JP2006111823A

JP2006111823A - 光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた光半導体装置

Info

Publication number: JP2006111823A
Application number: JP2004303290A
Authority: JP
Inventors: Shinya Ota; 真也大田; Hisataka Ito; 久貴伊藤
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】光透過率および低応力性、さらに高強度に優れた光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物を提供する。
【解決手段】下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物であって、光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物中の上記（Ｃ）成分以外の成分を硬化してなる硬化体の屈折率（ｎ１）と、上記（Ｃ）成分の屈折率（ｎ２）との関係が下記の式（１）を満足する光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物である。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）下記の特性（ｃ）を備えた球状無機酸化物複合粒子。
（ｃ）１２０℃×２４時間の熱水抽出条件にて抽出されるホウ素イオンの含有量が６０ｐｐｍ以下。
【数１】

【選択図】なし

Description

本発明は、光透過率および低応力性、さらに高強度に優れた光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて樹脂封止された光半導体装置に関するものである。

発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光半導体素子を封止する際に用いられる封止用樹脂組成物としては、その硬化物が透明性を有することが要求されることから、一般に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂や脂環式エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と、硬化剤に酸無水物とを用いて得られるエポキシ樹脂組成物が汎用されている。

しかし、上記エポキシ樹脂組成物を封止樹脂として用いると、エポキシ樹脂組成物の硬化時の硬化収縮、またはエポキシ樹脂と光半導体素子との線膨張係数の差に起因する歪みによって内部応力が発生する。その結果、光半導体素子が劣化し、例えば、光半導体素子が発光素子の場合、その輝度が低下するという問題が生じる。このため、従来から、上記内部応力を低減させる方法として、シリカ粉末等の線膨張係数の小さい無機粉末を添加してエポキシ樹脂組成物の線膨張係数を小さくし光半導体素子のそれに近似させる方法が提案され一部で実行されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−７４４２４号公報

しかしながら、上記光半導体素子のそれに近似させる方法では、エポキシ樹脂組成物の光透過率が著しく低下するという、光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物としては致命的な欠点を有している。このようなことから、上記欠点を解決するために、例えば、樹脂成分からなる硬化体と無機粉末であるガラスの球状無機酸化物複合粒子との屈折率の差を小さくする方法が提案され実行されている。

この際、用いているガラスの球状無機酸化物複合粒子は、その製法上、溶融温度を下げるために、酸性領域、水等に対して非常に溶出しやすい成分（例えば、Ｂ₂Ｏ₃等）を含有している。そのため、樹脂成分とガラスの球状無機酸化物複合粒子の屈折率がマッチングして透過率の高い特性を示すが、反面、耐湿信頼性試験においては満足のいくものではなく、さらに耐湿信頼性試験後の透過率の低下がみられるという問題を有している。また、光半導体素子を封止するエポキシ樹脂組成物は、硬化剤に酸無水物を用いるため、ガラス成分から溶出が起こり、エポキシ樹脂組成物の保存性および機械的強度を著しく低下させるという問題を有している。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、耐湿信頼性試験後を含めた光透過率および低応力性、さらに高強度に優れた光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた光半導体装置の提供をその目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物であって、光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物中の上記（Ｃ）成分以外の成分を硬化してなる硬化体の屈折率（ｎ１）と、上記（Ｃ）成分の屈折率（ｎ２）との関係が下記の式（１）を満足する光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物を第１の要旨とする。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）下記の特性（ｃ）を備えた球状無機酸化物複合粒子。
（ｃ）１２０℃×２４時間の熱水抽出条件にて抽出されるホウ素イオンの含有量が６０ｐｐｍ以下。

また、本発明は、上記光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物を用いて光半導体素子を樹脂封止してなる光半導体装置を第２の要旨とする。

すなわち、本発明者らは、耐湿信頼性試験後を含めた高い光透過率とともに内部応力の低減効果、さらには強度的に優れた光半導体素子封止用材料を得るべく鋭意検討を重ねた。その結果、充填材料として、任意に屈折率の調整が可能な、球状無機酸化物複合粒子を用い、この粒子を除く成分の硬化体の屈折率と上記複合粒子の屈折率の差を特定の範囲内と設定し、しかもある特定の抽出条件にて抽出されるホウ素イオンの含有量が特定値以下となる上記複合粒子を用いることにより、良好な光透過率が得られ、かつ耐湿信頼性試験による光透過率の低下を抑制することができ、機械的強度にも優れたものが得られることを見出し本発明に到達した。

このように、本発明は、特定の特性（ｃ）を備えた球状無機酸化物複合粒子〔（Ｃ）成分〕を含有し、上記（Ｃ）成分以外の成分を硬化してなる硬化体の屈折率（ｎ１）と（Ｃ）成分の屈折率（ｎ２）との関係が上記式（１）を満足する光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物である。このため、上記球状無機酸化物複合粒子〔（Ｃ）成分〕の配合により、硬化体の線膨張係数が小さくなり、内部応力の低減が図られ、光半導体素子の劣化を効果的に防止することができ、かつ高い機械的強度が付与される。しかも、上記各屈折率の差が特定の範囲を有するため、優れた光透過率を得ることができる。さらに、上記球状無機酸化物複合粒子〔（Ｃ）成分〕において、特定の抽出条件で抽出されるホウ素イオンの含有量が６０ｐｐｍ以下であるため、例えば、耐湿信頼性試験による光透過率の低下を抑制することが可能となる。したがって、本発明の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物によって光半導体素子が封止された光半導体装置は、信頼性および透明性に優れ、その機能を充分に発揮することができる。

そして、上記球状無機酸化物複合粒子〔（Ｃ）成分〕が、（ＳｉＯ₂）ａ（Ａｌ₂Ｏ₃）ｂ（ＣａＯ）ｃ〔ａ，ｂ，ｃはそれぞれ正数である。〕を主成分とし、（ＳｒＯ）ｄまたは（ＭｇＯ）ｅ〔ｄ，ｅはそれぞれ正数である。〕を含有する組成構成を備えたものであると、粒子の屈折率の調整が容易となりより一層良好な光透過率を得ることができるようになる。

本発明の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ成分）と、硬化剤（Ｂ成分）と、特殊な球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）とを用いて得られるものである。

上記エポキシ樹脂（Ａ成分）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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、ヒダントインエポキシ樹脂等の含窒素環エポキシ樹脂、水添加ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、低吸水率硬化体タイプの主流であるビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロ環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。これらエポキシ樹脂の中でも、透明性および耐変色性に優れるという点から、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、ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートを用いることが好ましい。

そして、上記エポキシ樹脂（Ａ成分）としては、常温で固形でも液状でもよいが、一般に、使用するエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が９０〜１０００のものが好ましく、また固形の場合には、軟化点が１６０℃以下のものが好ましい。すなわち、エポキシ当量が９０より小さい場合には、光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物の硬化体が脆くなる場合がある。また、エポキシ当量が１０００を超える場合には、その硬化体のガラス転移温度（Ｔｇ）が低くなる場合があるからである。

上記硬化剤（Ｂ成分）としては、例えば、酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤があげられる。上記酸無水物系硬化剤としては、例えば、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、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、無水グルタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。これら酸無水物系硬化剤の中でも、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸を用いることが好ましい。上記酸無水物系硬化剤としては、その分子量が１４０〜２００程度のものが好ましく、また無色ないし淡黄色の酸無水物が好ましい。

一方、上記フェノール系硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック樹脂系硬化剤等があげられる。

また、上記硬化剤（Ｂ成分）としては、その目的および用途によっては、上記酸無水物系硬化剤およびフェノール系硬化剤以外に、従来から公知のエポキシ樹脂の硬化剤、例えば、アミン系硬化剤、上記酸無水物系硬化剤をアルコールで部分エステル化したもの、またはヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸等のカルボン酸の硬化剤を単独で、もしくは酸無水物系硬化剤およびフェノール系硬化剤と併用してもよい。例えば、カルボン酸の硬化剤を併用した場合には、硬化速度を速めることができ、生産性を向上させることができる。なお、これらの硬化剤を用いる場合においても、その配合割合は、酸無水物系硬化剤およびフェノール系硬化剤を用いた場合の配合割合（当量比）に準じればよい。

上記エポキシ樹脂（Ａ成分）と硬化剤（Ｂ成分）との配合割合は、上記エポキシ樹脂（Ａ成分）中のエポキシ基１当量に対して、硬化剤（Ｂ成分）におけるエポキシ基と反応可能な活性基（酸無水基または水酸基）が０．５〜１．５当量となるような割合に設定することが好ましく、より好ましくは０．７〜１．２当量である。すなわち、活性基が０．５当量未満の場合には、光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物の硬化速度が遅くなるとともに、その硬化体のガラス転移温度が低くなる傾向がみられ、１．５当量を超えると、耐湿性が低下する傾向がみられるからである。

上記エポキシ樹脂（Ａ成分）および硬化剤（Ｂ成分）とともに用いられる特殊な球状粒子（Ｃ成分）とは、球状無機酸化物複合粒子であり、光透過率の著しい低下を招く従来から用いられている無機質充填剤（例えばシリカ粉末等）ではなく、ガラス粒子粉末であり、構成成分の組み合わせおよび含有量等により屈折率を任意に調整できるという特徴を有するものである。

このような球状無機酸化物複合粒子としては、ＳｉＯ₂もしくはＳｉＯ₂とともにＡｌ₂Ｏ₃，ＣａＯを主成分とするものがあげられる。そして、複合粒子であるガラス粉末の屈折率を調整するために、亜鉛，チタン，セリウム，ビスマス，鉛，セレン，ストロンチウム，ホウ素，マグネシウム等の金属酸化物から選ばれた少なくとも一つの成分が適宜配合されていることが好ましい。なかでも、水や酸性領域中で抽出されやすいホウ素の酸化物を全体の３重量％以下とすることが好ましい。すなわち、ホウ素の酸化物を用いることにより、エポキシ樹脂組成物中にホウ素イオンが流出し、光透過率、機械的強度を著しく低下させることになってしまうからである。したがって、下記の特性（ｃ）を備えた球状無機酸化物複合粒子である必要がある。このように抽出されるホウ素イオンの含有量は６０ｐｐｍ以下でなければならず、特に好ましくはホウ素イオン含有量が０ｐｐｍである。なお、下記特性（ｃ）におけるホウ素イオン含有量の測定には、イオンクロマトグラフィーが用いられる。
（ｃ）１２０℃×２４時間の熱水抽出条件にて抽出されるホウ素イオンの含有量が６０ｐｐｍ以下。

このような球状無機酸化物複合粒子は、例えば、つぎのようにして作製される。すなわち、上記した各原料成分を溶融し、急冷して得たガラスフリットを、ボールミル等を用いて粉砕することにより、粉砕状の無機酸化物複合粒子を得る。得られた粉砕状の無機酸化物複合粒子を、その表面をフレーム処理して球状化することにより、球状無機酸化物複合粒子を作製することができる。得られた球状無機酸化物複合粒子は、表面の泡やクラック等がなく、樹脂成分と球状無機酸化物複合粒子との界面での光散乱が少なく、得られた硬化体（封止樹脂部分）の光透過率を向上させることができる。

また、得られた球状無機酸化物複合粒子を、例えば、篩等によって所定の粒子径のものとして得ることが好ましく、エポキシ樹脂組成物の粘度や成形時のゲート詰まり等の成形性を考慮すると、平均粒子径５〜１００μｍの範囲に設定することが好ましい。また、最大粒径は７５〜１５０μｍであることが好ましい。なお、これら平均粒子径および最大粒径は、例えば、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定される。

上記球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の１０〜９０重量％の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは１０〜７０重量％である。すなわち、含有量が９０重量％を超えると、透明性の劣化や、粘度上昇が大きくなり、封止材として用いたときに充填しにくくなり成形性に劣る傾向がみられ、１０重量％未満では、線膨張係数が小さくなり、期待する低応力性を発揮しにくくなる傾向がみられるからである。

そして、本発明の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物では、上記球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）以外の成分を硬化してなる硬化体の屈折率（ｎ１）と、上記球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）の屈折率（ｎ２）との関係が下記の式（１）を満足する必要がある。すなわち、両者の屈折率の関係が、上記関係を満たすことによって、各波長における光透過率の向上を図ることができるのである。なお、上記球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）以外の成分を硬化してなる硬化体の屈折率（ｎ１）と、上記球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）の屈折率（ｎ２）において、いずれの値が大きくても差し支えない。下記の式（１）を満足する関係にあれば、各波長における光透過率の向上を図ることができる。

特に、上記球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）以外の成分を硬化してなる硬化体の屈折率（ｎ１）と、上記球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）の屈折率（ｎ２）との関係が下記の式（２）を満足することが好ましい。

なお、上記各屈折率は、例えば、液浸法により測定することができる。すなわち、粒子を屈折率が異なる種々の液にそれぞれ分散させ、２５℃において、波長５８９．３ｎｍの光に対して最も透過率が高くなる分散液について、その液のナトリウムＤ線に対する屈折率をアッベ屈折率計により測定することができる。

このように、上記球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）以外の成分を硬化してなる硬化体の屈折率と、上記球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）の屈折率を上記のような関係とする手段としては、例えば、球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）以外の成分を硬化してなる硬化体の屈折率を調整する方法（例えば、エポキシ樹脂の種類の選択、エポキシ樹脂の２種類以上の併用、硬化剤の種類の選択、硬化剤の２種類以上の併用等）、球状無機酸化物複合粒子の屈折率を調整する方法（例えば、原料組成の選択、配合割合の調整等）、および、これらの二つの方法を併用する手段等があげられる。通常、上記球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）の屈折率を、ある程度、球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）以外の成分を硬化してなる硬化体の屈折率に近似させた後、さらに球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）以外の成分を硬化してなる硬化体の屈折率を調整することにより、両者の屈折率の差をさらに小さく調整する方法が採られる。

より具体的には、例えば、樹脂成分において、エポキシ樹脂および硬化剤の好ましい組み合わせとして例示した、エポキシ樹脂がビスフェノールＡ型エポキシ樹脂およびトリグリシジルイソシアヌレートで、硬化剤が酸無水物系硬化剤である組み合わせの場合においては、球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）の組成が、（ＳｉＯ₂）ａ（Ａｌ₂Ｏ₃）ｂ（ＣａＯ）ｃを主成分とし、これに（ＳｒＯ）ｄまたは（ＭｇＯ）ｅ〔ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅはそれぞれ正数である。〕を構成成分とするものが好ましい。そして、その組成において、各成分が、ＳｉＯ₂が５０〜６０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃が１０〜１８重量％、ＣａＯが７〜２０重量％、ＳｒＯが０〜１０重量％、ＭｇＯが０〜１０重量％の割合となるように、それぞれ配合して調整することが好ましい。

さらに、本発明の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物には、前記Ａ〜Ｃ成分以外に、必要に応じて、従来から用いられている、例えば、硬化促進剤、劣化防止剤、変性剤、シランカップリング剤、脱泡剤、レベリング剤、離型剤、染料、顔料等の公知の各種の添加剤を適宜配合してもよい。

上記硬化促進剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７、トリエチレンジアミン、トリ−２，４，６−ジメチルアミノメチルフェノール等の３級アミン類、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−ｏ，ｏ−ジエチルホスホロジチオエート等のリン化合物、４級アンモニウム塩、有機金属塩類、およびこれらの誘導体等があげられる。これらは単独で用いてもよく２種以上併せて用いてもよい。これら硬化促進剤の中でも、３級アミン類、イミダゾール類、リン化合物を用いることが好ましい。

上記硬化促進剤の含有量は、上記エポキシ樹脂（Ａ成分）１００重量部（以下「部」と略す）に対して０．０１〜８．０部に設定することが好ましく、より好ましくは０．１〜３．０部である。すなわち、０．０１部未満では、充分な硬化促進効果が得られ難く、また８．０部を超えると、得られる硬化体に変色がみられる場合があるからである。

上記劣化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、アミン系化合物、有機硫黄系化合物、ホスフィン系化合物等の従来から公知の劣化防止剤があげられる。上記変性剤としては、例えば、グリコール類、シリコーン類、アルコール類等の従来から公知の変性剤があげられる。上記シランカップリング剤としては、例えば、シラン系、チタネート系等の従来から公知のシランカップリング剤があげられる。また、上記脱泡剤としては、例えば、シリコーン系等の従来公知の脱泡剤があげられる。

そして、本発明では、上記球状無機酸化物複合粒子（Ｃ成分）以外、すなわち、エポキシ樹脂（Ａ成分），硬化剤（Ｂ成分）および必要により配合される各種添加剤を硬化して得られる硬化体のナトリウムＤ線における屈折率（ｎＤ）は、１．４０〜１．６５の範囲内であることが好ましく、特に１．４５〜１．６０の範囲内であることが好ましい。このような屈折率に調整する方法としては、例えば、エポキシ樹脂（Ａ成分）の種類の選択、硬化剤（Ｂ成分）の種類の選択、各成分の配合割合の調整等があげられ、適宜選択して所望の屈折率となるよう調整される。上記屈折率の測定方法は、先に述べた方法と同様である。

このような好ましい屈折率を得るための、エポキシ樹脂（Ａ成分）と硬化剤（Ｂ成分）の好適な組み合わせとしては、例えば、エポキシ樹脂（Ａ成分）としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂およびトリグリシジルイソシアヌレートであって、硬化剤（Ｂ成分）として酸無水物系硬化剤である組み合わせ、さらに、エポキシ樹脂（Ａ成分）としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂およびノボラック型エポキシ樹脂であって、硬化剤（Ｂ成分）としてフェノール系硬化剤である組み合わせがあげられる。

そして、本発明の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物は、例えば、次のようにして製造することによって、液状、粉末状、もしくは、その粉末を打錠したタブレット状として得ることができる。すなわち、液状の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物を得るには、例えば、上記した各成分、すなわち、上記Ａ〜Ｃ成分、および、必要により配合される添加剤を適宜配合する。また、粉末状、もしくは、その粉末を打錠したタブレット状として得るには、例えば、上記した各成分を適宜配合し、予備混合した後、混練機を用いて混練して溶融混合し、次いで、これを室温まで冷却した後、公知の手段によって、粉砕し、必要に応じて打錠することにより製造することができる。

このようにして得られた本発明の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物は、ＬＥＤ、電荷結合素子（ＣＣＤ）等の光半導体素子の封止用として用いられる。すなわち、本発明の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、光半導体素子を封止するには、特に制限されることはなく、通常のトランスファー成形や注型などの公知のモールド方法により行なうことができる。なお、本発明の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物が液状である場合には、少なくともエポキシ樹脂と硬化剤とそれぞれ別々に保管しておき、使用する直前に混合する、いわゆる２液タイプとして用いればよい。また、本発明の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物が粉末状、もしくは、タブレット状である場合には、上記した各成分を溶融混合する時に、Ｂステージ（半硬化状態）としておき、これを使用時に加熱溶融すればよい。

そして、本発明の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物によって、光半導体素子を封止すれば、内部応力が小さく、光半導体素子の劣化を有効に防止することができるとともに、全波長において良好な光透過率を得ることができる。そのため、本発明の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物によって光半導体素子が封止された、本発明の光半導体装置は、信頼性および透明性に優れ、各波長における光透過率の変動が少なく、その機能を充分に発揮することができる。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

実施例に先立って下記に示す各成分を準備した。

〔エポキシ樹脂ａ〕
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量６５０）

〔エポキシ樹脂ｂ〕
トリグリシジルイソシアヌレート（エポキシ当量１００）

〔酸無水物系硬化剤〕
テトラヒドロ無水フタル酸（酸無水当量１５２）

〔球状無機酸化物複合粒子ａ〜ｅ〕
下記の表１に示す構成成分の球状無機酸化物複合粒子を製造した。なお、製造方法および屈折率に関しては、先に述べた方法に準じて製造・測定を行った。また、抽出によるホウ素イオン含有量に関しては、球状無機酸化物複合粒子を専用の密閉抽出容器にて１２０℃×２４時間の抽出条件で抽出液を抽出し、これをイオンクロマトグラフィーにて測定した。さらに、上記球状無機酸化物複合粒子ａ〜ｅは、平均粒子径は３５μｍで、最大粒径７５μｍの粒度分布を有するものであり、上記平均粒子径および最大粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置（堀場製作所社製）により測定した。

〔カップリング剤〕
メルカプト含有シランカップリング剤（信越化学社製、ＫＢＭ−８０３）

〔硬化触媒〕
２−エチル−４−メチルイミダゾール

〔劣化防止剤〕
９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−フォスファフェナンタレン−１０−オキシド

〔実施例１〜８、比較例１〜５〕
下記の表２〜表４に示す各成分を同表に示す割合で配合し、１３０℃で溶融混合して冷却固化した後、粉砕しタブレット状に打錠することにより目的とするエポキシ樹脂組成物を作製した。また、球状無機酸化物複合粒子以外の成分からなる硬化体の屈折率（ｎ１）を測定し、その結果を下記の表２〜表４に併せて示した。なお、上記屈折率（ｎ１）の測定・算出は前述の方法に準じて行い、アタゴ社製のアッベ屈折計Ｔ２を用いた。

このようにして得られた各エポキシ樹脂組成物を用い、硬化体の光透過率、曲げ強度をそれぞれ下記の方法にしたがって測定・評価した。さらに、各エポキシ樹脂組成物の球状無機酸化物複合粒子を除く成分を硬化してなる硬化体の屈折率（ｎ１）と、上記球状無機酸化物複合粒子の屈折率（ｎ２）の差（ｎ２−ｎ１）を算出した。これらの結果を後記の表５〜表７に示した。

〔光透過率〕
各エポキシ樹脂組成物を用い、厚み１ｍｍの硬化体を、１５０℃で４分間トランスファー成形し、さらに１５０℃で３時間硬化することにより硬化体を作製した。そして、上記硬化体を用いて、波長４５０ｎｍと６５０ｎｍの各光透過率を島津製作所社製の分光光度計ＵＶ３１０１を使用して測定した。なお、光透過率については、（１）常温（２５℃）、（２）煮沸吸水後（９５℃×２４時間）、アニール処理（脱湿処理：１００℃×２４時間）後の二つの条件について測定した。

〔曲げ強度〕
各エポキシ樹脂組成物を用いて、試験片（１００ｍｍ×１０ｍｍ×厚み５ｍｍ）を作製した（硬化条件：１２０℃×１時間＋１５０℃×３時間）。この硬化体を用いてオートグラフ（島津製作所社製）によりヘッドスピード５ｍｍ／ｍｉｎで曲げ破壊強度を測定した。

上記結果から、実施例品は、常温と脱湿処理後の光透過率の変化が全くなく、しかも曲げ強度も高かった。

これに対して、ホウ素イオン含有量が６０ｐｐｍを超えた球状無機酸化物複合粒子を配合した比較例１，２，４は、煮沸吸水後の脱湿処理した硬化物の光透過率が著しく低下するとともに、曲げ強度も低いものであった。そして、屈折率の差（ｎ２−ｎ１）が±０．０１を外れた比較例３は、光透過率そのものが著しく低く、曲げ強度も低いものであった。また、屈折率の差（ｎ２−ｎ１）が±０．０１を超えて大きい比較例５は、煮沸吸水後の脱湿処理した硬化物の光透過率の変化がなく曲げ強度も高かったが、常温での光透過率が非常に低いものであった。

Claims

下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物であって、光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物中の上記（Ｃ）成分以外の成分を硬化してなる硬化体の屈折率（ｎ１）と、上記（Ｃ）成分の屈折率（ｎ２）との関係が下記の式（１）を満足することを特徴とする光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）下記の特性（ｃ）を備えた球状無機酸化物複合粒子。
（ｃ）１２０℃×２４時間の熱水抽出条件にて抽出されるホウ素イオンの含有量が６０ｐｐｍ以下。
上記（Ｃ）成分である球状無機酸化物複合粒子が、（ＳｉＯ₂）ａ（Ａｌ₂Ｏ₃）ｂ（ＣａＯ）ｃ〔ａ，ｂ，ｃはそれぞれ正数である。〕を主成分とし、（ＳｒＯ）ｄまたは（ＭｇＯ）ｅ〔ｄ，ｅはそれぞれ正数である。〕を含有する組成構成を備えたものである請求項１記載の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物。
請求項１または２記載の光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物を用いて光半導体素子を樹脂封止してなる光半導体装置。