JP2005325178A - 光半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 エポキシ樹脂(A)、酸無水物系硬化剤(B)、及び硬化促進剤(C)を必須成分として含有するエポキシ樹脂組成物であって、上記成分(C)として式(1)のテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩好ましくはテトラ−n−ブチルホスホニウムアセテートを含む、速硬化性の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びこれを硬化してなる光半導体封止加工品。
【化1】
[式(1)中、R1は炭素数2〜4のアルキル基であり、R2は炭素数1〜4のアルキル基を示す。]
【効果】 このエポキシ樹脂組成物は、速硬化性を有し、無色透明性の樹脂硬化物を与える。また、硬化促進剤としてハロゲン化物も含まず、回路などを構成する金属の腐食やリークなどの恐れもなく、透明性と微細加工性を要求される電子材料用の光半導体封止用途に好適である。
【選択図】なし
【化1】
[式(1)中、R1は炭素数2〜4のアルキル基であり、R2は炭素数1〜4のアルキル基を示す。]
【効果】 このエポキシ樹脂組成物は、速硬化性を有し、無色透明性の樹脂硬化物を与える。また、硬化促進剤としてハロゲン化物も含まず、回路などを構成する金属の腐食やリークなどの恐れもなく、透明性と微細加工性を要求される電子材料用の光半導体封止用途に好適である。
【選択図】なし
Description
本発明は、無色透明性の樹脂硬化物を与え得る速硬化性エポキシ樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は、光半導体装置、特に発光半導体素子または受光半導体素子を被覆して封止するのに好適に使用できる光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びその硬化体を有する光半導体封止加工品に関する。
光半導体素子には、LED(発光ダイオード)、フォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトカプラー、CCD(電荷結合素子)、EPROM(イレーザブルプログラマブルリードオンリーメモリー)、フォトセンサーとして知られる受光素子や発光素子等がある。例えばLEDとしては高輝度タイプの赤、橙および緑の半導体素子が知られる。
近年、各種表示光源や数字表示等に光半導体装置が広く用いられている。
特に、発光素子としてのLED(発光ダイオード)は高輝度化が進み、広告、ニュースの伝達等の屋外表示パネル、信号機などに広く使用され、また液晶ディスプレイのバックライトにも使用されている。さらに、最近では、白色発光ダイオードを照明に使用する開発もさかんに行なわれている。
特に、発光素子としてのLED(発光ダイオード)は高輝度化が進み、広告、ニュースの伝達等の屋外表示パネル、信号機などに広く使用され、また液晶ディスプレイのバックライトにも使用されている。さらに、最近では、白色発光ダイオードを照明に使用する開発もさかんに行なわれている。
これらの光半導体素子の封止材には様々なエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤の組み合わせからなる透明性に優れたエポキシ樹脂組成物が使用されている。
このエポキシ樹脂組成物には、硬化物が無色透明であることは勿論、生産性の向上の観点から速硬化性であること、そして近年の半導体の微細加工に対応し、パッケージ内の回路の短絡を防ぐためにAg線等の金属を腐食しないこと、等様々な条件が要求されている。
このエポキシ樹脂組成物には、硬化物が無色透明であることは勿論、生産性の向上の観点から速硬化性であること、そして近年の半導体の微細加工に対応し、パッケージ内の回路の短絡を防ぐためにAg線等の金属を腐食しないこと、等様々な条件が要求されている。
上記の問題の解決策として、特許文献1には、エポキシ樹脂、フタル酸無水物系の硬化剤および硬化促進剤の組み合わせにおいて透明性に優れたエポキシ樹脂組成物を得るために、硬化促進剤として式(A):
で表されるテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレートを用いることが記されている。
しかしながらテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレートはフタル酸無水物系の硬化剤との相溶性が悪く、得られるエポキシ樹脂組成物は、速硬化性に劣る、という問題がある。
しかしながらテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレートはフタル酸無水物系の硬化剤との相溶性が悪く、得られるエポキシ樹脂組成物は、速硬化性に劣る、という問題がある。
さらに、特許文献2には、高温時に黄変のない耐熱性の良い樹脂硬化物を与えることのできるエポキシ樹脂組成物において、硬化促進剤としてテトラフェニルホスホニウムブロ
マイドなどの臭素系有機ホスフォニウム塩や臭素系有機アンモニウム塩、(あるいは3級窒素を有する芳香族有機塩基の酸塩)を用いることが記されている。しかし硬化促進剤としてテトラフェニルホスホニウムブロマイドなどの臭素系有機ホスフォニウム塩や臭素系有機アンモニウム塩を用いる場合、速硬化性および無色透明性には、優れているものの、一般にブロマイド等のハライドは金属の腐食の原因となることが知られており、回路の短絡(ショート)の可能性の問題は解決し切れていない。なお、硬化促進剤として3級窒素を有する芳香族有機塩基の酸塩を用いた場合もエポキシ樹脂構造に残存する加水分解性クロライドを引抜く性質が強いため、同様にショートの原因になり得るという問題点がある。
マイドなどの臭素系有機ホスフォニウム塩や臭素系有機アンモニウム塩、(あるいは3級窒素を有する芳香族有機塩基の酸塩)を用いることが記されている。しかし硬化促進剤としてテトラフェニルホスホニウムブロマイドなどの臭素系有機ホスフォニウム塩や臭素系有機アンモニウム塩を用いる場合、速硬化性および無色透明性には、優れているものの、一般にブロマイド等のハライドは金属の腐食の原因となることが知られており、回路の短絡(ショート)の可能性の問題は解決し切れていない。なお、硬化促進剤として3級窒素を有する芳香族有機塩基の酸塩を用いた場合もエポキシ樹脂構造に残存する加水分解性クロライドを引抜く性質が強いため、同様にショートの原因になり得るという問題点がある。
このような状況下、本発明者らは、先に特許文献3に記しているように、硬化性エポキシ樹脂(A)および酸無水物系硬化剤(B)と共に、硬化促進剤(C)としてトリフェニルベンジルホスホニウム・テトラフェニルボレートを用いることを提案した。
しかし、この硬化促進剤を使用することにより、硬化物の色調は強い光照射を受けても透明で無色〜淡いレモン色で良好となり、非ハロゲン化に関しては実現できたが、速硬化性に劣る、という問題があった。
そこで鋭意研究を重ねた結果、エポキシ樹脂、硬化剤及び硬化促進剤を必須成分として含み、上記硬化促進剤として特定の式で示されるテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩を含むエポキシ樹脂組成物は、硬化すると短時間にゲル化して無色透明であり、光半導体封止用として用いるに好適な硬化物(成形体)が得られることなどを見出して本発明を完成するに至った。
なお、特許文献4、特許文献5、特許文献6に記載されているように古くからテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩がエポキシ樹脂の硬化促進剤として有効であることが知られている。
例えば、特許文献4には、ビスフェノールAエポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂などのグリシジルエーテルエポキシ樹脂(A)と、酸無水物(B)と、潜在的触媒作用(室温ではエポキシ樹脂の貯蔵安定性を高め、例えば、100℃以上の温度ではそのゲル化を促進する作用)を有する四級有機ホスホニウム塩(C)とからなる樹脂組成物が開示され、四級有機ホスホニウム塩(C)としては、式:
(式中、R1〜R4:アリール基、C1〜21のアルキル基など。X:ハロゲン、酢酸基など。)で表され、具体的には塩化テトラブチルブチルホスホニウム、テトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩の1種である酢酸テトラブチルホスホニウム等が挙げられ、このよ
うな硬化促進剤が含まれた注型用エポキシ樹脂組成物は電気装置のカプセル封じに有効であることなどが記載されている。
うな硬化促進剤が含まれた注型用エポキシ樹脂組成物は電気装置のカプセル封じに有効であることなどが記載されている。
しかし、これまでのテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩を硬化促進剤として使用する技術においては、無色透明な硬化物が得られることに関しての記述は一切なく、特に、光半導体封止用として使用することなどは、全く意図されていなかった。
特開平4−209624号公報
特開平10−292091号公報
特開2002−348358号公報
特開昭48−047994号公報
特開昭58−119654号公報
特開平11−310627号公報
本発明は上記のような従来技術に伴う問題点を解決しようとするものであって、硬化物が無色透明であることはもちろん、速硬化性であり、また非ハロゲン系の硬化促進剤を使用する新しい光半導体封止用のエポキシ樹脂組成物及びその硬化体を有する光半導体封止加工品を提供することを目的としている。
このような状況に鑑み、本発明者らは上記の目的を達成しようと鋭意研究を進めてきた。その結果、封止材として常用されるエポキシ樹脂に対して硬化剤と硬化促進剤とを組み合わせたもののうちでも、硬化剤として酸無水物系の硬化剤を選択しかつ硬化促進剤として特定の式で示される非ハロゲン系のテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩を使用したエポキシ樹脂組成物は速硬化性であり、無色透明な硬化物が得られることを、本発明者らは見出した。また、テトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩のうちでも、特にテトラ−n−ブチルホスホニウムアセテートは、酸無水物への溶解性に優れ、取扱易いことも見出した。これらの知見に基づいて、本発明は完成されたのである。
従って、本発明に係る速硬化性の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物(単に、組成物、エポキシ樹脂組成物等ともいう。)は、エポキシ樹脂(A)、酸無水物系硬化剤(B)、及び硬化促進剤(C)を必須成分として含有するエポキシ樹脂組成物であって、
上記硬化促進剤(C)として次式(1)で示されるテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩を含むことを特徴としている。
上記硬化促進剤(C)として次式(1)で示されるテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩を含むことを特徴としている。
[式(1)中、R1は炭素数2〜4のアルキル基であり、R2は炭素数1〜4のアルキル基を示す。]
本発明の好ましい態様では、前記式(1)で示される硬化促進剤(C)が、テトラ−n−ブチルホスホニウムアセテートであることが望ましい。
本発明の好ましい態様では、前記式(1)で示される硬化促進剤(C)が、テトラ−n−ブチルホスホニウムアセテートであることが望ましい。
本発明の好ましい態様では、前記エポキシ樹脂(A)がビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂および脂環式エポキシ樹脂のうちから選択される1種または2種以上の混合物であることが望ましい。
本発明の好ましい態様では、前記硬化剤(B)がヒドロフタル酸無水物であることが望ましく、さらには、4−メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物およびナジック酸無水物のうちから選択される1種または2種以上の混合物であることが望ましい。
本発明の好ましい態様では、前記エポキシ樹脂(A)は、上記組成物中の成分(A)と(B)と(C)との合計100重量%中に、通常24〜70重量%、好ましくは40〜55重量%の割合で配合され、硬化剤(B)は通常24〜70重量%、好ましくは40〜55重量%の範囲の割合で配合され、しかも硬化剤(B)がエポキシ樹脂(A)の1化学当量に対して通常0.5〜1.6当量、好ましくは0.6〜1.4当量の割合で配合されており、さらに硬化促進剤(C)が通常1〜6重量%、好ましくは1.5〜5重量%の範囲の割合で配合されていることが望ましい。
本発明に係る光半導体封止加工品は、上記の何れかに記載のエポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化体(硬化部位)を有する。
本発明によれば、硬化される組成物は速硬化性であり、また得られる硬化物は実質上無色透明であり、また組成物に含まれる硬化促進剤としては非ハロゲン系のものを使用しており、硬化物による回路のショート、リークなどのトラブルが生じ難いような新規の光半導体用封止のエポキシ樹脂組成物及びその硬化体を有する光半導体封止加工品が提供される。
以下、本発明に係る光半導体封止用エポキシ樹脂組成物(エポキシ樹脂組成物)及びこれを硬化してなる硬化体を有する光半導体封止加工品などについて具体的に説明する。
[エポキシ樹脂組成物]
本発明に係る速硬化性の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)、酸無水物系硬化剤(B)、及び硬化促進剤(C)を必須成分として含有しており、上記硬化促進剤(C)として次式(1)で示されるテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩を含んでいる。
[エポキシ樹脂組成物]
本発明に係る速硬化性の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)、酸無水物系硬化剤(B)、及び硬化促進剤(C)を必須成分として含有しており、上記硬化促進剤(C)として次式(1)で示されるテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩を含んでいる。
この硬化促進剤(C)には、テトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩(1)は、任意量で含まれ得るが、速硬化性、硬化物の透明性や色調などの点から、好ましくは50〜100重量%、さらに好ましくは80〜100重量%、特に好ましくは100重量%(全量)の量で含まれている。
[式(1)中、R1は炭素数2〜4のアルキル基であり、R2は炭素数1〜4のアルキル基を示す。]
以下、先ず、各成分(A)、(B)、(C)について説明する。
エポキシ樹脂(A)
エポキシ樹脂(A)としては、特に限定されず、以下に詳述するような広く周知のものを適宜使用できるが、好ましくはビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂が用いられる。本発明ではこれらエポキシ樹脂は、何れか1種単独で用いてもよく、または2種以上混合するなど、適宜組合わせて用いてもよい。
以下、先ず、各成分(A)、(B)、(C)について説明する。
エポキシ樹脂(A)
エポキシ樹脂(A)としては、特に限定されず、以下に詳述するような広く周知のものを適宜使用できるが、好ましくはビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂または脂環式エポキシ樹脂が用いられる。本発明ではこれらエポキシ樹脂は、何れか1種単独で用いてもよく、または2種以上混合するなど、適宜組合わせて用いてもよい。
詳説すれば、本発明では、例えばエポキシ当量が2000以下のビスフェノールA型エポキシ樹脂および/またはビスフェノールF型エポキシ樹脂、N,N−ジグリシジル−o−トルイジン、N,N−ジグリシジルアニリン、フェニルグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサ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、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、脂環式エポキシ樹脂である3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3´,4´エポキシシクロヘキサンカルボキシレート:
]等のエポキシ樹脂が挙げられる。
これらのエポキシ樹脂(A)のうちでは、好ましくはエポキシ当量が2000以下のビスフェノールA型エポキシ樹脂および/またはビスフェノールF型エポキシ樹脂、N,N−ジグリシジル−o−トルイジン、N,N−ジグリシジルアニリン、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3´,4´エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ヘキサヒドロ無水フタル酸ジグリシジルエステル、水添ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化クレジルグリシジルエーテル、ε−カプロラクトン変性のビスフェノールA型エポキシ樹脂、ε−カプロラクトン変性の3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3´,4´エポキシシクロヘキサンカルボキシレートが用いられる。
これらのエポキシ樹脂(A)のうちでは、好ましくはエポキシ当量が2000以下のビスフェノールA型エポキシ樹脂および/またはビスフェノールF型エポキシ樹脂、N,N−ジグリシジル−o−トルイジン、N,N−ジグリシジルアニリン、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3´,4´エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ヘキサヒドロ無水フタル酸ジグリシジルエステル、水添ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化クレジルグリシジルエーテル、ε−カプロラクトン変性のビスフェノールA型エポキシ樹脂、ε−カプロラクトン変性の3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3´,4´エポキシシクロヘキサンカルボキシレートが用いられる。
エポキシ樹脂(A)として、更に好ましくはエポキシ当量が250以下のビスフェノールA型エポキシ樹脂及び/又はビスフェノールF型エポキシ樹脂、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3´,4´エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、水添ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル、ε−カプロラクトン変性の3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3´,4´エポキシシクロヘキサンカルボキシレートが用いられる。これらは1種又は2種以上組合わせて用いることができる。
エポキシ樹脂用酸無水物系硬化剤(B)
酸無水物系硬化剤(B)(単に、硬化剤、硬化剤(B)ともいう。)としては、特に限定されず、以下に詳述するような広く周知のものをエポキシ樹脂(A)用の硬化剤として適宜使用できるが、好ましくはヒドロフタル酸無水物が用いられ、さらに好ましくは4−メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ナジック酸無水物が用いられる。これら硬化剤は、1種または2種以上混合するなどの方法で組合わせて用いてもよい。
エポキシ樹脂用酸無水物系硬化剤(B)
酸無水物系硬化剤(B)(単に、硬化剤、硬化剤(B)ともいう。)としては、特に限定されず、以下に詳述するような広く周知のものをエポキシ樹脂(A)用の硬化剤として適宜使用できるが、好ましくはヒドロフタル酸無水物が用いられ、さらに好ましくは4−メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ナジック酸無水物が用いられる。これら硬化剤は、1種または2種以上混合するなどの方法で組合わせて用いてもよい。
詳説すれば、本発明で使用可能な硬化剤(B)としては、例えば、テトラヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ナジック酸無水物、メチルナジック酸無水物、ヘット酸無水物、ハイミック酸無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸−無水マレイン酸付加物、クロレンド酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸等の脂環式カルボン酸無水物;
ドデセニル無水コハク酸、ポリアゼライン酸無水物、ポリドデカン酸無水物等の脂肪族カルボン酸の無水物;
フタル酸無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコール無水トリメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸無水物等の芳香族カルボン酸無水物が挙げられる。
ドデセニル無水コハク酸、ポリアゼライン酸無水物、ポリドデカン酸無水物等の脂肪族カルボン酸の無水物;
フタル酸無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコール無水トリメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸無水物等の芳香族カルボン酸無水物が挙げられる。
本発明では、これら硬化剤(B)のうちでも上記したように、好ましくはヒドロフタル酸無水物が用いられ、さらに好ましくは4−メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ナジック酸無水物が用いられる。
これら硬化剤は、1種または2種以上混合するなどの方法で組合わせて用いてもよい。硬化促進剤(C)
硬化促進剤(C)として配合される式(1)で示すテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩(化合物(1)ともいう。)は、公知物質である。
硬化促進剤(C)として配合される式(1)で示すテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩(化合物(1)ともいう。)は、公知物質である。
式(1)中、R1は炭素数2〜4のアルキル基であり、具体的には、エチル、n−,i
−プロピル、n−,i−,t−ブチルが挙げられ、ブチル基が好ましい。また、R2は炭
素数1〜4のアルキル基を示し、上記R1の他に、メチル基が挙げられ、メチル基が好ま
しい。
−プロピル、n−,i−,t−ブチルが挙げられ、ブチル基が好ましい。また、R2は炭
素数1〜4のアルキル基を示し、上記R1の他に、メチル基が挙げられ、メチル基が好ま
しい。
このようなテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩(1)として、具体的には、テトラブチルホスホニウムアセテート(テトラブチルホスホニウム酢酸塩)、テトラエチルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムプロピオネート、テトラエチルプロピオネートなどが挙げられ、中でも、テトラブチルホスホニウムアセテートが硬化性および硬化物の透明性の点で好ましい。
これら硬化促進剤は、1種または2種以上組合わせて用いてもよい。
このテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩(1)は、特許文献7(特開昭63−190893号公報)などに記載されている方法により合成でき、例えば、対応するテトラアルキルホスホニウムヒドロキシドとカルボン酸とを反応させるなどの方法により容易に合成することができる。
このテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩(1)は、特許文献7(特開昭63−190893号公報)などに記載されている方法により合成でき、例えば、対応するテトラアルキルホスホニウムヒドロキシドとカルボン酸とを反応させるなどの方法により容易に合成することができる。
本発明に係る光半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、前記エポキシ樹脂(A)は、上記組成物中の成分(A)と(B)と(C)との合計100重量%中に、通常24〜70重量%、好ましくは40〜55重量%の割合で配合され、硬化剤(B)特にテトラアルキルホスホニウムカルボン酸塩(1)は通常24〜70重量%、好ましくは40〜55重量%の範囲の割合で配合され、しかも硬化剤(B)がエポキシ樹脂(A)の1化学当量に対して通常0.5〜1.6当量、好ましくは0.6〜1.4当量の割合で配合されており、さらに硬化促進剤(C)が通常1〜6重量%、好ましくは1.5〜5重量%の範囲の割合で配合されていることが望ましい。
なお、本発明においては上記(A)、(B)、(C)以外の「その他の成分」を含まないことが硬化速度、硬化物の透明性などの点から望ましい。
上記組成物中の成分(A)および成分(B)の混合比率が上記範囲から外れると、硬化性が悪化する傾向がある。
上記組成物中の成分(A)および成分(B)の混合比率が上記範囲から外れると、硬化性が悪化する傾向がある。
また成分(C)としての硬化促進剤の配合量が上記範囲より少ないと、硬化条件下で該組成物は十分に高い速硬化性を示すことができず、上記範囲より多いと、黄変着色を防止できなくなる傾向がある。
その他の成分(D)
さらに、本発明に係るエポキシ樹脂組成物には、所望により、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤などの少なくとも一つを含有していてもよい。
これらの「その他の成分」(追加成分)は、得られる樹脂硬化物の透明性に実質的に影響を与えない範囲の量、例えば、(A)+(B)+(C)の合計100重量部に対して合計で10重量部以下の量で配合できる。
その他の成分(D)
さらに、本発明に係るエポキシ樹脂組成物には、所望により、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤などの少なくとも一つを含有していてもよい。
これらの「その他の成分」(追加成分)は、得られる樹脂硬化物の透明性に実質的に影響を与えない範囲の量、例えば、(A)+(B)+(C)の合計100重量部に対して合計で10重量部以下の量で配合できる。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、例えば2,6−ジブチル−p−クレゾール;アミン系酸化防止剤、例えばN,N´−ジフェニル−p−フェニレンジアミンなどが挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、例えば2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
離型剤としては、炭化水素系滑剤、例えばポリエチレンワックス、あるいは高級脂肪酸系滑剤、例えばラウリン酸等が挙げられる。
離型剤としては、炭化水素系滑剤、例えばポリエチレンワックス、あるいは高級脂肪酸系滑剤、例えばラウリン酸等が挙げられる。
[エポキシ樹脂組成物の調製]
本発明に係る上記エポキシ樹脂組成物を調製するには、まず上記所定量の硬化剤(B)と上記所定量の硬化促進剤(C)とを温度50〜80℃の加熱下に攪拌・混合し、得られ
た((均質な)混合物に対して上記所定量のエポキシ樹脂(A)を加えて真空ニーダー中で温度50〜80℃にて均一に攪拌、混合することにより行なうのが望ましい。
本発明に係る上記エポキシ樹脂組成物を調製するには、まず上記所定量の硬化剤(B)と上記所定量の硬化促進剤(C)とを温度50〜80℃の加熱下に攪拌・混合し、得られ
た((均質な)混合物に対して上記所定量のエポキシ樹脂(A)を加えて真空ニーダー中で温度50〜80℃にて均一に攪拌、混合することにより行なうのが望ましい。
なお、これら成分(A)、(B)、(C)の各成分の添加は1度にまた複数回に分けて少しずつ添加してもよい。
なお、必要により、上記「その他の成分」、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤などを配合する場合には、成分(B)と(c)との混合時、あるいはその後であって成分(A)の添加前、あるいは成分(A)の添加時あるいはその後など任意の時期に添加し混合することができ、例えば、成分(A)の添加後に添加される。
なお、必要により、上記「その他の成分」、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤などを配合する場合には、成分(B)と(c)との混合時、あるいはその後であって成分(A)の添加前、あるいは成分(A)の添加時あるいはその後など任意の時期に添加し混合することができ、例えば、成分(A)の添加後に添加される。
[硬化体(光半導体封止加工品)]
本発明に係る速硬化性のエポキシ樹脂組成物を成形型内に入れて、例えば70〜200℃の温度に加熱すると、含まれている硬化剤(B)および硬化促進剤(C)の作用により速やかに、例えば15分間〜3時間でエポキシ樹脂(A)を硬化させることができ、これによって所望形状の実質上無色透明な樹脂硬化物である成形品を製造できる。
本発明に係る速硬化性のエポキシ樹脂組成物を成形型内に入れて、例えば70〜200℃の温度に加熱すると、含まれている硬化剤(B)および硬化促進剤(C)の作用により速やかに、例えば15分間〜3時間でエポキシ樹脂(A)を硬化させることができ、これによって所望形状の実質上無色透明な樹脂硬化物である成形品を製造できる。
また、半導体装置、特に光半導体装置が容器、枠等の内部にセットされている半成形品または成形枠内に、本発明の速硬化性エポキシ樹脂組成物(光半導体封止用エポキシ樹脂組成物)を流し込み、該樹脂組成物で半導体装置の周囲を包被させ、その後に該エポキシ樹脂組成物を前記と同様の条件下に加熱、硬化させると、上記と同様の生成された硬化体である透明なエポキシ樹脂硬化物にて半導体装置が封止された(光)半導体封止加工品を製造できる。
[実施例]
次に、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
次に、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
硬化剤(B)として4−メチルヘキサヒドロフタル酸無水物(東京化成株式会社製)4.3gを、また硬化促進剤(C1)としてテトラ−n−ブチルホスホニウムアセテート0.4gを秤取り、これらを混合してから昇温し50〜80℃で20分間の加熱攪拌によって硬化剤中に硬化促進剤との均質な混合物を得、これを室温(20℃)に冷却し、その後にこの混合物に対してエポキシ樹脂(A)として、液状のビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名「エピコート828EL」、ジャパンエポキシレジン社製)5.0gを加え、50〜80℃で1時間攪拌することにより本発明の速硬化性エポキシ樹脂組成物9.7gを得た。
実施例1において、硬化促進剤(C1)に代えてテトラ−n−ブチルホスホニウムプロピオネート(C2)を用いた以外は実施例1と同様にして所要な3成分((A)、(B)、(C2))を混合し、これによって速硬化性エポキシ樹脂組成物を調製した。
[比較例1]
実施例1において硬化促進剤(C)として用いたテトラ−n−ブチルホスホニウムアセテート(C1)に代えて、特許文献1に記載のテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート(C−α)を用いた以外は、実施例1と同様にして所要の3成分((A)、(B)、(C−α))を混和することによりエポキシ樹脂組成物を調製した。
実施例1において硬化促進剤(C)として用いたテトラ−n−ブチルホスホニウムアセテート(C1)に代えて、特許文献1に記載のテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート(C−α)を用いた以外は、実施例1と同様にして所要の3成分((A)、(B)、(C−α))を混和することによりエポキシ樹脂組成物を調製した。
なお、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート(C−α)の酸無水物(B)に対する溶解性が低いため、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート
(C−α)は、エポキシ樹脂組成物中に均一に溶解できなかった。
(C−α)は、エポキシ樹脂組成物中に均一に溶解できなかった。
[比較例2]
実施例1において硬化促進剤として用いたテトラ−n−ブチルホスホニウムアセテート(C1)に代えて、特許文献2に記載のテトラフェニルホスホニウムブロマイド(C−β)を用いた以外は、実施例1と同様にして所要の3成分((A)、(B)、(C−β))を混和することによりエポキシ樹脂組成物を調製した。
実施例1において硬化促進剤として用いたテトラ−n−ブチルホスホニウムアセテート(C1)に代えて、特許文献2に記載のテトラフェニルホスホニウムブロマイド(C−β)を用いた以外は、実施例1と同様にして所要の3成分((A)、(B)、(C−β))を混和することによりエポキシ樹脂組成物を調製した。
[比較例3]
実施例1において硬化促進剤として用いたテトラ−n−ブチルホスホニウムアセテート(C1)に代えて、特許文献3に記載のトリフェニルベンジルホスホニウム・テトラフェニルボレート(C−γ)を用いた以外は、実施例1と同様にして所要の3成分((A)、(B)、(C−γ))を混和することによりエポキシ樹脂組成物を調製した。
実施例1において硬化促進剤として用いたテトラ−n−ブチルホスホニウムアセテート(C1)に代えて、特許文献3に記載のトリフェニルベンジルホスホニウム・テトラフェニルボレート(C−γ)を用いた以外は、実施例1と同様にして所要の3成分((A)、(B)、(C−γ))を混和することによりエポキシ樹脂組成物を調製した。
(試験例1)<エポキシ樹脂組成物の硬化性試験>
上記の実施例1〜2および比較例1〜3で得られたエポキシ樹脂組成物のゲル化試験を「JIS K 5059」に準じ160℃で熱板法により測定した。ゲル化試験器としては、日新科学社製「GT−D」を使用した。
上記の実施例1〜2および比較例1〜3で得られたエポキシ樹脂組成物のゲル化試験を「JIS K 5059」に準じ160℃で熱板法により測定した。ゲル化試験器としては、日新科学社製「GT−D」を使用した。
(試験例2)<硬化物の色調試験>
上記の実施例1〜2および比較例1〜3で得られたエポキシ樹脂組成物を円筒形の成形型に流し込み、120℃で1時間硬化した。この硬化処理の後、それぞれの得られた樹脂硬化物を成形型からはずした硬化物の色調をハーゼン単位色数に準じて判定した。
上記の実施例1〜2および比較例1〜3で得られたエポキシ樹脂組成物を円筒形の成形型に流し込み、120℃で1時間硬化した。この硬化処理の後、それぞれの得られた樹脂硬化物を成形型からはずした硬化物の色調をハーゼン単位色数に準じて判定した。
ハーゼン単位色数は、「JIS K0071−1」による化学製品の色試験法であり、例えば下記の基準値によって規格の色サンプルと化学製品の色調との対比により色を判定できる。
判定基準は以下の通り。
ハーゼン単位色数「0」・・・・・参考色数「透明性で且つ無色〜ほとんど無色」、
ハーゼン単位色数「150」・・・・・参考色数「淡いレモン色」、
ハーゼン単位色数「300」・・・・・参考色数「レモン色」。
ハーゼン単位色数「0」・・・・・参考色数「透明性で且つ無色〜ほとんど無色」、
ハーゼン単位色数「150」・・・・・参考色数「淡いレモン色」、
ハーゼン単位色数「300」・・・・・参考色数「レモン色」。
これら試験で得られた結果を表1に示す。
この表1に示す結果から、比較例1および比較例3のエポキシ樹脂組成物は硬化性が劣るが、本発明の実施例1および実施例2に示すエポキシ樹脂組成物では、比較例2の組成物と同様に優れた硬化性と硬化物の無色透明性が達成されていることがわかる。また、比較例2の組成物とは異なり、ハロゲン化物も含まれないため、回路などを構成する金属の腐食やリークなどの心配もない。
以上、詳述したことから明らかなように、本発明のエポキシ樹脂組成物は、速硬化性を有するものであり、無色透明性の樹脂硬化物を与える。
また、硬化促進剤としてハロゲン化物も含まないため、回路などを構成する金属の腐食やリークなどが発生する恐れもない。これらのことから、透明性と微細加工を要求される電子材料用の光半導体封止用途に好適である。
また、硬化促進剤としてハロゲン化物も含まないため、回路などを構成する金属の腐食やリークなどが発生する恐れもない。これらのことから、透明性と微細加工を要求される電子材料用の光半導体封止用途に好適である。
Claims (8)
- 前記硬化促進剤(C)が、テトラ−n−ブチルホスホニウムアセテートであることを特徴とする、請求項1に記載の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記エポキシ樹脂(A)がビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂および脂環式エポキシ樹脂のうちから選択される1種または2種以上の混合物である、請求項1〜2の何れかに記載の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記硬化剤(B)がヒドロフタル酸無水物である請求項1〜3の何れかに記載の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記硬化剤(B)が4−メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物およびナジック酸無水物のうちから選択される1種または2種以上の混合物である、請求項1〜4の何れかに記載の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記エポキシ樹脂(A)は、組成物中の成分(A)と(B)と(C)との合計100重量%中に、24〜70重量%の割合で配合され、硬化剤(B)は24〜70重量%の範囲の割合で配合され、しかも硬化剤(B)がエポキシ樹脂(A)の1化学当量に対して0.5〜1.6当量の割合で配合されており、さらに硬化促進剤(C)が1〜6重量%の範囲の割合で配合されていることを特徴とする、請求項1〜5の何れか一つに記載の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記エポキシ樹脂(A)は組成物中の成分(A)と(B)と(C)との合計100重量%中に、40〜55重量%の割合で配合され、硬化剤(B)は40〜55重量%の範囲の割合で配合され、しかも硬化剤(B)がエポキシ樹脂(A)の1化学当量に対して0.5〜1.6当量の割合で配合されており、さらに硬化促進剤(C)が1.5〜5重量%の範囲の割合で配合されていることを特徴とする、請求項1〜6の何れか一つに記載の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
- 前記請求項1〜7の何れかに記載の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化体を有する光半導体封止加工品。
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2004
- 2004-05-12 JP JP2004142699A patent/JP2005325178A/ja active Pending
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