JP2008208179A - 光半導体封止用樹脂組成物及び光半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単チャンネル型の光半導体装置を製造する場合はもちろん、特に多チャンネル型の光半導体装置を製造する場合には、外乱光の影響を受けにくく、内部受発光素子間の光伝達効率を高めて誤動作を防止することができると共に、成形性を高めて硬化物の曲げ強度、耐湿信頼性、耐リフロー性等の特性を向上させることができる光半導体封止用樹脂組成物を提供する。
【解決手段】エポキシ樹脂、硬化剤、シリカ粉末、二酸化チタン、有機染料を含有する光半導体封止用樹脂組成物に関する。二酸化チタンの含有量が光半導体封止用樹脂組成物全量に対して１５〜３０質量％である。有機染料の吸光度の最大吸収波長が３００〜７５０ｎｍである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ、フォトアイソレータ、フォトトランジスター、フォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、ＥＰＲＯＭ等の光半導体素子を封止するために用いられる光半導体封止用樹脂組成物及びこれを用いて製造される光半導体装置に関するものである。

従来、半導体の封止材料として、密着性、耐湿性、電気絶縁性、耐熱性等に優れる点から、エポキシ樹脂組成物による樹脂封止が行われている（例えば、特許文献１、２参照。）。その中でも、エポキシ樹脂組成物によるトランスファーモールドでの樹脂封止は、作業性並びに量産性の面でも優れている。

また、成形方式としては、大型タブレットを使用し、１回の成形で多数の半導体装置をトランスファーモールドするコンベンショナル方式や、樹脂の利用効率を追求することを目的とした、ミニタブレットを使用したマルチプランジャー方式や、粉状樹脂組成物を使用し、成形機内で予めスティック状に加圧成形した成形体を金型内に挿入し、トランスファーモールドするタイプの生産性に優れた成形方式等が導入されている。

一方、半導体回路基板には、フォトカプラー、フォトアイソレータ等の光半導体装置のように、電気的に絶縁を図った上で、光学的に接続を図る光半導体デバイスが搭載される。これにより、電気的なノイズの影響を受けず、光による応答接続化を図ることが可能となる。

また、光半導体装置のコストダウンのために、従来の対向型と呼ばれるタイプ、すなわち、リードフレームを２枚対向させて貼り合わせると共に、光透過性の高い材料と光を遮断する材料をそれぞれ成形するタイプ（ダブルモールド）から、反射型と呼ばれるタイプ、すなわち、リードフレーム１枚で組み立てることが可能で、かつ、内部での光反射効率が高く、外部からの光（外乱光）の光隠蔽効果の高い光半導体封止用樹脂組成物を用い、１回成形することで組み立て可能なシングルモールドタイプが開発されている。

通常、上記のような光半導体封止用樹脂組成物には、外乱光の影響を受けず、かつ、内部の光半導体素子の光伝達効率を向上させるために、二酸化チタン等の光隠蔽力の高い白色顔料が添加されており、このようにして外乱光の遮断と内部での光反射率の両立化について鋭意検討され、製品化されている。
特開２００３−２４６８４０号公報 特開２００６−２９８９７３号公報

しかしながら、近年においては、これまでの単チャンネル／１パッケージタイプから多チャンネル／１パッケージタイプのパッケージ構造が開発されているが、上記のような二酸化チタンの添加や増量だけでは、チャンネル間同士の狭ギャップ（薄肉部）での光隠蔽性を確保することが難しい。そのため、特に多チャンネル型の光半導体装置にあっては、あるチャンネルで伝達されるべき信号が他のチャンネルで受信されるなどして、誤動作を起こしやすいという問題がある。このような問題を解消するには、例えば、チャンネル間同士が相互に干渉しないように、チャンネル間の距離を大きく設計したり、狭ギャップ部の肉厚を厚く設計したりするなどして光信号の伝達を防止することが考えられるが、これでは光半導体装置の小型化や薄型化を図ることが難しくなる。また、二酸化チタンの増量は、硬化物の強度等の物性低下を生じるため、好ましくない。このような事情から、特に多チャンネル型の光半導体装置を製造するにあたっては、誤動作を防止しつつ、軽薄短小化を図るのが困難な状況となっている。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、単チャンネル型の光半導体装置を製造する場合はもちろん、特に多チャンネル型の光半導体装置を製造する場合には、外乱光の影響を受けにくく、内部受発光素子間の光伝達効率を高めて誤動作を防止することができると共に、成形性を高めて硬化物の曲げ強度、耐湿信頼性、耐リフロー性等の特性を向上させることができる光半導体封止用樹脂組成物及び光半導体装置を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る光半導体封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、シリカ粉末、二酸化チタン、有機染料を含有する光半導体封止用樹脂組成物であって、二酸化チタンの含有量が光半導体封止用樹脂組成物全量に対して１５〜３０質量％であると共に、有機染料の吸光度の最大吸収波長が３００〜７５０ｎｍであることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１において、有機染料の吸光度の最大吸収波長が４００〜６００ｎｍであることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、有機染料がエポキシ樹脂と硬化剤の少なくとも一方と相溶するものであることを特徴とするものである。

本発明の請求項４に係る光半導体装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光半導体封止用樹脂組成物を用いて光半導体素子を封止して成ることを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る光半導体封止用樹脂組成物によれば、単チャンネル型の光半導体装置を製造する場合はもちろん、特に多チャンネル型の光半導体装置を製造する場合には、成形性（成形時の薄肉部への樹脂の充填性）が向上するため、樹脂がより高密度に充填され、外乱光の影響を受けにくく、内部受発光素子間の光伝達効率を高めることができると共に、誤動作を防止することができるものである。また成形性の向上により、硬化物の曲げ強度、耐湿信頼性、耐リフロー性等の特性も向上させることができるものである。また有機染料は、通常使用される９００〜１０００ｎｍの近赤外領域の波長感度に影響を与えにくいため、受発光素子間の光伝達効率をほとんど変動させずに、成形性の向上による多チャンネル間リークの防止を達成することができるものである。

請求項２に係る発明によれば、光伝達効率に与える影響をさらに小さくすることができ、成形性の向上による多チャンネル間リークの防止を達成することができるものである。

請求項３に係る発明によれば、有機染料の凝集物による薄肉部の充填不良を防止することができ、更なる成形性（充填性）の向上による受発光素子間の光伝達効率の向上及び多チャンネル間リークの防止を達成することができるものである。

本発明の請求項４に係る光半導体装置によれば、単チャンネル型の光半導体装置の場合はもちろん、特に多チャンネル型の光半導体装置の場合に、外乱光の影響を受けにくく、内部受発光素子間の光伝達効率を高めることができると共に、誤動作を防止することができるものである。また成形性の向上により、硬化物の曲げ強度、耐湿信頼性、耐リフロー性等の特性も向上させることができるものである。また有機染料は、通常使用される９００〜１０００ｎｍの近赤外領域の波長感度に影響を与えにくいため、受発光素子間の光伝達効率をほとんど変動させずに、成形性の向上による多チャンネル間リークの防止を達成することができるものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明に係る光半導体封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、シリカ粉末、二酸化チタン、有機染料を含有するものである。

エポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を持つものであれば特に限定されるものではないが、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、オルトクレゾール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、脂肪族系エポキシ樹脂、ブロム化エポキシ樹脂等を用いることができる。また、上記のエポキシ樹脂の芳香環に水素が添加されたエポキシ樹脂等を用いることもできる。エポキシ樹脂は、１種のものを単独で使用したり２種以上のものを併用したりすることができる。

硬化剤としては、エポキシ樹脂と反応するものであれば特に限定されるものではないが、比較的着色の少ないものが好ましい。例えば、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸等の酸無水物、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾールシン等とホルムアルデヒドとを縮合反応して得られるノボラック型フェノール樹脂（フェノールノボラック）等を用いることができる。この他にアミン系硬化剤も用いることができるが、硬化時の変色が大きいため使用する際には添加量等に注意する必要がある。硬化剤は、１種のものを単独で使用したり２種以上のものを併用したりすることができる。エポキシ樹脂と硬化剤の化学量論上の当量比は、色目や硬化物物性の点から、エポキシ樹脂／硬化剤（当量比）＝０．８〜２であることが好ましい。

シリカ粉末としては、溶融シリカや結晶シリカ等を用いることができる。その形状は特に限定されるものではなく、例えば、球状や破砕状のもの等を用いることができる。光半導体封止用樹脂組成物全量に対して、シリカ粉末の含有量は５０〜８０質量％に設定することができる。シリカ粉末の平均粒径は８〜１５μｍであることが好ましい。シリカ粉末の平均粒径が８μｍ未満であると、封止成形する際に樹脂漏れや樹脂バリ等に起因する成形不具合が生じて生産性や歩留まりが低下するおそれがあり、逆に、シリカ粉末の平均粒径が１５μｍを超えると、パッケージの薄肉部への樹脂の充填性が悪化して未充填等の成形不具合の原因となるおそれがある。またシリカ粉末の最大粒径は１５０μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましい。シリカ粉末の最大粒径が１５０μｍを超えると、樹脂封入時のゲート詰り、未充填等の成形不具合に加え、薄肉部の光隠蔽性が低下するおそれがある。

二酸化チタンとしては、特に限定されるものではないが、硫酸法や塩酸法のような製法上、カリウムイオン、ナトリウムイオン、硫酸イオン、塩素イオン等の不純イオンが含まれるため、できるだけこのような不純イオンが少ないものを使用したり、表面コーティングされたものを使用したりすることが、良好な耐湿信頼性を得る上で望ましい。また、二酸化チタンの含有量は光半導体封止用樹脂組成物全量に対して１５〜３０質量％である。二酸化チタンの含有量が１５質量％未満であると、光隠蔽性と光反射特性を共に高く得ることができず、逆に、二酸化チタンの含有量が３０質量％を超えると、成形性や成形品の特性が低下するものである。

有機染料としては、吸光度の最大吸収波長が３００〜７５０ｎｍであるものを用いる。このような有機染料の具体例としては、日本化薬（株）製「Kayaset Yellow A-G」（吸光度の最大吸収波長：４００〜５００ｎｍ）、日本化薬（株）製「Kayaset Orange A-N」（吸光度の最大吸収波長：４５０〜５００ｎｍ）、日本化薬（株）製「Kayaset Green A-G」（吸光度の最大吸収波長：６００〜７５０ｎｍ）、オリエント化学工業（株）製「RED 339」（吸光度の最大吸収波長：５００〜６００ｎｍ）等を挙げることができる。このような有機染料は、通常使用される９００〜１０００ｎｍの近赤外領域の波長感度に影響を与えにくいため、受発光素子間の光伝達効率をほとんど変動させずに、成形性の向上による多チャンネル間リークの防止を達成することができるものである。中でも、吸光度の最大吸収波長が４００〜６００ｎｍである有機染料を用いるのが好ましい。これにより、光伝達効率に与える影響をさらに小さくすることができ、成形性の向上による多チャンネル間リークの防止を達成することができるものである。しかし、有機染料の吸光度の最大吸収波長が３００ｎｍ未満であると、チャンネル間の光隠蔽効果が充分ではなく、逆に、有機染料の吸光度の最大吸収波長が７５０ｎｍを超えると、デバイスが使用する波長域（９００〜１０００ｎｍ）の光をも吸収するため、受発光素子間の光伝達効率が低下してしまう。

また有機染料としては、エポキシ樹脂と硬化剤の少なくとも一方と相溶するものを用いるのが好ましい。２種以上のエポキシ樹脂や硬化剤を用いる場合には、これらのうちの少なくとも１種のエポキシ樹脂や硬化剤と相溶する有機染料を用いるのが好ましい。このような有機染料の具体例としては、上記の日本化薬（株）製「Kayaset Yellow A-G」、日本化薬（株）製「Kayaset GreenA-G」、オリエント化学工業（株）製「RED 339」等を挙げることができる。このような有機染料は、エポキシ樹脂と硬化剤の少なくとも一方と相溶して凝集しないので、有機染料の凝集物による薄肉部の充填不良を防止することができ、更なる成形性（充填性）の向上による受発光素子間の光伝達効率の向上及び多チャンネル間リークの防止を達成することができるものである。

また光半導体封止用樹脂組成物には硬化促進剤を配合することができる。硬化促進剤としては、エポキシ樹脂と硬化剤の反応を促進させる作用があるものであれば特に限定されるものではないが、比較的着色の少ないものを用いるのが好ましく、例えば、トリフェニルフォスフィン、ジフェニルフォスフィン等の有機フォスフィン系硬化促進剤、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルアミン等の３級アミン系硬化促進剤及びその有機塩類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・ブロマイド等の有機酸塩類、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類等を用いることができる。硬化促進剤は、１種のものを単独で使用したり、２種以上のものを併用したりすることができる。硬化促進剤の含有量は光半導体封止用樹脂組成物全量に対して０．０５〜５質量％であることが好ましい。硬化促進剤の含有量が０．０５質量％未満であると、エポキシ樹脂と硬化剤の反応の充分な促進効果を得ることができず、成形サイクルが悪化するおそれがあり、逆に、硬化促進剤の含有量が５質量％を超えると、ゲル化時間が短くなりすぎるため、ボイドや未充填等の成形性の悪化が引き起こされるおそれがある。

さらに光半導体封止用樹脂組成物には、上記成分のほか、必要に応じて、変色防止剤、劣化防止剤、シランカップリング剤、変性剤、顔料、赤外線吸収剤、可塑剤、希釈剤、難燃剤等を配合することができる。

そして光半導体封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、シリカ粉末、二酸化チタン、有機染料、必要に応じてその他の成分も加えて、これらのものをミキサーやブレンダー等で均一にドライブレンドした後、ニーダー等の連続混合機で溶融混練し、次にこの混練物を冷却・固化した後、この固化物を粉砕することによって、封止材料として調製することができる。この封止材料は、必要に応じて、タブレット状やスティック状に成形してもよい。

図１は本発明に係る光半導体装置の一例を示すものであり、この光半導体装置２は、上記のようにして調製した光半導体封止用樹脂組成物１を用いて光半導体素子３を封止することによって製造することができる。

具体的には、図１に示す光半導体装置２は２チャンネル型の反射型フォトカプラーであり、このフォトカプラーは次のようにして製造することができる。すなわち、発光素子であるＬＥＤ４と受光素子であるフォトダイオード５を対向させてリードフレーム７に２組実装し、各組のＬＥＤ４とフォトダイオード５をシリコン６で一体にドーム状にオーバーコートした後、これらを光半導体封止用樹脂組成物１でトランスファー成形して封止することによって、２チャンネル型の反射型フォトカプラーを製造することができる。なお、図１では、ＬＥＤ４及びフォトダイオード５並びにこれらをオーバーコートしているシリコン６が見えているが、実際には、入出力用のピン８以外は、光半導体封止用樹脂組成物１で光半導体装置２の全体が被覆されているので、外部からＬＥＤ４等を視認することはできない。

また、通常、フォトカプラーのＬＥＤ４としては近赤外（９００〜１０００ｎｍ）の光を出すＧａＡｓ素子が使用されるが、これに限定されるものではなく、発光波長（色）の異なる化合物半導体からなる各種のＬＥＤ４を用いてもよい。ＬＥＤ４やフォトダイオード５等の受発光素子が応力に弱い場合には、上記のように、弾性率の低いシリコン６でオーバーコートすると、受発光素子を保護することができる。ＬＥＤ４とフォトダイオード５からなる組を増加させることによって、２チャンネルのほか、３チャンネル以上の多チャンネル型の光半導体装置２を製造することもできる。

そして、図１に示す光半導体装置２にあっては、光半導体封止用樹脂組成物１で、チャンネル間に狭ギャップ９（０．１〜０．５ｍｍ程度の薄肉部）が形成されるが、上記樹脂組成物１には、エポキシ樹脂、硬化剤、シリカ粉末、所定量の二酸化チタンに加えて、所定の有機染料が含有されているので、狭ギャップ９への樹脂の充填性が大幅に向上し、これにより光隠蔽性を高く得ることができるものである。そのため、一方のチャンネルのＬＥＤ４から送信された光信号を他方のチャンネルのフォトダイオード５で受信しないように、光信号を上記狭ギャップ９で確実に遮断して光信号のリークを阻止することができ、光半導体装置２の誤動作を防止することができるものである。なお、従来のように二酸化チタンの増量のみで狭ギャップ９の光隠蔽性を高めようとしても、逆に、樹脂の薄肉部への充填性が低下したり、また、二酸化チタンの増量による硬化物の物性低下という別の問題が生じる。また、チャンネル間同士に厚肉部を形成するなどしてチャンネル間を大きく隔てる必要がないので、本発明では光半導体装置２の小型化や薄型化を容易に図ることができる。また、上記樹脂組成物１には、二酸化チタンが含有されており、成形品の光透過率を低く設定しているので、光半導体装置２内部のフォトダイオード５等の受光素子に外乱光が悪影響を及ぼすのを防止することができ、また、成形品の光反射率を高く設定しているので、上記樹脂組成物１による成形品の表面（図１では、上記樹脂組成物１による成形品とシリコン６との界面）で光信号を確実に反射させて、内部受発光素子間の光伝達効率を高めることができるものである。

このように、本発明に係る光半導体封止用樹脂組成物にあっては、エポキシ樹脂、硬化剤、シリカ粉末、所定量の二酸化チタン、所定の有機染料を含有するので、単チャンネル型の光半導体装置を製造する場合はもちろん、特に多チャンネル型の光半導体装置を製造する場合には、成形性（成形時の薄肉部への樹脂の充填性）が向上するため、樹脂がより高密度に充填され、外乱光の影響を受けにくく、内部受発光素子間の光伝達効率を高めることができると共に、誤動作を防止することができるものである。また成形性の向上により、硬化物の曲げ強度、耐湿信頼性、耐リフロー性等の特性も向上させることができるものである。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（原材料）
エポキシ樹脂として、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂である住友化学（株）製「ＸＬ−３」及びブロム化エポキシ樹脂である住友化学（株）製「ＥＳＢ４００Ｔ」を用いた。

硬化剤として、フェノールノボラックである群栄化学工業（株）製「ＰＳＭ６２００」を用いた。

硬化促進剤として、トリフェニルフォスフィンである北興化学工業（株）製「ＴＰＰ」を用いた。

シリカ粉末として、球状シリカ（平均粒径１５μｍ、最大粒径１００μｍ）及び破砕シリカ（平均粒径８μｍ、最大粒径１００μｍ）を用いた。

顔料として、二酸化チタンを用いた。

４００〜５００ｎｍの波長域に吸光度の最大吸収波長をもつ有機染料として、日本化薬（株）製「Kayaset Yellow A-G」を用いた。４５０〜５００ｎｍの波長域に吸光度の最大吸収波長をもつ有機染料として、日本化薬（株）製「Kayaset Orange A-N」を用いた。５００〜６００ｎｍの波長域に吸光度の最大吸収波長をもつ有機染料として、オリエント化学工業（株）製「RED 339」を用いた。６００〜７５０ｎｍの波長域に吸光度の最大吸収波長をもつ有機染料として、日本化薬（株）製「Kayaset Green A-G」を用いた。吸光度の最大吸収波長が８３７ｎｍである有機染料として、ニッコーケミカル（株）製「ＮＩＡ−８３７Ｗ」を用いた。吸光度の最大吸収波長が９０４ｎｍである有機染料として、ニッコーケミカル（株）製「ＮＩＡ−９０４」を用いた。

無機難燃剤として、三酸化アンチモンである（株）鈴裕化学製「ＡＴ−３」を用いた。

シランカップリング剤として、信越化学工業（株）製「ＫＢＭ８０３」を用いた。

（光半導体封止用樹脂組成物の調製）
上記原材料を下記［表１］に示す配合量（質量部）で配合し、これをミキサーで均一にドライブレンドした後、ニーダーで溶融混練し、次にこの混練物を冷却・固化した後、この固化物を粉砕することによって、光半導体封止用樹脂組成物を封止材料として調製した。

（有機染料の相溶性の評価）
有機染料１００ｍｇ（実施例５にあっては「Kayaset YellowA-G」５０ｍｇ、「RED 339」５０ｍｇ）を秤量し、これをエポキシ樹脂：「ＸＬ−３」５０ｇと硬化剤：「ＰＳＭ６２００」５０ｇのそれぞれと混合し、これらを１５０℃のオイルバスにて溶解させた後、さらに１時間ディスパーを用いて攪拌混合を行うことによって、溶解混合物を得た。次に１５０℃のホットプレート上でスライドグラスを加温し、この上に上記の溶解混合物をガラス棒で適量滴下し、カバーガラスをセットした。そして光学顕微鏡（ＣＣＤ）にて、不溶解成分の有無を確認した。エポキシ樹脂と硬化剤の両方とも相溶して不溶解成分が生じなかったものを［◎］とし、エポキシ樹脂又は硬化剤の一方と相溶して不溶解成分が生じず、他方と相溶しないで不溶解成分が生じたものを［○］とし、エポキシ樹脂と硬化剤の両方とも相溶しないで不溶解成分が生じたものを［×］として、相溶性を判定した。結果を下記［表１］に示す。

（光透過率及び光反射率の測定）
金型温度１７５℃、キュア時間１２０秒の成形条件で、光半導体封止用樹脂組成物を金型を用いてトランスファー成形した後、１７５℃で６時間ポストキュアすることによって、５０ｍｍφ×０．３ｍｍｔの寸法の円盤状のテストピースを作製した。

このテストピースについて、（株）島津製作所製の積分球付き分光光度計を使用して、波長９４０ｎｍの光透過率及び光反射率を測定した。

光透過率については、０．０１％未満であるものを［◎］とし、０．０１〜０．３％であるものを［○］とし、０．３％を超えるものを［×］として、結果を下記［表１］に示す。

一方、光反射率については、６５％未満であるものを［×］とし、６５〜９０％であるものを［○］とし、９０％を超えるものを［◎］として、結果を下記［表１］に示す。

（チャンネル間リーク電流の測定）
図１に示すような２チャンネル型の反射型フォトカプラー（パッケージ形状：８ピンＤＩＰ）を次のようにしてそれぞれ５０個製造した。すなわち、ＬＥＤ４（ＧａＡｓ素子）とフォトダイオード５を対向させてリードフレーム７に２組実装し、各組のＬＥＤ４とフォトダイオード５をシリコン６で一体にドーム状にオーバーコートした後、これらを光半導体封止用樹脂組成物１でトランスファー成形して封止することによって、ＡとＢの２チャンネルからなる評価用反射型フォトカプラーを製造した。狭ギャップ９の厚みは０．３ｍｍである。

そして、Ａチャンネルの発光側（入力１）へ１２Ｖの入力信号を加えた時のＢチャンネルの受光側（出力２）の出力電流を測定した。受光側（出力２）の出力電流が小さければ小さいほど、狭ギャップ９で光信号が阻止されていることとなり、チャンネル間の独立性が高く、２チャンネルが互いに独立駆動することとなる。よって、受光側（出力２）の出力電流が０．１μＡ未満であるものを［◎］とし、０．１μＡ〜０．１ｍＡであるものを［○］とし、０．１ｍＡを超えるものを［×］として、反射型フォトカプラーの良否を判定した。なお、下記［表１］に示す結果は、５０個の評価用反射型フォトカプラーについての平均的な評価である。

（曲げ強度の評価）
金型温度１７５℃、キュア時間１２０秒の成形条件で、光半導体封止用樹脂組成物を金型を用いてトランスファー成形した後、１７５℃で６時間ポストキュアすることによって、４ｍｍ×１０ｍｍ×８０ｍｍの寸法のテストピースを作製した。

このテストピースについて、（株）島津製作所製のオートグラフを用いて試験速度２ｍｍ／ｍｉｎにて破断強度を測定した。このとき試験条件は支点間距離６４ｍｍとし、支持台２ｍｍＲを使用した。そして破断強度が１２０ＭＰａ以上１７０ＭＰａ未満のものを［○］とし、１００ＭＰａ以上１２０ＭＰａ未満のものを［△］とし、１００ＭＰａ未満のものを［×］として、曲げ強度を評価した。結果を下記［表１］に示す。

（耐リフロー性の評価）
金型温度１７５℃、キュア時間１２０秒の成形条件で、光半導体封止用樹脂組成物を金型を用いてトランスファー成形した後、１７５℃で６時間ポストキュアすることによって、評価用パッケージ（チップ）として１８ＳＯＰをそれぞれ１０個製造した。この評価用パッケージに１２５℃で１６時間ベーク処理を施した後、８５℃／８５％ＲＨ／９６時間の条件で吸湿前処理を施し、さらにピーク温度２６０℃でのＩＲリフロー処理を３回施した。

リフロー処理後、超音波探査装置を用いて各評価用パッケージの表面を観察し、剥離発生の有無を確認した。そして、チップ剥離がないものを［○］とし、チップ剥離があるものを［×］として、耐リフロー性を評価した。なお、下記［表１］に示す結果は、１０個の評価用パッケージについての平均的な評価である。

（耐湿信頼性の評価）
金型温度１７５℃、キュア時間１２０秒の成形条件で、光半導体封止用樹脂組成物を金型を用いてトランスファー成形した後、１７５℃で６時間ポストキュアすることによって、評価用パッケージとして１６ＤＩＰをそれぞれ１０個製造した。各１６ＤＩＰには、回路幅３μｍのアルミニウム配線を施したテスト用素子が実装されている。この評価用パッケージに８５℃／８５％ＲＨ／２５Ｖ／１０００時間の条件で高温高湿バイアステストを実施した。そして、電気的なオープン不良がないものを［○］とし、オープン不良があるものを［×］として、耐湿信頼性を評価した。なお、下記［表１］に示す結果は、１０個の評価用パッケージについての平均的な評価である。

上記［表１］にみられるように、いずれの実施例についても、光透過率が低く、光反射率が高くて良好であり、またリーク電流が０．１ｍＡ以下であってチャンネル間の独立性が高く、誤動作を生じにくいことが確認される。さらに、曲げ強度、耐リフロー性、耐湿信頼性の各特性についても良好な結果が得られた。

特に、吸光度の最大吸収波長が６００〜７５０ｎｍである有機染料を用いた実施例４に比べて、吸光度の最大吸収波長が４００〜６００ｎｍである有機染料を用いた実施例１〜３、５の方が、光透過率をより低く、光反射率をより高くすることができることが確認される。

また、相溶性の悪い有機染料を用いた実施例２に比べて、相溶性の良い有機染料を用いた実施例１、３〜５の方が、リーク電流をより小さくすることができることが確認される。

これに対して、吸光度の最大吸収波長が３００〜７５０ｎｍの範囲を超える有機染料を使用した比較例４、５については、光反射率は良好であるものの、素子が使用する近赤外領域（９００〜１０００ｎｍ）の光透過率が高いものであった。さらに比較例４にあっては、樹脂への相溶性が悪い有機染料が使用されているので、チャンネル間リーク電流が０．１ｍＡを超えてしまうものであって、一方のチャンネルが他方のチャンネルに従属して駆動するおそれがあり、誤動作を生じやすいことが確認される。

本発明の実施の形態の一例を示す概略平面図である。

符号の説明

１ 光半導体封止用樹脂組成物
２ 光半導体装置
３ 光半導体素子

Claims (4)

1. エポキシ樹脂、硬化剤、シリカ粉末、二酸化チタン、有機染料を含有する光半導体封止用樹脂組成物であって、二酸化チタンの含有量が光半導体封止用樹脂組成物全量に対して１５〜３０質量％であると共に、有機染料の吸光度の最大吸収波長が３００〜７５０ｎｍであることを特徴とする光半導体封止用樹脂組成物。
2. 有機染料の吸光度の最大吸収波長が４００〜６００ｎｍ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樹脂組成物。
3. 有機染料がエポキシ樹脂と硬化剤の少なくとも一方と相溶するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光半導体封止用樹脂組成物。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光半導体封止用樹脂組成物を用いて光半導体素子を封止して成ることを特徴とする光半導体装置。

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