する必要がある。
In order to improve the weather resistance of the cured paste, an alicyclic epoxy resin, a hydrogenated epoxy resin, an acrylic resin, a polyurethane resin, or the like may be used alone or as the above-mentioned resin as an organic binder having strong weather resistance. It is even more preferable to use a mixture of two or more of these. In this case, it is necessary to adjust the heat resistance and moisture resistance of the cured product according to the required characteristics.

【0013】これらの樹脂は、ペースト製造前に、あら
かじめ溶剤やモノマーで溶解混合させておくことが望ま
しい。ここで用いる溶剤としては、これらの樹脂を溶解
することができるものであり、例えば、ジオキサン、ヘ
キサン、トルエン、メチルセロソルブ、シクロヘキサ
ン、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、
ブチルカルビトールアセテート、ジエチレングリコール
ジメチルエーテル、ジアセトンアルコール、N−メチル
ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−2−イ
ミダゾリジノン等が挙げられ、これらは単独又は2種以
上混合して使用することができる。また、モノマーとし
ては、n−ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジ
ルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、
スチレンオキサイド、フェニルグリシジルエーテル、ク
レジルグリシジルエーテル、p−sec−ブチルフェニ
ルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、t
−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ジグリシジルエ
ーテル、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエー
テル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエー
テル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、トリメチ
ロールプロパントリグリシジルエーテル、1,6−ヘキ
サンジオールグリシジルエーテル等が挙げられ、これら
は単独又は2種以上混合して使用することができる。ま
た、溶剤とモノマーとを混合して使用することもでき
る。溶剤を使用する場合、硬化温度や硬化時間等の条件
に合わせ、沸点をよく検討して溶剤を選択する必要があ
る。
It is desirable that these resins are dissolved and mixed with a solvent or a monomer before the paste is manufactured. As the solvent used here, those capable of dissolving these resins, for example, dioxane, hexane, toluene, methyl cellosolve, cyclohexane, butyl cellosolve, butyl cellosolve acetate,
Butyl carbitol acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diacetone alcohol, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. It can be mixed and used. Further, as the monomer, n-butyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether,
Styrene oxide, phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, p-sec-butylphenyl glycidyl ether, glycidyl methacrylate, t
-Butylphenyl glycidyl ether, diglycidyl ether, (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) propylene glycol diglycidyl ether, butanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, 1,6-hexanediol glycidyl ether, etc. And these can be used alone or in combination of two or more. Further, a mixture of a solvent and a monomer can be used. When a solvent is used, it is necessary to carefully consider the boiling point and select a solvent in accordance with conditions such as a curing temperature and a curing time.

【0014】本発明に用いる絶縁性粉末としては、例え
ばカーボンランダム、炭化ホウ素、窒化アルミニウム、
窒化チタン等の非酸化物、セラミック粉末、ベリリウ
ム、マグネシウム、アルミニウム、チタン、シリコン等
の酸化物粉末(具体例は結晶シリカ、溶融シリカ、微粉
シリカ、タルク)等が挙げられ、これらは単独又は2種
以上混合して使用することができる。これらの絶縁性粉
末の配合割合は、特に制限されない。また、絶縁性粉末
は平均粒径が10μm以下であることが望ましい。平均
粒径が10μmを超えると組成物の性状がペースト状に
ならず、塗布性能が低下して好ましくない。
As the insulating powder used in the present invention, for example, carbon random, boron carbide, aluminum nitride,
Non-oxides such as titanium nitride, ceramic powders, and oxide powders such as beryllium, magnesium, aluminum, titanium, and silicon (specific examples include crystalline silica, fused silica, finely divided silica, and talc). A mixture of more than one species can be used. The mixing ratio of these insulating powders is not particularly limited. Further, it is desirable that the insulating powder has an average particle size of 10 μm or less. If the average particle size exceeds 10 μm, the properties of the composition do not become a paste, and the coating performance is undesirably reduced.

【0015】本発明に用いるベンゾトリアゾール骨格を
含む化合物は、紫外線吸収剤として作用する。従来から
使用されている低分子の紫外線吸収剤では、樹脂との相
溶性が悪いため、ブリードにより添加部数が減少してし
まったり、加熱加工時の蒸散によるロス、紫外線吸収剤
の低い溶解性に起因する添加部数の制限、温水・酸・ア
ルカリ・アルコール・油への溶出などの問題から、本来
もっている紫外線吸収剤の特性を十分発揮することがで
きなかった。
The compound having a benzotriazole skeleton used in the present invention acts as an ultraviolet absorber. Conventional low-molecular ultraviolet absorbers have poor compatibility with resin, so bleeding reduces the number of parts added, loss due to evaporation during heating, and low solubility of the ultraviolet absorber. Due to problems such as limitation of the number of added parts and elution into hot water, acids, alkalis, alcohols, and oils, the inherent properties of the ultraviolet absorber could not be sufficiently exhibited.

【0016】そこで、このような問題を解決し紫外線吸
収効果を高めるためには、従来の低分子タイプより、反
応型の高分子タイプの紫外線吸収剤を使用することが好
ましい。具体的には、ベンゾトリアゾールを骨格に、官
能基としてメタクリロイル基を導入した、次式に示す2
−(2′−ヒドロキシ−5′メタアクリロキシエチルフ
ェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(大塚化学(株)
社製、商品名)や、
Therefore, in order to solve such a problem and enhance the effect of absorbing ultraviolet light, it is preferable to use a reactive polymer type ultraviolet absorber rather than the conventional low molecular type. Specifically, a methacryloyl group is introduced as a functional group into a benzotriazole skeleton,
-(2'-hydroxy-5'methacryloxyethylphenyl) -2H-benzotriazole (Otsuka Chemical Co., Ltd.)
Company name, product name),

【化1】 官能基にヒドロキシエチル基を導入した、次式に示す化
合物(大塚化学(株)社製、商品名)
Embedded image A compound having a hydroxyethyl group introduced into the functional group and represented by the following formula (trade name, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.)

【化2】 が挙げられる。Embedded image Is mentioned.

【0017】さらに高分子タイプの紫外線吸収剤は、そ
のまま配合してもよいが、その官能基がベース樹脂との
反応性に乏しい場合には、あらかじめ官能基と反応する
モノマーで共重合ポリマーをつくり、それを配合しても
同様の効果が得られる。
Further, a high molecular type ultraviolet absorber may be added as it is, but when the functional group has poor reactivity with the base resin, a copolymer is prepared from a monomer which reacts with the functional group in advance. Even if it is blended, the same effect can be obtained.

【0018】分子内にベンゾトリアゾール骨格を1個以
上含みかつ官能基としてメタクリロイル基又はヒドロキ
シエチル基をもつ化合物の配合割合は、樹脂固形分に対
して0.1〜10重量%であることが望ましい。配合量
が0.1重量%未満では、紫外線による樹脂の劣化を抑
える効果がなくなる。また、10重量%を超えると、ペ
ーストの硬化物特性が低下するため、信頼性に欠け好ま
しくない。
The compounding ratio of the compound containing at least one benzotriazole skeleton in the molecule and having a methacryloyl group or a hydroxyethyl group as a functional group is preferably 0.1 to 10% by weight based on the resin solid content. . If the amount is less than 0.1% by weight, the effect of suppressing the deterioration of the resin due to ultraviolet rays is lost. On the other hand, when the content exceeds 10% by weight, the cured product characteristics of the paste are deteriorated, and hence the paste lacks reliability and is not preferable.

【0019】本発明に用いる酸化チタン粉末は、平均粒
径5μm以下が望ましい。5μmを超えるとペースト性
状や作業性が悪くなり硬化物の塗膜表面も粗くなる。そ
の配合量範囲は、絶縁性ペースト中の酸化チタンを含む
全絶縁性粉末に対して8〜35重量%であり、特に好ま
しくは15〜25重量%である。酸化チタン粉末の配合
量が8重量%未満では、紫外線防止効果が低下し、また
35重量%を超えると、硬化物塗膜が脆く弱くなるとと
もに、基材への密着性、絶縁性が低下し、塗料や接着剤
としての性能に欠けるようになる。また、酸化チタンは
一般に顔料として使用される結晶形としてルチル型とア
ナターゼ型があるが、耐紫外線性を向上させるために
は、紫外線吸収量の多いルチル型を用いる方が好まし
い。これらは、単独又は2種以上混合して使用すること
ができる。
The average particle size of the titanium oxide powder used in the present invention is desirably 5 μm or less. If it exceeds 5 μm, the properties of the paste and workability deteriorate, and the surface of the coating film of the cured product becomes rough. The range of the compounding amount is 8 to 35% by weight, particularly preferably 15 to 25% by weight, based on the whole insulating powder containing titanium oxide in the insulating paste. When the amount of the titanium oxide powder is less than 8% by weight, the effect of preventing ultraviolet rays is reduced. , Lacks performance as a paint or adhesive. Further, titanium oxide generally has a rutile type and an anatase type as a crystal form used as a pigment, but in order to improve ultraviolet resistance, it is preferable to use a rutile type having a large ultraviolet absorption amount. These can be used alone or in combination of two or more.

【0020】本発明に用いる絶縁性ペーストは、上述し
た変性樹脂、溶剤モノマー又はこれらの混合物、および
絶縁性粉末であって、特定の紫外線吸収剤、また酸化チ
タンを必須成分とするが、本発明の目的に反しない限
り、また必要に応じて、硬化触媒、消泡剤、カップリン
グ剤、その他の添加剤を配合することができる。この絶
縁性ペーストは、常法に従い上述した各成分を十分混合
した後、更に例えばディスパース、ニーダー、三本ロー
ルミル等による混練処理を行い、その後減圧脱泡して製
造することができる。こうして製造した絶縁性ペースト
を、シリンジに充填し、ディスペンサを用いてリードフ
レーム等の基材上に吐出し、マウント硬化により光半導
体素子を接合した後、ワイヤボンディングを行い、次い
で透明封止樹脂で封止硬化して光半導体装置を製造する
ことができる。
The insulating paste used in the present invention is the above-mentioned modified resin, solvent monomer or a mixture thereof, and insulating powder, and contains a specific ultraviolet absorber and titanium oxide as essential components. A curing catalyst, an antifoaming agent, a coupling agent, and other additives can be blended as long as the purpose is not adversely affected. This insulating paste can be produced by sufficiently mixing the above-described components according to a conventional method, and further performing a kneading treatment using, for example, a disperser, a kneader, a three-roll mill, or the like, and then defoaming under reduced pressure. The insulating paste thus produced is filled in a syringe, discharged onto a base material such as a lead frame using a dispenser, bonded to the optical semiconductor element by mount curing, wire-bonded, and then sealed with a transparent sealing resin. An optical semiconductor device can be manufactured by sealing and curing.

【0021】[0021]

【作用】本発明は、光半導体素子と基材とを接合する絶
縁性ペーストの紫外線防止効果を特定の紫外線吸収剤、
また特定量酸化チタンの配合により高めることで、従来
の光半導体装置と比較して、紫外線曝露下での接合部の
密着力低下を抑え、かつペースト硬化物表面の光沢と光
反射率を維持し、光半導体装置の電気的信頼性の向上、
輝度劣化低減を実現させたものである。
According to the present invention, a specific ultraviolet absorbing agent is used to prevent the insulating paste for bonding an optical semiconductor element and a base material from ultraviolet rays.
In addition, by increasing the specific amount of titanium oxide, compared to conventional optical semiconductor devices, the decrease in adhesion at the joints under UV exposure is suppressed, and the gloss and light reflectance of the cured paste surface are maintained. , Improvement of electrical reliability of optical semiconductor devices,
This realizes reduction in luminance degradation.

【0022】すなわち、絶縁性ペースト中に、官能基と
して末端アクリル基やヒドロキシエチル基をもたせたベ
ンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を導入して、紫外線吸
収剤とベース樹脂とを反応させたり、あるいは末端アク
リル基をメタクリル酸メチル系やスチレン系モノマーで
あらかじめ共重合させた高分子量体として添加すること
で、従来の紫外線吸収剤の欠点である樹脂との分散性、
ブリードアウト、硬化時の熱によるロスなどを解決し、
紫外線防止効果を高めたことで目的を達成したものであ
る。加えて、絶縁性ペーストに紫外線吸収効果のある酸
化チタン粉末を併用することによって、紫外線吸収効果
はさらに高めることが可能である。
That is, a benzotriazole-based UV absorber having a terminal acrylic group or a hydroxyethyl group as a functional group is introduced into the insulating paste, and the UV absorber and the base resin are reacted, or the terminal acrylic By adding the group as a high molecular weight polymer previously copolymerized with methyl methacrylate or styrene monomer, dispersibility with resin, which is a drawback of conventional ultraviolet absorber,
Bleed-out, heat loss during curing, etc.
The purpose was achieved by enhancing the effect of preventing ultraviolet rays. In addition, by using a titanium oxide powder having an ultraviolet absorbing effect in combination with the insulating paste, the ultraviolet absorbing effect can be further enhanced.

【0023】この手法により、絶縁性ペーストのベース
となる樹脂の耐候性を考慮しなくても、従来の耐熱性、
耐湿性といった特性に加えて耐候性、耐紫外線性に優れ
た光半導体装置を得ることができる。
By this method, the conventional heat resistance and the conventional heat resistance can be obtained without considering the weather resistance of the resin serving as the base of the insulating paste.
An optical semiconductor device excellent in weather resistance and ultraviolet resistance in addition to characteristics such as moisture resistance can be obtained.

【0024】[0024]

【発明の実施形態】次に本発明を実施例によって説明す
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。以下の実施例および比較例において「部」と
は特に説明のない限り「重量部」を意味する。
Next, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following Examples and Comparative Examples, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.

【0025】実施例1 クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のEOCN103
S(大日本インキ化学工業社製、商品名)80部、ビス
フェノールA型エポキシ樹脂のエピコート#1007
(油化シェルエポキシ社製、商品名)20部に対し、硬
化剤としてフェノール樹脂BRG558(昭和高分子社
製、商品名)40部を、ジエチレングリコールジエチル
エーテル140部中で85℃,1時間溶解反応を行い、
粘稠な樹脂を得た。この樹脂28部に、硬化触媒として
イミダゾールの2−エチル−4−メチルイミダゾール
0.2部、添加剤0.8部、球状の溶融シリカ粉末(平
均粒径6μm)28部、平均粒径1μmのルチル型酸化
チタン粉末5部および前述の化2の化合物1部を混合
し、さらに三本ロールで混練処理を行い、減圧脱泡して
実施例1の絶縁性ペーストを製造した。
EXAMPLE 1 EOCN103, a cresol novolak type epoxy resin
S (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., 80 parts), Epicoat # 1007 of bisphenol A type epoxy resin
For 20 parts (product name, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), 40 parts of a phenolic resin BRG558 (product name, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.) as a curing agent was dissolved in 140 parts of diethylene glycol diethyl ether at 85 ° C. for 1 hour. Do
A viscous resin was obtained. To 28 parts of the resin, 0.2 part of imidazole 2-ethyl-4-methylimidazole as a curing catalyst, 0.8 part of an additive, 28 parts of spherical fused silica powder (average particle diameter of 6 μm), and 1 part of average particle diameter of 1 μm 5 parts of rutile-type titanium oxide powder and 1 part of the above-mentioned compound of the formula (2) were mixed, kneaded with a three-roll mill, and defoamed under reduced pressure to produce an insulating paste of Example 1.

【0026】実施例2 エポキシ樹脂のYL983U(油化シェルエポキシ社
製、商品名)5.5部、脂環式エポキシ樹脂のセロキサ
イドの2021(ダイセル化学工業社製、商品名)7
部、同樹脂のGT302(ダイセル化学工業社製、商品
名)2部、ポリプロピレングリコールグリシジルエーテ
ル3.5部、カチオン系触媒のSI−80L(三新化学
社製、商品名)0.3部、添加剤0.7部、球状の溶融
シリカ粉末(平均粒径6μm)18部、平均粒径1μm
のルチル型酸化チタン粉末4部および次式に示す化3の
共重合体3部を混合し、さらに三本ロールで混練処理を
行い、減圧脱泡して実施例2の絶縁性ペーストを製造し
た。化3の共重合体は、前述の化2の化合物70部とメ
タクリル酸メチル30部の共重合体である。
Example 2 5.5 parts of YL983U epoxy resin (trade name, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) and 2021 of celoxide, alicyclic epoxy resin (trade name, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 7
Parts, GT302 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., trade name) 2 parts of the same resin, 3.5 parts of polypropylene glycol glycidyl ether, 0.3 part of cationic catalyst SI-80L (manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd.), 0.7 parts of additive, 18 parts of spherical fused silica powder (average particle size: 6 μm), average particle size: 1 μm
4 parts of rutile-type titanium oxide powder and 3 parts of a copolymer represented by the following formula were mixed, kneaded with a three-roll mill, and defoamed under reduced pressure to produce an insulating paste of Example 2. . The copolymer of Chemical Formula 3 is a copolymer of 70 parts of the compound of Chemical Formula 2 and 30 parts of methyl methacrylate.

【0027】[0027]

【化3】 (但し、式中、m、nは1以上の整数を表す) 比較例 実施例1の配合において、ルチル型酸化チタン粉末と化
2の化合物を配合せずに他はすべて実施例1と同様にし
て比較例の絶縁性ペーストを製造した。
Embedded image (Wherein, m and n represent integers of 1 or more) Comparative Example In the formulation of Example 1, the same procedure as in Example 1 was carried out except that the rutile-type titanium oxide powder and the compound of Chemical Formula 2 were not blended. Thus, an insulating paste of a comparative example was manufactured.

【0028】実施例1〜2および比較例で得た絶縁性ペ
ーストを用いて、リードフレームと0.3mm×0.3
mmのGaN系光半導体素子(青色LEDチップ)を表
1の硬化条件でマウント硬化し、ワイヤボンディングを
行い、次いで脂環式エポキシ樹脂ベースの透明封止材で
封止硬化(120℃×2H+130℃×6H)して光半
導体装置をそれぞれ製造した。
Using the insulating pastes obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example, a lead frame and a 0.3 mm × 0.3
mm GaN-based optical semiconductor device (blue LED chip) is mounted and cured under the curing conditions shown in Table 1, wire-bonded, and then cured and sealed with an alicyclic epoxy resin-based transparent sealing material (120 ° C. × 2H + 130 ° C.) × 6H) to produce optical semiconductor devices.

【0029】これらの光半導体装置について、紫外線照
射下での接着強度、常温通電試験と、高温、高湿放置試
験を行った。その結果を表1に示したが、いずれも本発
明が優れており、本発明の顕著な効果が認られた。
These optical semiconductor devices were subjected to an adhesive strength under ultraviolet irradiation, a normal temperature energization test, and a high temperature and high humidity storage test. The results are shown in Table 1. The present invention was excellent in each case, and the remarkable effects of the present invention were confirmed.

【0030】[0030]

【表1】 *1:0.3mm×0.3mmチップ(高さ200μ
m)を、リードフレーム(銅系、ベッド面は銀メッキ)
上に、絶縁性ペーストを用いて接着し、上記所定条件で
硬化した。硬化後、テンションゲージを用いて剪断方向
の接着強度を測定した。熱時接着強度は250℃のヒー
トブロック上で測定した。
[Table 1] * 1: 0.3mm × 0.3mm chip (200μ in height)
m), lead frame (copper, bed surface silver plated)
The above was adhered using an insulating paste and cured under the above-mentioned predetermined conditions. After curing, the adhesive strength in the shear direction was measured using a tension gauge. The hot adhesive strength was measured on a 250 ° C. heat block.

【0031】*2:サンシャインウエザオメーターを使
用した。
* 2: Sunshine weatherometer was used.

【0032】*3:サンシャインウエザオメーターによ
り紫外線を照射した状態で、常温通電試験(順電流30
mA)、60℃,95%RH環境下での高温高湿放置試
験を各光半導体装置について評価した。通電試験に供し
た光半導体装置は、各々60個で、時間の経過に伴う不
良発生数を示した。不良判定の方法は、輝度変化率が初
期の50%以上への上昇をもって不良とした。
* 3: A normal-temperature current test (forward current 30) was conducted in the state where ultraviolet rays were irradiated with a sunshine weatherometer.
mA), a high-temperature and high-humidity storage test in an environment of 60 ° C. and 95% RH was evaluated for each optical semiconductor device. The number of optical semiconductor devices subjected to the energization test was 60, and the number of occurrences of defects with the passage of time was shown. In the defect determination method, a failure was determined when the luminance change rate increased to 50% or more in the initial stage.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明の光半導体装置は、耐紫外線性、耐候性に優
れた絶縁性ペーストを使用することによって、屋外や発
光波長450〜500nm付近の光半導体素子周辺での
使用に際しても、素子の物理的、電気的な接合信頼性の
向上に対応でき、光半導体装置の寿命を従来以上に延ば
すことができ、工業上大変有益なものである。
As is clear from the above description and Table 1, the optical semiconductor device of the present invention can be used outdoors or at an emission wavelength of 450 to 500 nm by using an insulating paste having excellent ultraviolet resistance and weather resistance. When used in the vicinity of a nearby optical semiconductor element, it is possible to improve the physical and electrical bonding reliability of the element and extend the life of the optical semiconductor device more than before, which is very useful industrially. is there.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01B 3/30 H01B 3/30 M N H01L 33/00 H01L 33/00 N Fターム(参考) 4J002 AA001 AB011 BG001 CC031 CC181 CD001 CM041 DA037 DE047 DE077 DE097 DE137 DE147 DF017 DJ017 DM007 EL036 EU178 FD058 FD146 FD207 5F041 AA43 DA01 5F047 BA34 BA35 BA51 CA01 CA08 5G305 AA07 AA11 AB28 AB40 BA09 CA07 CA15 CA21 CA27 CA28 CB15 CB28 CC02 CD01 CD12──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme coat ゛ (Reference) H01B 3/30 H01B 3/30 M N H01L 33/00 H01L 33/00 NF Term (Reference) 4J002 AA001 AB011 BG001 CC031 CC181 CD001 CM041 DA037 DE047 DE077 DE097 DE137 DE147 DF017 DJ017 DM007 EL036 EU178 FD058 FD146 FD207 5F041 AA43 DA01 5F047 BA34 BA35 BA51 CA01 CA08 5G305 AA07 AA11 AB28 AB40 BA09 CA12 CA27

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも有機バインダー、溶剤又は/
及びモノマー、並びに絶縁性粉末からなる絶縁性ペース
トにおいて、分子内にベンゾトリアゾール骨格を1個以
上含み、かつ官能基としてメタクリロイル基又はヒドロ
キシエチル基をもつ化合物を、樹脂固形分に対し0.1
〜10重量%の割合に含有させることを特徴とする絶縁
性ペースト。
1. At least an organic binder, a solvent and / or
And a monomer, and an insulating paste composed of an insulating powder, a compound containing at least one benzotriazole skeleton in the molecule and having a methacryloyl group or a hydroxyethyl group as a functional group is added in an amount of 0.1 to the resin solid content.
An insulating paste, which is contained in a proportion of 10 to 10% by weight.
【請求項2】 分子内にベンゾトリアゾール骨格を1個
以上含み、かつ官能基としてメタクリロイル基又はヒド
ロキシエチル基をもつ化合物を、上記官能基と反応する
モノマーとあらかじめ共重合させて含有させる請求項1
記載の絶縁性ペースト。
2. A compound containing at least one benzotriazole skeleton in the molecule and having a methacryloyl group or a hydroxyethyl group as a functional group, which is previously copolymerized with a monomer which reacts with the functional group and contained.
The insulating paste as described.
【請求項3】 絶縁性粉末の一部として、酸化チタン粉
末を該絶縁性粉末全体に対し8〜35重量%の割合に含
有させる請求項1又は2記載の絶縁性ペースト。
3. The insulating paste according to claim 1, wherein titanium oxide powder is contained as a part of the insulating powder in a proportion of 8 to 35% by weight based on the whole of the insulating powder.
【請求項4】 請求項1〜3記載の絶縁性ペーストを用
いて光半導体素子とリードフレーム等の基材とを接着固
定してなることを特徴とする光半導体装置。
4. An optical semiconductor device comprising an optical semiconductor element and a base material such as a lead frame bonded and fixed using the insulating paste according to claim 1.
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