JP2006073587A - Optical semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

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Saeko Suzuki
佐江子 鈴木
Takeshi Uchida
健 内田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical semiconductor device sealed by a transparent resin hardened material having excellent resistance against ultraviolet rays and having little coloring at the time of hardening, and also to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: An epoxy resin composite contains as an essential component a liquid epoxy resin having a light transmittance of 80% or above for light having a wavelength of 400 nm at an optical path length of 1 mm, and starts heating at a temperature between 60 and 100°C when measured by a differential scanning calorimeter (DSC). A semiconductor element is sealed by such an epoxy resin composite hardened at a temperature between 60 and 100 °C to manufacture the optical semiconductor device. The manufacturing method of the optical semiconductor device is also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、透明で耐紫外線性に優れた樹脂硬化物によって封止された光半導体装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an optical semiconductor device sealed with a cured resin that is transparent and excellent in ultraviolet resistance, and a method for manufacturing the same.

従来、バックライト、表示板、ディスプレイ、各種インジケータ等に使用されている発光ダイオード(LED)等の半導体発光素子は、透明な樹脂による封止が一般的であり、封止用樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を主剤とし、これに硬化剤として酸無水物を配合したものが、耐熱性、機械的強度、電気特性等が良好で、かつ、透明性にも優れることから多用されている。   Conventionally, semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs) used for backlights, display boards, displays, various indicators, etc. are generally sealed with a transparent resin. As a sealing resin, bisphenol is used. An A-type epoxy resin as a main component and an acid anhydride blended with it as a curing agent is frequently used because of its excellent heat resistance, mechanical strength, electrical properties, etc. and excellent transparency.

しかしながら、近時、LEDの分野においては、発光効率の良い青色や白色等の短波長の光を発光するものが開発され、それに伴い、次のような問題が生じてきている。   However, in recent years, in the field of LEDs, those that emit light of short wavelengths such as blue and white with good luminous efficiency have been developed, and the following problems have arisen accordingly.

すなわち、上記のような青色や白色等の短波長の光を発光する素子においては、副次的に近紫外線を発光する。一方、従来の封止用樹脂に使用されているビスフェノールA型エポキシ樹脂はベンゼン環を含んでいる。このベンゼン環は紫外線を吸収しやすいため、前記した発光素子が副次的に発する近紫外線を吸収する。その結果、樹脂が徐々に劣化し、着色による透明性の低下を招く。   That is, in the element that emits light having a short wavelength such as blue or white as described above, secondary ultraviolet light is emitted. On the other hand, the bisphenol A type epoxy resin used for the conventional sealing resin contains a benzene ring. Since this benzene ring easily absorbs ultraviolet rays, it absorbs near-ultraviolet rays that are emitted by the above-described light emitting element. As a result, the resin gradually deteriorates, resulting in a decrease in transparency due to coloring.

また、従来の封止材料に硬化剤として配合されている酸無水物も、紫外線を吸収しやすい不飽和結合を有しており、樹脂の透明性劣化の要因となっている。   In addition, acid anhydrides blended as curing agents in conventional sealing materials also have unsaturated bonds that easily absorb ultraviolet rays, which is a cause of resin transparency deterioration.

そこで、このような問題を解決するため、例えば、潜在性触媒を用いてエポキシ樹脂を熱カチオン重合させることにより、酸無水物の使用を不要とし、樹脂中の不飽和結合の割合を低減する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、この潜在性触媒を用いた封止材料は、酸無水物を硬化剤とする封止材料に比べ、耐紫外線性は良好であるものの、加熱硬化の際に着色(黄変)し、透明性が大きく低下するという問題があった。   Therefore, in order to solve such a problem, for example, a technique that eliminates the use of acid anhydrides and reduces the proportion of unsaturated bonds in the resin by thermal cationic polymerization of an epoxy resin using a latent catalyst. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1). However, although the sealing material using this latent catalyst has better UV resistance than a sealing material using acid anhydride as a curing agent, it is colored (yellowing) and transparent during heat curing. There was a problem that the performance was greatly reduced.

上記着色は、加熱硬化の際の発熱等による酸化が原因と考えられ、したがって、不活性雰囲気下で樹脂を硬化させることにより、かかる着色を抑制することができる。しかしながら、実際の製造工程において不活性雰囲気を作り出すことは手間の面でもコストの面でも決して容易ではない。
特開2003−73452号公報
The above coloration is considered to be caused by oxidation due to heat generation during heat curing, and therefore the coloration can be suppressed by curing the resin in an inert atmosphere. However, creating an inert atmosphere in the actual manufacturing process is neither easy nor costly.
JP 2003-73452 A

上述したように、近紫外線を発光するLEDの開発に伴い、紫外線透過率が高く、紫外線によって透明性が損なわれることのない耐紫外線性に優れた光半導体用封止樹脂材料が提案されてきている。しかしながら、この封止樹脂材料は硬化時に着色し、透明性が大きく低下するという問題があった。   As described above, with the development of LEDs that emit near-ultraviolet light, a sealing resin material for optical semiconductors that has high ultraviolet transmittance and excellent ultraviolet resistance that does not impair transparency due to ultraviolet light has been proposed. Yes. However, this encapsulating resin material has a problem that it is colored when cured, and the transparency is greatly reduced.

本発明はこのような従来の事情に対処してなされたもので、透明で耐紫外線性に優れ、かつ、硬化時の着色の少ない樹脂硬化物によって封止された光半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in response to such a conventional situation, and provides an optical semiconductor device sealed with a cured resin that is transparent, excellent in ultraviolet resistance, and less colored during curing, and a method for manufacturing the same. The purpose is to provide.

本発明者等は、上記の目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、透明で耐紫外線性に優れた封止樹脂材料の中で特定の熱的特性を有するものを、特定の硬化条件で硬化させることにより、硬化時の着色を抑えることができ、もって、初期透明度が高く、かつ、耐紫外線性にも優れた樹脂硬化物で封止された光半導体装置が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors, as a result of sealing resin materials that are transparent and excellent in UV resistance, have specific thermal characteristics under specific curing conditions. It has been found that by curing, an optical semiconductor device sealed with a resin cured product having a high initial transparency and excellent ultraviolet resistance can be obtained. The invention has been completed.

すなわち、本願の請求項1に記載の発明の光半導体装置は、光路長1mmにおける波長400nmの光透過率が80%以上の液状エポキシ樹脂を必須成分とし、示差走査型熱量計(DSC)による発熱開始温度が60〜100℃の範囲にあるエポキシ樹脂組成物を、60〜100℃の温度で硬化させた硬化物で、半導体素子が封止されてなることを特徴とする。   That is, the optical semiconductor device according to the first aspect of the present invention has a liquid epoxy resin having an optical transmittance of 80% or more at an optical path length of 1 mm and a wavelength of 400 nm as an essential component, and generates heat by a differential scanning calorimeter (DSC). A semiconductor element is sealed with a cured product obtained by curing an epoxy resin composition having a starting temperature in a range of 60 to 100 ° C. at a temperature of 60 to 100 ° C.

請求項2に記載の発明は、請求項1記載の光半導体装置において、硬化物は、高圧水銀灯を用いて、波長350nm以下をフィルタカットした光を、波長365nmで30mW/cmの照度で100時間照射した後の、光路長1mmにおける波長400nmの光透過率が80%以上であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the optical semiconductor device according to the first aspect, the cured product is 100 light with a wavelength of 365 nm or less filtered using a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 30 mW / cm 2 at a wavelength of 365 nm. The light transmittance at a wavelength of 400 nm at an optical path length of 1 mm after time irradiation is 80% or more.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の光半導体装置において、エポキシ樹脂組成物が、(A)脂環式エポキシ樹脂、(B)有機アルミニウム化合物および(C)水酸基を有する有機ケイ素化合物を含有する組成物であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the optical semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the epoxy resin composition has (A) an alicyclic epoxy resin, (B) an organoaluminum compound, and (C) an organic compound having a hydroxyl group. It is a composition containing a silicon compound.

請求項4に記載の発明は、請求項3記載の光半導体装置において、(A)脂環式エポキシ樹脂は、下記一般式(1)で示されるエポキシ樹脂および/または下記式(2)で示されるエポキシ樹脂であることを特徴とする。

Figure 2006073587
(式中、Rは水素原子およびアルキル基から選択される原子または基であり、nは1〜30の整数である。)
Figure 2006073587
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical semiconductor device according to the third aspect, the (A) alicyclic epoxy resin is represented by the epoxy resin represented by the following general formula (1) and / or the following formula (2): It is characterized by being an epoxy resin.
Figure 2006073587
(In the formula, R 1 is an atom or group selected from a hydrogen atom and an alkyl group, and n is an integer of 1 to 30.)
Figure 2006073587

請求項5に記載の発明は、請求項3または4記載の光半導体装置において、有機アルミニウム化合物は、アルミニウムキレート化合物および/またはアルコキシアルミニウムであることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the optical semiconductor device according to the third or fourth aspect, the organoaluminum compound is an aluminum chelate compound and / or an alkoxyaluminum.

請求項6に記載の発明は、請求項3乃至5のいずれか1項記載の光半導体装置において、(C)水酸基を有する有機ケイ素化合物は、アルコキシシランおよび/またはアルキルシラノールであることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the optical semiconductor device according to any one of claims 3 to 5, wherein (C) the organosilicon compound having a hydroxyl group is alkoxysilane and / or alkylsilanol. To do.

請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項記載の光半導体装置において、半導体素子が、紫外発光素子であることを特徴とする。   The invention described in claim 7 is the optical semiconductor device according to any one of claims 1 to 6, wherein the semiconductor element is an ultraviolet light emitting element.

本願の請求項8に記載の発明の光半導体装置の製造方法は、光路長1mmにおける波長400nmの光透過率が80%以上のエポキシ樹脂を必須成分とし、示差走査型熱量計(DSC)による発熱開始温度が60〜100℃の範囲にあるエポキシ樹脂組成物を、60〜100℃の温度で硬化させることにより、半導体素子を封止することを特徴とする。   The method for manufacturing an optical semiconductor device according to claim 8 of the present application is based on an epoxy resin having an optical transmittance of 80% or more at a wavelength of 400 nm at an optical path length of 1 mm, and generates heat by a differential scanning calorimeter (DSC). A semiconductor element is sealed by curing an epoxy resin composition having a starting temperature in the range of 60 to 100 ° C. at a temperature of 60 to 100 ° C.

本発明によれば、透明で耐紫外線性に優れ、かつ、硬化時の熱劣化による着色の少ない樹脂硬化物によって封止された光半導体装置を得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical semiconductor device sealed with the resin hardened | cured material which is transparent and excellent in ultraviolet-ray resistance, and is little colored by the thermal deterioration at the time of hardening can be obtained.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、光路長1mmにおける波長400nmの光透過率が80%以上の液状エポキシ樹脂を必須成分とし、示差走査型熱量計(DSC)による発熱開始温度が60〜100℃の範囲にあるエポキシ樹脂組成物である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The epoxy resin composition used in the present invention has a liquid epoxy resin having an optical transmittance of 80% or more at a wavelength of 400 nm at an optical path length of 1 mm as an essential component, and an exothermic starting temperature by a differential scanning calorimeter (DSC) is 60 to 100 ° C. It is an epoxy resin composition in the range of.

本発明に用いるエポキシ樹脂組成物において、含有する液状エポキシ樹脂の光路長1mmにおける波長400nmの光透過率が80%に満たない場合、十分な透明性が得られない。また、組成物の示差走査型熱量計(DSC)による発熱開始温度が60℃に満たないと、ポットライフが短く実用が困難であり、発熱開始温度が100℃を超えると、後述する硬化条件では十分に硬化させることができない。なお、本発明において、エポキシ樹脂の光透過率は、日本分光社製の分光光度計V−530を用いて測定した。また、組成物の示差走査型熱量計(DSC)による発熱開始温度は、セイコー社製のDSC測定装置を用い、試料を昇温速度5℃/分で300℃まで昇温して測定したDSC曲線から求めた。   In the epoxy resin composition used in the present invention, when the light transmittance at a wavelength of 400 nm in an optical path length of 1 mm of the liquid epoxy resin contained is less than 80%, sufficient transparency cannot be obtained. Moreover, if the exothermic start temperature by the differential scanning calorimeter (DSC) of the composition is less than 60 ° C, the pot life is short and difficult to be practically used. If the exothermic start temperature exceeds 100 ° C, It cannot be cured sufficiently. In the present invention, the light transmittance of the epoxy resin was measured using a spectrophotometer V-530 manufactured by JASCO Corporation. The DSC curve measured by heating the sample up to 300 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min using a DSC measuring device manufactured by Seiko Co., Ltd. I asked for it.

本発明においては、このようなエポキシ樹脂組成物のなかでも、特に(A)光路長1mmにおける波長400nmの光透過率が80%以上の脂環式エポキシ樹脂、(B)有機アルミニウム化合物および(C)水酸基を有する有機ケイ素化合物を含有するエポキシ樹脂組成物の使用が好ましい。   In the present invention, among such epoxy resin compositions, in particular, (A) an alicyclic epoxy resin having a light transmittance at a wavelength of 400 nm at an optical path length of 1 mm of 80% or more, (B) an organoaluminum compound and (C ) Use of an epoxy resin composition containing an organosilicon compound having a hydroxyl group is preferred.

(A)の光路長1mmにおける波長400nmの光透過率が80%以上の脂環式エポキシ樹脂としては、前記式(1)および(2)で示すものが例示され、なかでも、前記式(2)で示すものが好適である。
本発明においては、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記脂環式エポキシ樹脂以外の脂環式エポキシ樹脂その他のエポキシ樹脂を併用することができる。併用する脂環式エポキシ樹脂としては、例えば、下記式(3)および(4)で示すもの等が挙げられる。

Figure 2006073587
Figure 2006073587
また、その他のエポキシ樹脂としては、例えば、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、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートなどの複素環型エポキシ樹脂や、これらを水素化したエポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 Examples of the alicyclic epoxy resin having a light transmittance at a wavelength of 400 nm at an optical path length of 1 mm in (A) of 80% or more include those represented by the above formulas (1) and (2). ) Is preferred.
In the present invention, an alicyclic epoxy resin other than the above alicyclic epoxy resin can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the alicyclic epoxy resin used in combination include those represented by the following formulas (3) and (4).
Figure 2006073587
Figure 2006073587
Other epoxy resins include, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, triglycidyl isocyanurate. And the like, and epoxy resins obtained by hydrogenating them. These epoxy resins may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

(B)有機アルミニウム化合物および(C)水酸基を有する有機ケイ素化合物は、上記のようなエポキシ樹脂成分の硬化剤あるいは硬化促進剤として作用する成分であり、(B)の有機アルミニウム化合物としては、例えば、トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、イソプロポキシジエトキシアルミニウム、トリブトキシアルミニウム等のアルコキシ化合物、トリアセトキシアルミニウム、トリステアラートアルミニウム、トリブチラートアルミニウム等のアシロキシ化合物、アルミニウムイソプロピレート、アルミニウムsec−ブチレート、アルミニウムtert−ブチレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、トリスヘキサフルオロアセチルアセトナートアルミニウム、トリスエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス(n−プロピルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(iso−プロピルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(n−ブチルアセトアセテート)アルミニウム、トリスサリチルアルデヒドアルミニウム、トリス(2−エトキシカルボニルフェノラート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム等のキレート化合物等が挙げられる。これらの有機アルミニウム化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。これらのなかでもアルコキシ化合物、キレート化合物が好ましく、キレート化合物がより好ましい。   (B) The organoaluminum compound and (C) the organosilicon compound having a hydroxyl group are components that act as a curing agent or a curing accelerator for the epoxy resin component as described above. , Trimethoxyaluminum, triethoxyaluminum, triisopropoxyaluminum, isopropoxydiethoxyaluminum, alkoxy compounds such as tributoxyaluminum, acyloxy compounds such as triacetoxyaluminum, tristearate aluminum, tributyratealuminum, aluminum isopropylate, aluminum sec-butylate, aluminum tert-butylate, aluminum tris (ethylacetoacetate), trishexafluoroacetylacetonate alumini , Trisethylacetoacetate aluminum, tris (n-propylacetoacetate) aluminum, tris (iso-propylacetoacetate) aluminum, tris (n-butylacetoacetate) aluminum, trissalicylaldehydealuminum, tris (2-ethoxycarbonylpheno) And chelates such as lato) aluminum and tris (acetylacetonato) aluminum. These organoaluminum compounds may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them. Among these, an alkoxy compound and a chelate compound are preferable, and a chelate compound is more preferable.

また、(C)の水酸基を有する有機ケイ素化合物は、ケイ素原子に直接結合した少なくとも1つの水酸基を有するものであればよく、例えば、下記一般式(5)で示されるオルガノシランや、下記一般式(6)で示されるポリオルガノシロキサンが挙げられる。

Figure 2006073587
(式中、Rはアルキル基、フェニル基、アラルキル基、ビニル基およびアリル基から選択される基を示し、Rは同一または異なって、アルキル基、フェニル基、アラルキル基、ビニル基、アリル基および水酸基から選択される基を示し、少なくとも1つは水酸基である。)
Figure 2006073587
(式中、Rは同一または異なって、アルキル基、フェニル基、アラルキル基、ビニル基、アリル基および水酸基から選択される基を示し、少なくとも1つは水酸基である。また、mは0または1以上の整数を示す。) Further, the organosilicon compound having a hydroxyl group (C) may be any compound having at least one hydroxyl group directly bonded to a silicon atom. For example, an organosilane represented by the following general formula (5) or the following general formula: The polyorganosiloxane shown by (6) is mentioned.
Figure 2006073587
(In the formula, R 2 represents a group selected from an alkyl group, a phenyl group, an aralkyl group, a vinyl group and an allyl group, and R 3 is the same or different, and represents an alkyl group, a phenyl group, an aralkyl group, a vinyl group, an allyl group) A group selected from a group and a hydroxyl group, at least one of which is a hydroxyl group.)
Figure 2006073587
(In the formula, R is the same or different and represents a group selected from an alkyl group, a phenyl group, an aralkyl group, a vinyl group, an allyl group and a hydroxyl group, at least one is a hydroxyl group, and m is 0 or 1) Indicates the integer above.)

この(C)有機ケイ素化合物の具体例としては、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジアセトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、ジフェニルビニルエトキシシラン等のアルコキシシラン、ジフェニルジシラノール、ジフェニルメチルシラノール、トリメチルシラノール、トリフェニルシラノール等のアルキルシラノール等が挙げられる。これらの有機ケイ素化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。   Specific examples of the organosilicon compound (C) include alkoxy compounds such as diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldiisopropoxysilane, diphenyldiacetoxysilane, triphenylmethoxysilane, triphenylethoxysilane, and diphenylvinylethoxysilane. Examples thereof include alkylsilanols such as silane, diphenyldisianol, diphenylmethylsilanol, trimethylsilanol, and triphenylsilanol. These organosilicon compounds may be used alone or in combination of two or more.

上記(B)有機アルミニウム化合物および(C)水酸基を有する有機ケイ素化合物は、エポキシ樹脂100重量部あたり、(B)有機アルミニウム化合物が0.005〜10重量部(以下、単に部で示す)、(C)有機ケイ素化合物が0.1〜20部配合することが好ましい。(B)有機アルミニウム化合物および(C)有機ケイ素化合物のいずれか一方でも配合量が前記範囲に満たないとエポキシ樹脂の硬化が不十分となり、接着性が十分に発現しないおそれがある。また、逆に、(B)有機アルミニウム化合物および(C)有機ケイ素化合物のいずれか一方でも前記範囲を超えて配合された場合には、反応が加速して極度の発熱または発火のおそれがある。配合量のより好ましい範囲は、(B)有機アルミニウム化合物が0.01〜5部、(C)有機ケイ素化合物が0.01〜10部の範囲である。   The (B) organoaluminum compound and (C) the organosilicon compound having a hydroxyl group are 0.005 to 10 parts by weight (hereinafter, simply referred to as parts) of (B) the organoaluminum compound per 100 parts by weight of the epoxy resin. C) It is preferable to mix 0.1-20 parts of organosilicon compounds. If the blending amount of any one of (B) the organoaluminum compound and (C) the organosilicon compound is less than the above range, the epoxy resin may be insufficiently cured and the adhesiveness may not be sufficiently exhibited. Conversely, if any one of (B) the organoaluminum compound and (C) the organosilicon compound is blended in excess of the above range, the reaction is accelerated and there is a risk of extreme heat generation or ignition. A more preferable range of the blending amount is a range of 0.01 to 5 parts of (B) organoaluminum compound and 0.01 to 10 parts of (C) organosilicon compound.

本発明においては、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記(B)有機アルミニウム化合物および(C)有機ケイ素化合物以外の硬化促進剤を併用することができる。併用する硬化促進剤としては、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン等の有機ホスフィン化合物、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の3級アミン化合物、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−エチルイミダゾール、2−フェニル−4−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4、5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられる。これらは単独または2種以上混合して使用することができる。   In the present invention, a curing accelerator other than the (B) organoaluminum compound and (C) organosilicon compound can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired. Curing accelerators used in combination include trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, triphenylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, methyldiphenylphosphine, dibutylphenylphosphine, tricyclohexylphosphine, bis (Diphenylphosphino) methane, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, triphenylphosphine tetraphenylborate, triphenylphosphine triphenylborane and other organic phosphine compounds, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7 (DBU), triethylamine, triethylenediamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethyl Tertiary amine compounds such as ruamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2-heptadecylimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4 -Methylimidazole, 4-methylimidazole, 4-ethylimidazole, 2-phenyl-4-hydroxymethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 2-phenyl-4-methyl- Examples thereof include imidazole compounds such as 5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4, and 5-dihydroxymethylimidazole. These can be used alone or in admixture of two or more.

また、上記各成分の他にさらに、この種の組成物に一般に配合される、無機充填剤、反応希釈剤、消泡剤、カップリング剤等を、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて配合することができる。   In addition to the above components, inorganic fillers, reaction diluents, antifoaming agents, coupling agents, etc., which are generally blended in this type of composition, are necessary as long as the effects of the present invention are not impaired. It can be blended according to.

無機充填剤としては、溶融シリカ、結晶シリカ、酸化チタン、アルミナ等が挙げられる。無機充填剤の形状は球状でも破砕状でもよいが、透明性の観点からは微細な球状のものが好ましい。   Examples of the inorganic filler include fused silica, crystalline silica, titanium oxide, and alumina. The shape of the inorganic filler may be spherical or crushed, but a fine spherical shape is preferable from the viewpoint of transparency.

また、カップリング剤としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のシラン系カップリング剤や、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート等のチタネート系カップリング剤等が挙げられる。   As coupling agents, silane coupling agents such as γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, and tetraisopropylbis (dioctyl phosphite) Examples thereof include titanate coupling agents such as titanate, tetraoctyl bis (dioctyl phosphite) titanate, isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) titanate, isopropyl tristearoyl titanate, and isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate.

以上のようなエポキシ樹脂組成物を成形材料として調製するにあたっては、上記したような(A)脂環式エポキシ樹脂、(B)有機アルミニウム化合物、(C)水酸基を有する有機ケイ素化合物、および必要に応じて配合される各種成分をミキサー等によって十分に攪拌混合すればよい。その際、有機アルミニウム化合物および水酸基を有する有機ケイ素化合物はそれぞれ個別にエポキシ樹脂に予め混合しておいてもよい。   In preparing the above epoxy resin composition as a molding material, (A) an alicyclic epoxy resin, (B) an organoaluminum compound, (C) an organosilicon compound having a hydroxyl group, and What is necessary is just to stir-mix the various components mix | blended according to a mixer etc. fully. At that time, the organoaluminum compound and the organosilicon compound having a hydroxyl group may be individually mixed in advance with the epoxy resin.

本発明の光半導体装置は、このように調製されたエポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止することにより製造することができる。封止方法は、特に限定されるものではなく、低圧トランスファー法をはじめ、射出成形、圧縮成形、注型等により行うことができるが、本発明においては、硬化時の着色を防止するため、エポキシ樹脂組成物を60〜100℃の温度で、通常30分以上硬化させる。硬化温度が60℃未満では、硬化に時間がかかりすぎ、また、硬化温度が100℃を超えると、着色が生じ、硬化物の透明性が低下する。硬化物は、高圧水銀灯を用いて、350nm以下の波長をフィルタカットした光を、波長365nmで30mW/cmの照度で100時間照射した後の、光路長1mmにおける波長400nmの光透過率が80%以上であり、高い透明性、耐紫外線性を有している。この硬化物の光透過率は、日本分光社製の分光光度計V−530を用いを用いて測定した。 The optical semiconductor device of the present invention can be manufactured by sealing a semiconductor element with the epoxy resin composition thus prepared. The sealing method is not particularly limited and can be performed by low pressure transfer method, injection molding, compression molding, casting, etc. In the present invention, in order to prevent coloring at the time of curing, epoxy is used. The resin composition is usually cured at a temperature of 60 to 100 ° C. for 30 minutes or longer. When the curing temperature is less than 60 ° C., it takes too much time for curing, and when the curing temperature exceeds 100 ° C., coloring occurs and the transparency of the cured product decreases. The cured product has a light transmittance of 80 nm at a wavelength of 400 nm at an optical path length of 1 mm after irradiating light with a wavelength of 350 nm or less filtered at a wavelength of 365 nm with an illuminance of 30 mW / cm 2 for 100 hours using a high-pressure mercury lamp. % Or more, and has high transparency and UV resistance. The light transmittance of this cured product was measured using a spectrophotometer V-530 manufactured by JASCO Corporation.

なお、本発明において、封止を行う光半導体素子としては、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトサイリスタ、フォトコンダクタ等が例示されるが、高い耐紫外線性が要求される紫外発光素子を封止した場合に、特に顕著な効果が得られる。   In the present invention, photodiodes, phototransistors, photothyristors, photoconductors, etc. are exemplified as the optical semiconductor elements to be sealed. However, when an ultraviolet light emitting element that requires high ultraviolet resistance is sealed. In particular, a remarkable effect can be obtained.

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples at all.

実施例1,2、比較例1〜4
前記一般式(2)で示される脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学社製 商品名 セロキサイド2021P、エポキシ当量200)、有機アルミニウム化合物としてエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート(川研ファインケミカル社製 商品名 ALCH)および有機ケイ素化合物としてアルコキシシリコーン(東レ・ダウコーニング社製 商品名 KR213)を、表1に示す配合割合でミキサーに投入し、十分に混合した後、真空脱泡して液状のエポキシ樹脂組成物を調製した。
Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4
Alicyclic epoxy resin represented by the above general formula (2) (trade name Celoxide 2021P, epoxy equivalent 200 manufactured by Daicel Chemical Industries), and ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate as an organoaluminum compound (trade name ALCH, manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) In addition, alkoxysilicone (trade name KR213 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) as an organosilicon compound is introduced into a mixer at a blending ratio shown in Table 1 and mixed thoroughly, and then vacuum degassed to obtain a liquid epoxy resin composition. Prepared.

次いで、上記エポキシ樹脂組成物をLED用樹脂型内に注入するとともに、LEDを固定し、表1に示す硬化条件でエポキシ樹脂組成物を硬化させてLEDランプを作製した。   Subsequently, while inject | pouring the said epoxy resin composition in the resin mold for LED, LED was fixed, the epoxy resin composition was hardened on the hardening conditions shown in Table 1, and the LED lamp was produced.

得られたLEDランプにおける上記エポキシ樹脂組成物の硬化物の特性を評価するため、LEDランプの作製とは別に、上記封止用樹脂組成物をそれぞれ上記と同様の硬化条件で硬化させて30mm×20mm×1mmの成形品を作製し、次のような方法で成形直後および光照射後の光透過率を測定した。   In order to evaluate the properties of the cured product of the epoxy resin composition in the obtained LED lamp, the sealing resin composition was cured under the same curing conditions as described above separately from the production of the LED lamp, and 30 mm × A molded product of 20 mm × 1 mm was produced, and the light transmittance immediately after molding and after light irradiation was measured by the following method.

すなわち、成形直後の成形品の波長400nm、厚み1mmの光透過率を、分光光度計V−530(日本分光社製)を用いて測定した。また、成形品に、高圧水銀灯HANDYUV−800(オーク製作所社製)を用いて、波長350nm以下をフィルタカットした光を、波長365nmで30mW/cmの照度で100時間照射した後、分光光度計V−530を用いて、波長400nm、厚み1mmの光透過率を測定した。 That is, the light transmittance of a molded product immediately after molding having a wavelength of 400 nm and a thickness of 1 mm was measured using a spectrophotometer V-530 (manufactured by JASCO Corporation). Moreover, after irradiating the molded article with light having a wavelength of 350 nm or less filtered using a high-pressure mercury lamp HANDYUV-800 (manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.) at an illuminance of 30 mW / cm 2 at a wavelength of 365 nm, a spectrophotometer Using V-530, the light transmittance at a wavelength of 400 nm and a thickness of 1 mm was measured.

これらの結果を表1に併せ示す。

Figure 2006073587
These results are also shown in Table 1.
Figure 2006073587

表1からも明らかなように、実施例の硬化物は成形直後も光照射後も高い光透過率を有しており、初期透明性および耐紫外線性に優れている。   As is clear from Table 1, the cured products of the examples have high light transmittance immediately after molding and after light irradiation, and are excellent in initial transparency and ultraviolet resistance.

Claims (8)

光路長1mmにおける波長400nmの光透過率が80%以上の液状エポキシ樹脂を必須成分とし、示差走査型熱量計(DSC)による発熱開始温度が60〜100℃の範囲にあるエポキシ樹脂組成物を、60〜100℃の温度で硬化させた硬化物で、半導体素子が封止されてなることを特徴とする光半導体装置。   An epoxy resin composition having a liquid epoxy resin having a light transmittance of 80% or more at a wavelength of 400 nm at an optical path length of 1 mm as an essential component and an exothermic starting temperature in a range of 60 to 100 ° C. by a differential scanning calorimeter (DSC), An optical semiconductor device, wherein a semiconductor element is sealed with a cured product cured at a temperature of 60 to 100 ° C. 硬化物は、高圧水銀灯を用いて、波長350nm以下をフィルタカットした光を、波長365nmで30mW/cmの照度で100時間照射した後の、光路長1mmにおける波長400nmの光透過率が80%以上であることを特徴とする請求項1記載の光半導体装置。 The cured product has a light transmittance of 80% at a wavelength of 400 nm at an optical path length of 1 mm after irradiating light having a wavelength of 350 nm or less filtered with a high-pressure mercury lamp with an illuminance of 30 mW / cm 2 at a wavelength of 365 nm for 100 hours. The optical semiconductor device according to claim 1, which is as described above. エポキシ樹脂組成物が、(A)脂環式エポキシ樹脂、(B)有機アルミニウム化合物および(C)水酸基を有する有機ケイ素化合物を含有する組成物であることを特徴とする請求項1または2記載の光半導体装置。   The epoxy resin composition is a composition comprising (A) an alicyclic epoxy resin, (B) an organoaluminum compound, and (C) an organosilicon compound having a hydroxyl group. Optical semiconductor device. (A)脂環式エポキシ樹脂は、下記一般式(1)で示されるエポキシ樹脂および/または下記式(2)で示されるエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項3記載の光半導体装置。
Figure 2006073587
(式中、Rは水素原子およびアルキル基から選択される原子または基であり、nは1〜30の整数である。)
Figure 2006073587
4. The optical semiconductor device according to claim 3, wherein the (A) alicyclic epoxy resin is an epoxy resin represented by the following general formula (1) and / or an epoxy resin represented by the following formula (2).
Figure 2006073587
(In the formula, R 1 is an atom or group selected from a hydrogen atom and an alkyl group, and n is an integer of 1 to 30.)
Figure 2006073587
(B)有機アルミニウム化合物は、アルミニウムキレート化合物および/またはアルコキシアルミニウムであることを特徴とする請求項3または4記載の光半導体装置。   5. The optical semiconductor device according to claim 3, wherein the organoaluminum compound is an aluminum chelate compound and / or an alkoxyaluminum. (C)水酸基を有する有機ケイ素化合物は、アルコキシシランおよび/またはアルキルシラノールであることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項記載の光半導体装置。   6. The optical semiconductor device according to claim 3, wherein the organosilicon compound having a hydroxyl group is alkoxysilane and / or alkylsilanol. 半導体素子が、紫外発光素子であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の光半導体装置。   7. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor element is an ultraviolet light emitting element. 光路長1mmにおける波長400nmの光透過率が80%以上のエポキシ樹脂を必須成分とし、示差走査型熱量計(DSC)による発熱開始温度が60〜100℃の範囲にあるエポキシ樹脂組成物を、60〜100℃の温度で硬化させることにより、半導体素子を封止することを特徴とする光半導体装置の製造方法。   An epoxy resin composition having an epoxy resin having an optical path length of 1 mm and a light transmittance at a wavelength of 400 nm of 80% or more as an essential component, and an exothermic start temperature by a differential scanning calorimeter (DSC) in the range of 60 to 100 ° C. A method for producing an optical semiconductor device, wherein a semiconductor element is sealed by curing at a temperature of -100 ° C.
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