JP2010138347A - 熱硬化性エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物、
(B)内部離型剤、
(C)反射部材、
(D)無機充填剤、
(E)硬化触媒
を必須成分とするエポキシ樹脂組成物であって、(B)成分の内部離型剤が、下記一般式(1)
(式中、R11とR12はCnH2n+1で示される同一又は異種のアルキル基、nは1〜30の数である。)
で示されるカルボン酸エステルと下記一般式(2)
(式中、R1、R2、R3はH、−OH、−OR、−OCOCaHbのいずれかであり、少なくともひとつは−OCOCaHbを含む。RはCnH2n+1のアルキル基(nは1〜30の整数である。)、aは10〜30の整数、bは17〜61の整数である。)
で示される化合物とを併用したものである熱硬化性エポキシ樹脂組成物を提供する。
この場合、(B)成分である式(1)のカルボン酸エステルと式(2)の化合物との合計添加量が、組成物全体の0.2〜5.0質量%であり、式(1)のカルボン酸エステルと式(2)の化合物との質量比が1:5〜10:1であることが好ましい。
(A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物、
(F)補強材、
(B)内部離型剤、
(C)反射部材、
(D)無機充填剤、
(E)硬化触媒
を必須成分とする熱硬化性エポキシ樹脂組成物であって、(F)成分が、化学式CaSiO3で示される三斜晶系の珪酸塩鉱物であることを特徴とする熱硬化性エポキシ樹脂組成物を提供する。
この場合、(F)成分である補強材の添加量が、組成物全体に対して1〜80質量%であることが好ましく、また上記(B)成分の内部離型剤が、融点50〜70℃であるグリセリンモノステアレートを含むものであり、組成物全体に対して0.2〜5.0質量%含有することが好ましい。
そのため、本発明の組成物の硬化物にて封止された発光素子やフォトカプラー等の受光素子を有する半導体・電子機器装置は、産業上特に有用である。
本発明に係る第一及び第二の熱硬化性エポキシ樹脂組成物は、トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とを、エポキシ基当量/酸無水物基当量を0.6〜2.0の割合で反応させて得られた反応物を樹脂成分として使用する。
本発明で用いられる(A−1)成分のトリアジン誘導体エポキシ樹脂は、これを酸無水物と特定の割合で反応させて得られる反応物を樹脂成分として含有することにより、熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物の黄変を抑制し、且つ経時劣化の少ない半導体発光装置を実現する。かかるトリアジン誘導体エポキシ樹脂としては、1,3,5−トリアジン核誘導体エポキシ樹脂であることが好ましい。特にイソシアヌレート環を有するエポキシ樹脂は、耐光性や電気絶縁性に優れており、1つのイソシアヌレート環に対して、2価の、より好ましくは3価のエポキシ基を有することが望ましい。具体的には、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリス(α−メチルグリシジル)イソシアヌレート、トリス(α−メチルグリシジル)イソシアヌレート等を用いることができる。
本発明で用いられる(A−2)成分の酸無水物は、硬化剤として作用するものであり、耐光性を与えるために非芳香族であり、且つ炭素炭素二重結合を有さないものが好ましく、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサ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、水素化メチルナジック酸無水物などが挙げられ、これらの中でもメチルヘキサヒドロ無水フタル酸が好ましい。これらの酸無水物系硬化剤は、1種を単独で使用してもよく、また2種以上を併用してもよい。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、内部離型剤を配合する。(B)成分の内部離型剤は、成形時の離型性を高めるために配合するものである。
この場合、内部離型剤としては、下記一般式(2)
(式中、R1、R2、R3はH、−OH、−OR、−OCOCaHbのいずれかであり、少なくともひとつは−OCOCaHbを含む。RはCnH2n+1のアルキル基(nは1〜30の整数である。)、aは10〜30の整数、bは17〜61の整数である。)
で示され、且つ融点が50〜70℃の範囲である成分を含む。
その中で、本発明に係る上記式(2)の内部離型剤は、高温放置下や光照射下においても、黄変性を抑え、且つ長期間に亘り良好な離型性を継続して保持する。
−OCOCaHbに含まれるa及びbは、a=10〜30、好ましくはa=11〜20のものが好適である。a=10未満では、十分な耐熱黄変性が得られない場合があり、a=30を超えると十分に相溶せず、良好な離型効果が得られない場合がある。
また、bはCaHbが飽和あるいは不飽和の脂肪族炭化水素基であり、不飽和の場合、不飽和基を1又は2個有するものが好ましく、従ってb=2a+1、2a−1又は2a−3であるもの、特にb=2a+1、2a−1であるものが好ましい。この点からb=17〜61、好ましくは19〜41の整数であることがよく、より好ましくはb=21〜61、特に23〜41の整数である。
(式中、R11とR12はCnH2n+1で示される同一又は異種のアルキル基、nは1〜30、好ましくは2〜28、更に好ましくは5〜25の数である。)
で示されるカルボン酸エステルとを併用することを特徴とする。なお、第二のエポキシ樹脂組成物においても、かかる併用系を用いることは推奨される。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、反射部材を配合する。(C)成分の反射部材は、白色着色剤として、白色度を高めるために配合するものであり、反射部材としては二酸化チタンを用いることが好ましく、この二酸化チタンの単位格子は耐候性という点でルチル型が好ましい。また、平均粒径や形状も限定されないが、平均粒径は通常0.05〜5.0μmである。上記二酸化チタンは、樹脂や無機充填剤との相溶性、分散性を高めるため、無機物、有機物で予め表面処理することができ、特にAl、Si、ポリオール処理することが好ましい。また、反射部材(白色着色剤)として、二酸化チタン以外にチタン酸カリウム、酸化ジルコン、硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等を単独で又は二酸化チタンと併用して使用することもできる。
また、本発明の(C)成分には、鉛の含有量が少ない酸化チタンを使用することが好ましい。鉛は環境対策の面で含有量が多いと使用が規制されることがある。鉛の含有量としては10ppm以下好ましくは2ppm以下、更には0ppmが好ましい。このような材料としては具体的に石原産業製のCR−95などが選ばれるが特に限定されるものではない。
なお、平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値D50(又はメジアン径)として求めることができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に無機充填剤を配合する。配合される(D)成分の無機充填剤としては、通常エポキシ樹脂組成物に配合されるものを使用することができる。例えば、溶融シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、ガラス繊維、三酸化アンチモン等が挙げられるが、上記した反射部材(白色着色剤)は除かれる。
なお、平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値D50(又はメジアン径)として求めることができる。
この(E)成分の硬化触媒としては、エポキシ樹脂組成物の硬化触媒として公知のものが使用でき、特に限定されないが、第三級アミン類、イミダゾール類、それらの有機カルボン酸塩、有機カルボン酸金属塩、金属−有機キレート化合物、芳香族スルホニウム塩、有機ホスフィン化合物類、ホスホニウム化合物類等のリン系硬化触媒、これらの塩類等の1種又は2種以上を使用することができる。これらの中でも、イミダゾール類、リン系硬化触媒、例えば2−エチル−4−メチルイミダゾール又はメチル−トリブチルホスホニウム−ジメチルホスフェイト、第三級アミンのオクチル酸塩が更に好ましい。また、第四級ホスホニウムブロマイドとアミンの有機酸塩の併用も好ましく用いられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物、特に第二のエポキシ樹脂組成物には、補強材を配合する。(F)成分の補強材は、成形物の強度を高めるために配合するものである。この補強材としては化学式CaSiO3で示される三斜晶系の珪酸塩鉱物であるウォラストナイトを用いることが好ましい。このウォラストナイトにはα型とβ型の2種類があり、α型は粒状が多くアスペクト比は低く、融点は1,125℃である。β型は繊維状でアスペクト比が高く、融点が1,545℃であり、補強性能が優れている。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要により、酸化防止剤を配合することができる。
(G)成分の酸化防止剤としては、フェノール系、リン系、硫黄系酸化防止剤を使用でき、酸化防止剤の具体例としては、以下のような酸化防止剤が挙げられる。
また、本発明の組成物には、必要に応じて、(A−1)成分以外のエポキシ樹脂を本発明の効果を損なわない範囲で一定量以下(特に、(A−1)成分100質量部に対し0〜40質量部、特に5〜20質量部の割合で)配合することができる。このエポキシ樹脂の例として、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、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂又は4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂のようなビフェノール型エポキシ樹脂、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、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、トリスフェニロールメタン型エポキシ樹脂、テトラキスフェニロールエタン型エポキシ樹脂、及びフェノールジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂の芳香環を水素化したエポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、その他のエポキシ樹脂の軟化点は70〜100℃であることが好ましい。
本発明のエポキシ樹脂組成物を成形材料として調製する場合の方法としては、反応物として、予め(A−1),(A−2)成分を混合して、70〜120℃、好ましくは80〜110℃の温度範囲にて、又は、予め(A−1),(A−2),(E)成分の各成分を混合して30〜80℃、好ましくは40〜60℃の温度範囲にて、無溶媒の加温可能な反応釜等の装置により均一に溶融混合し、混合物が常温で取扱うのに十分な軟化点、具体的には50〜100℃、より好ましくは60〜90℃になるまで増粘させたものを冷却して、固形化したものを使用する。
本発明の組成物を用いた表面実装型発光装置を説明する。本発明の組成物を用いた表面実装型発光装置の断面図を図2に示す。図2で示される表面実装型発光装置100は、発光素子110と、発光素子110を載置する凹部183を有するパッケージ180と、発光素子110を被覆する封止部材170とを有している。パッケージ180は、本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物から成形されている。パッケージ180には、発光素子110と電気的に接続される第1のリード電極121及び第2のリード電極122が固定されている。
発光素子110は、同一面側に正負一対の第1の電極111と第2の電極112とを有している。この表面実装型発光装置においては、同一面側に正負一対の電極を有するものについて説明するが、発光素子の上面と下面とから正負一対の電極を有するものを用いることもできる。この場合、発光素子の下面の電極はワイヤを用いずに、電気伝導性のあるダイボンド部材を用いて第1のリード電極121若しくは第2のリード電極122と電気的に接続する。
第2のリード電極122は第2のインナーリード部122aと第2のアウターリード部122bとを有している。第2のインナーリード部122aは、発光素子110が持つ第2の電極112とワイヤ130を介して電気的に接続されている。第2のアウターリード部122bはパッケージ180から露出している。
第1のインナーリード部121a及び第2のインナーリード部122aは、表面が凹部183の底面181から露出している。リード電極121,122bは、パッケージ180の側面外側に露出している部分をアウターリード部121b,122bと呼ぶほか、パッケージ180の裏面側に露出している部分をアウターリード部121b,122bと呼ぶ場合もあり、アウターリード部121b,122bは、外部電極と電気的に接続される部分であればよい。第1のリード電極121及び第2のリード電極122は外部電極と接続するため、金属部材を用いる。第1のリード電極121と第2のリード電極122との間には、パッケージ180の一部184が介在しており、電極間の短絡を防止している。
本発明に係る発光装置の製造方法について説明する。
(1.リード電極121,122の形成)
まず、第1のリード電極121及び第2のリード電極122の表面にAg膜を被覆する。Ag膜の被覆方法としては、電気Agメッキ法、無電解Agメッキ法、PVD法、CVD法などを用いることができる。特に、コスト、品質のバランスから、電気Agメッキ法が好ましい。本明細書では、「電気Agメッキ法」とは、金属イオンを含む電解溶液中でリード電極を陰極として通電し、リード電極の表面にAg(必要に応じて下地用の金属)を電析させることを指す。電気Agメッキ法の詳細を以下に説明する。
まず、リード電極121,122をアルカリ浸漬脱脂溶液、アルカリ電解脱脂溶液に浸漬し、油分を除去する。なお、第1及び第2のリード電極素材としては、鉄、リン青銅、銅合金等の電気良導体が用いられる。次いで、リード電極121,122を酸溶液に浸漬し、酸化膜を除去する。必要に応じて、アルカリ中和溶液に浸漬して中和する。その後、Agメッキ前の下地処理として、電気Cuストライクメッキ、電気Cuメッキ、及び電気Agストライクメッキ等を行う。各下地処理に適した電解溶液にリード電極121,122を順次浸漬し、表面に下地金属を電析させる。そして、下地処理が完了したリード電極121,122を、Agメッキ用の電解溶液に浸漬してAgを電析させる。なお、各電解溶液で電析を行った後には、リード電極121,122を純水で洗浄する。最後のAgメッキ後の純水洗浄を行った後、リード電極121,122を乾燥させる。
この一連の工程により、リード電極121,122の表面には、Ag膜151,152が被覆される。
図3及び図4に図示するように、Ag膜を被覆した面を上側にして、第1のリード電極121と第2のリード電極122を、上金型141と下金型142とで上下から挟み込む。上金型141はパッケージ180の形状に対応した内部空隙143と、パッケージの凹部を形成するための凸部144とを備えている。ここで、パッケージ180に使用される熱硬化性樹脂は型流れがよく、第1のリード電極121及び第2のリード電極122と凸部144との隙間に侵入することがある。熱硬化性樹脂が第1のリード電極121及び第2のリード電極122の上面に付着すると、それらのリード電極121,122の表面に絶縁膜を形成してしまうので、そのような熱硬化性樹脂の侵入は好ましくない。そこで、リード電極121,122の裏面を下金型142で押し上げて、凸部144に前記第1のリード電極121及び前記第2のリード電極122を押し当てるのがよい。
なお、この例では下金型は平坦になっているが、パッケージ180の種類によっては内部空隙を備えることもできる。その場合には、下金型142によりリード電極121,122を押し上げにくくなるので、下金型の一部に押し上げ用の突条部材を設けたり、又は下金型を貫通する別部材を設けてリード電極121,122を押し上げたりすることができる。
図5に図示するように、上金型141の空隙143に熱硬化性樹脂を注入し、加熱硬化してパッケージを成形する。熱硬化性樹脂の注入方法として、トランスファ・モールドを利用できる。
トランスファ・モールドは、所定の大きさを有するペレット状の熱硬化性樹脂を所定の容器に入れる。その所定の容器に圧力を加える。その所定の容器から繋がる上金型141と下金型142とで挟み込まれた凹み部分に、溶融状態の熱硬化性樹脂を流し込む。上金型141と下金型142とを所定の温度に温め、その流し込まれた熱硬化性樹脂を硬化する。この一連の工程をトランスファ・モールドという。
第1のリード電極121及び第2のリード電極122は、金型で挟み込まれているので、熱硬化性樹脂を流し込む際にリード電極121,122がばたつくことがなく、バリの発生を抑制できる。
成形後のパッケージ180は、パッケージ180の外周や凹部183の内部にバリが発生する場合がある。これらのバリは、発光素子10を実装する前に除去される。バリの除去には、電解処理、ケミカルディッピング、ドライブラスト、ウォータージェット、液体ホーニングなどのバリ取り除去関連装置を組み合わせて用いることができる。
加熱硬化が終わったパッケージ180は、上金型141及び下金型142から取り外されて、発光素子110等が実装される。発光素子110の実装に先立って、発光素子110の裏面に、金属のハンダ材料から成る共晶層160を成膜しておく。共晶層160の成膜方法としては、ペースト材を使用した印刷、ディスペンス、転写、プリフォーム、箔成形、メタライズ、ボール形成などがある。
図6に図示するように、パッケージ180の凹部183の内部に、発光素子110を配置する。このとき、発光素子110の共晶層160が、第1のリード電極121の上面に接触するよう発光素子110を配置しなくてはならない。パッケージ180ごと加熱処理して共晶層160を溶融(リフロー)し、その後に放冷すると発光素子110は第1のリード電極121の表面に固定される。
そして、発光素子110の電極111,112と、第1のリード電極121及び第2のリード電極122とを導電ワイヤ130によって、電気的に接続する。
図7に図示するように、発光素子110の固定後に、凹部183内に封止部材170用の熱硬化性樹脂を充填する。熱硬化性樹脂の充填は、滴下手段や射出手段、押出手段などにより行うが、特に滴下手段を用いることが好ましい。滴下手段では、熱硬化性樹脂の充填と同時に、凹部183内に残存する空気を効果的に追い出すことができるからである。熱硬化性樹脂には蛍光物質190を混合しておくことが好ましい。これにより発光装置の色調調整を容易に行うことができる。
注入が完了したら、熱硬化性樹脂を加熱硬化して封止部材170を形成する。
本発明の組成物を用いた第2の表面実装型発光装置を説明する。図8は、第2の表面実装型発光装置を示す斜視図である。図9は、第2の表面実装型発光装置を示す断面図である。図9は図8に示すIX−IXの断面図である。図10は、第2の表面実装型発光装置に用いられるリードフレームを示す平面図である。
第2の表面実装型発光装置200は、外側面280bにおいて樹脂部285とリード225とを略同一面に形成するパッケージ280を有する。リード225は底面(パッケージ280の外底面280a)及び上面(凹部283の底面281)の少なくともいずれか一面にメッキ処理を施している。一方、リード225の側面(パッケージ280の外側面280b)はメッキ処理が施されていない。パッケージ280の外側面280bは、樹脂部285が大面積を占めており、リード225が隅部から露出している。
パッケージ280は、樹脂部285と、リード225と、から構成されている。樹脂部285は、本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物を用いている。パッケージ280はリード225を配置している外底面280aと、リード225の一部が露出している外側面280bと、開口する凹部283を形成する外上面280cとを有する。パッケージ280には底面281と側面282とを有する凹部283が形成されている。パッケージ280の底面281にはリード225が露出しており、リード225に発光素子210が載置されている。パッケージ280の凹部283内には発光素子210を被覆する封止部材270を配置する。封止部材270は蛍光物質290を含有している。発光素子210は、ワイヤ230を介してリード225と電気的に接続している。パッケージ280の外上面280cはリード225が配置されていない。
パッケージ280の外側面280bの全包囲の長さにおいて、リード225が露出している部分は1/2より短い長さである。後述する発光装置の製造方法において、リードフレーム220に切り欠き部220aを設け、その切り欠き部220aに沿って切断するため、リードフレーム220の切断部分がパッケージ280から露出される部分である。
パッケージ280は、四隅からリード225が露出している。リード225は外側面280bにおいて露出しており、メッキ処理を施していない。また、リード225は外底面280aにも露出する構造を採ることができ、メッキ処理を施すこともできる。なお、個片化された後にリード225の外側面280bにメッキ処理を施すことは可能である。
表面実装型発光装置200の形状は特に問わないが、略直方体、略立方体、略六角柱などの多角形形状としてもよい。凹部283は、開口方向に拡がっていることが好ましいが、筒状でも良い。凹部283の平面形状は略円形状、略楕円形状、略多角形形状などを採ることができる。
第2の表面実装型発光装置の製造方法について説明する。図11は、第2の表面実装型発光装置の製造方法を示す概略断面図である。図12は、樹脂成形体を示す平面図である。
第2の表面実装型発光装置の製造方法は、切り欠き部220aを設けたリードフレーム220を上金型241と下金型242とで挟み込む工程[図11(A),(B)]と、上金型241と下金型242とで挟み込まれた金型240内に、熱硬化性樹脂286をトランスファ・モールドして、リードフレーム220に樹脂成形体287を形成する工程[図11(C)]と、切り欠き部220aに沿って樹脂成形体287とリードフレーム220とを切断する工程[図11(D)]とを有する。
まず、トランスファ・モールドに用いる上金型241及び下金型242からなる金型240について説明する。
上金型241は、上金型の上部を構成する平板の本体部と、本体部の端部から枠状に形成された外壁部と、本体部から突出した複数の突出部と、外壁部の一部を水平方向に貫通する注入口とを有する。
外壁部は、本体部の端部から垂直に突出されており、樹脂成形体の第一外側面、第二外側面、第三外側面及び第四外側面をそれぞれ成形する第一外壁部、第二外壁部、第三外壁部及び第四外壁部を備えている。即ち、外壁部は樹脂成形体の外郭を成形する部分であって、平面視長方形に形成されている。外壁部の形状は、所望の樹脂成形体の形状に応じて適宜形成すればよい。
突出部はトランスファ・モールドの際にリードフレーム220と接触する部分であって、その接触部分に熱硬化性樹脂286が流れ込まないようにすることにより、リードフレーム220の一部が樹脂成形体287から露出される露出部を形成できる。突出部は、本体部から下方に突出しており、外壁に囲まれるように形成されている。突出部は、リードフレーム220と接触する部分が平坦に形成されている。樹脂成形体287の上面の面積あたりに効率よく凹部を形成するためには、一方向且つ等間隔に突出部が形成され、各突出部においてその一方向から90°方向且つ等間隔に突出部が形成されることが好ましい。
注入口は、熱硬化性樹脂286を注入するためであって、外壁部の略中央下端に、水平方向に貫通して形成されている。注入口は、半円形状の断面を有し、注入口の入口部分から出口部分に向けて幅が狭くなるように形成されている。
また、特に図示はしないが、上金型241の上部には、本体部を貫通するピン挿入孔が形成されている。ピン挿入孔は、上金型241から樹脂成形体287を脱型するときにピンを挿入させるための孔である。
下金型242は、所定の厚みを有する板材であって、表面が平坦に形成されている。下金型242は、上金型241と接触させることにより、空間部を成形するものである。
(1.金型241,242によるリードフレーム220の挟持)
リードフレーム220は、切り欠き部220aを設けた後、金属メッキ処理を行っておく。
まず、切り欠き部220aを設けたリードフレーム220を上金型241と下金型242とで挟み込む。上金型241と下金型242とで挟み込むことによって金型240内に空間が設けられる。
このとき、凹部283が形成される位置にある切り欠き部220aが上金型241の有する突出部と下金型242とで挟まれるように配置する。これにより切り欠き部220aにおけるリードフレーム220のバタつきが抑制され、バリの発生を低減することができる。
次に、上金型241と下金型242とで挟み込まれた金型内に、熱硬化性樹脂286をトランスファ・モールドして、リードフレーム220に樹脂成形体287を形成する。
金型240内に設けられた空間に、注入口から熱硬化性樹脂286を注入して、所定の温度と圧力とを加えてトランスファ・モールドする。上金型241と下金型242とで切り欠き部220a付近のリードフレーム220を挟み込んでいるため、熱硬化性樹脂286をトランスファ・モールドする際に、リードフレーム220がバタつかず、凹部283の底面281においてバリの発生を抑制できる。
次に、樹脂成形体287に形成された凹部283の底面281のリードフレーム220に発光素子210を載置し、ワイヤ230によりリードフレーム220と電気的に接続する。発光素子210を載置する工程は、樹脂成形体287を金型240から抜脱した後に載置できる他、樹脂成形体287を切断し個片化したパッケージ280に発光素子210を載置してもよい。また、ワイヤを用いず発光素子をフェイスダウンして実装してもよい。発光素子210をリードフレーム220に実装した後、蛍光物質290を含有した封止部材270を凹部283内に充填し硬化する。
次に、切り欠き部220aに沿って樹脂成形体287とリードフレーム220とを切断する。
複数の凹部283が形成された樹脂成形体287は、隣接する凹部283の間にある側壁を略中央で分離されるように長手方向及び短手方向に切断する。切断方法はダイシングソー135を用いて樹脂成形体287側からダイシングする。これにより切断面は樹脂成形体287とリードフレーム220とが略同一面となっており、リードフレーム220が樹脂成形体287から露出している。このように切り欠き部220aを設けることにより、切断されるリードフレーム220は少なくなりリードフレーム220と樹脂成形体287との剥離を抑制することができる。また、リードフレーム220の上面だけでなく、切り欠き部220aに相当する側面も樹脂成形体287と密着するため、リードフレーム220と樹脂成形体287との密着強度が向上する。
(A−1)エポキシ樹脂
トリアジン誘導体エポキシ樹脂;トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアネート(TEPIC−S:日産化学工業(株)製商品名、エポキシ当量100)
(A−2)酸無水物
非炭素炭素二重結合酸無水物;メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(リカシッドMH:新日本理化(株)製商品名)
(B)内部離型剤
(B−1)グリセリンモノステアレート(H−100;理研ビタミン(株)製商品名)
(B−2)プロピレングリコールモノベヘネート(PB−100;理研ビタミン(株)製商品名)
(B−3)ステアリルステアレート(SL−900A;理研ビタミン(株)製商品名)
(B−4)ポリエチレンワックス(PE−190;クラリアントジャパン(株)製商品名)
(B−5)酸化ポリエチレンワックス(H−22;クラリアントジャパン(株)製商品名)
(B−6)酸ワックス;ステアリン酸(和光純薬工業(株)製商品名)
(C)反射部材
(C−1)二酸化チタン;ルチル型(CR−95:石原産業(株)製商品名)
(C−2)二酸化チタン;ルチル型(R−45M:堺化学工業(株)製商品名)
(C−3)二酸化チタン;ルチル型(R−820:石原産業(株)製商品名)
(D)無機充填剤;破砕溶融シリカ((株)龍森製商品名)
(E)硬化触媒
(E−1)リン系硬化触媒;第4級ホスホニウムブロマイド(U−CAT5003:サンアプロ(株)製商品名)
(E−2)アミン系硬化触媒;特殊アミン(U−CAT18X:サンアプロ(株)製商品名)
(E−3)リン系硬化触媒;第4級ホスホニウムボレート(PX−4PB:日本化学工業(株)製商品名)
(F)補強材
(F−1)ウォラストナイト(KGP−H65:関西マテック(株)製商品名)
本発明に係る発光装置の製造方法は、上述した図3〜7を用いて説明した通りである。
《耐熱黄変性》
各内部離型剤をアルミシャレ内に10gずつ入れ、180℃で24時間放置し、黄変性を比較した。
表1に示す結果より、耐熱黄変性の良好であった(B−1)〜(B−3)を選んだ。
エポキシ樹脂、酸無水物、酸化防止剤を予め反応釜により、100℃にて3時間溶融混合し、冷却して固化させた後(軟化点は60℃)、粉砕し、他成分と所定の組成比にて配合し、熱2本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉砕して表2に示す白色エポキシ樹脂組成物を得た。
これらの組成物につき、以下の諸特性を測定した。結果を表2に示す。
実施例及び比較例の発光装置を長時間点灯させたときの初期特性、出力安定性を調べた。点灯試験は、試験温度、発光装置への投入電流は、25℃で500mA、100℃で350mA、60℃,90%RHで600mAとして、各1,000時間の条件で行った。1,000時間点灯後、発光装置の光出力は、積分球を用いて測定した。
《スパイラルフロー値》
EMMI規格に準じた金型を使用して、175℃,6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で測定した。
《溶融粘度》
高化式フローテスターを用い、10kgfの加圧下、直径1mmのノズルを用い、温度175℃で粘度を測定した。
《曲げ強度》
EMMI規格に準じた金型を使用して、175℃,6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で硬化物を成形し、室温で測定した。
《連続成形性》
1フレームに6キャビティーを持った100P−QFP(14mm×20mm×2.7mm)のパッケージデザインである金型をセットした連続成形機において、メラミン樹脂、離型回復剤で金型をクリーニング後、180℃,60秒で連続成形した際、ゲート、ランナー折れ等の離型不良、無充填発生のいずれかにより連続成形が途絶えるまでのショット数を比較した(300ショットを上限とした。)
《光反射率》
175℃,6.9N/mm2、成形時間180秒の条件で直径50mm×厚さ3mmの円盤(硬化物)を成形し、成形直後、180℃で24時間保管後、UV照射24時間後(365nmピーク波長の高圧水銀灯60mW/cm)の波長450nmにおける光反射率をエス・デイ・ジー株式会社製X−rite 8200を使用して測定した。
《耐リフロー性》
175℃,6.9N/mm2、成形時間2分の条件で直径50mm×厚さ3mmの円盤を成形し、300℃で1時間放置し、外観を比較した。
エポキシ樹脂、酸無水物、酸化防止剤を予め反応釜により、100℃にて3時間溶融混合し、冷却して固化させた後(軟化点は60℃)、粉砕し、他成分と所定の組成比にて配合し、熱2本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉砕して表3に示す白色エポキシ樹脂組成物を得た。
これらの組成物につき、以下の諸特性を測定した。結果を表3に示す。
EMMI規格に準じた金型を使用して、175℃,6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で測定した。
《曲げ強度》
EMMI規格に準じた金型を使用して、175℃,6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で硬化物を成形し、室温及び260℃で測定した。
175℃,6.9N/mm2、成形時間180秒の条件で直径50mm×厚さ3mmの円盤(硬化物)を成形し、成形直後、180℃で24時間保管後、UV照射24時間後(365nmピーク波長の高圧水銀灯60mW/cm)の波長450nmにおける光反射率をエス・デイ・ジー株式会社製X−rite 8200を使用して測定した。
《ボイドの有無》
175℃,6.9N/mm2、成形時間180秒の条件で28mm×28mm×1.4mmのQFPパッケージを12成形し、得られた成形物を軟X線で内部ボイドを観察し。500μm以上のボイドが観察された場合をあり、観察されなかった場合をなしと判定した。
上記実施例1〜6及び比較例1〜6の発光装置1を長時間点灯させたときの初期特性、出力安定性を調べた。点灯試験は、試験温度、発光装置への投入電流は、25℃で500mA、100℃で350mA、60℃,90%RHで600mAとして、各1,000時間の条件で行った。1,000時間点灯後、発光装置の光出力は、積分球を用いて測定した。
《発光装置生産性》
上記実施例1〜6及び比較例1〜6の連続成形shot数を以下の基準で評価した。
○(優良):100shot以上
△(良好):25shot以上100shot未満
×(不可):0shot以上25shot未満
結果を表4に示す。
実施例2〜6は、それぞれ比較例2〜6に対して、各条件における光出力の低下が小さい。
また、実施例においては連続生産性が良好であるが、比較例においては連続生産性が悪い。
2 リードフレーム
3 ボンディングワイヤ
4 半導体素子
5 リードフレーム
6 ボンディングワイヤ
7 透明封止樹脂
8 熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物
100,200 発光装置
110,210 発光素子
111 第1の電極
112 第2の電極
120,220 リードフレーム
120a,220a 切り欠き部
121 第1のリード電極
121a 第1のインナーリード部
121b 第1のアウターリード部
122 第2のリード電極
122a 第2のインナーリード部
122b 第2のアウターリード部
125,225 リード
130,230 ワイヤ
140,240 金型
141,241 上金型
142,242 下金型
143 内部空隙
144 凸部
151,152 Ag膜
160 共晶膜
170,270 封止部材
180,280 パッケージ
181,281 底面
182,282 側面
183,283 凹部
185,285 樹脂部
186,286 熱硬化性樹脂
187,287 樹脂成形体
190,290 蛍光物質
Claims (10)
- (A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物、
(B)内部離型剤、
(C)反射部材、
(D)無機充填剤、
(E)硬化触媒
を必須成分とするエポキシ樹脂組成物であって、(B)成分の内部離型剤が、下記一般式(1)
(式中、R11とR12はCnH2n+1で示される同一又は異種のアルキル基、nは1〜30の数である。)
で示されるカルボン酸エステルと下記一般式(2)
(式中、R1、R2、R3はH、−OH、−OR、−OCOCaHbのいずれかであり、少なくともひとつは−OCOCaHbを含む。RはCnH2n+1のアルキル基(nは1〜30の整数である。)、aは10〜30の整数、bは17〜61の整数である。)
で示される化合物とを併用したものであることを特徴とする熱硬化性エポキシ樹脂組成物。 - (B)成分である式(1)のカルボン酸エステルと式(2)の化合物との合計添加量が、組成物全体の0.2〜5.0質量%であり、式(1)のカルボン酸エステルと式(2)の化合物との質量比が1:5〜10:1である請求項1記載の熱硬化性エポキシ樹脂組成物。
- (A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂と酸無水物とをエポキシ基当量/酸無水物基当量0.6〜2.0の割合で反応させて得られる反応物、
(F)補強材、
(B)内部離型剤、
(C)反射部材、
(D)無機充填剤、
(E)硬化触媒
を必須成分とする熱硬化性エポキシ樹脂組成物であって、(F)成分が、化学式CaSiO3で示される三斜晶系の珪酸塩鉱物であることを特徴とする熱硬化性エポキシ樹脂組成物。 - (F)成分である補強材の添加量が、組成物全体に対して1〜80質量%である請求項3記載の熱硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 上記(B)成分の内部離型剤が、融点50〜70℃であるグリセリンモノステアレートを含むものであり、組成物全体に対して0.2〜5.0質量%含有する請求項3又は4記載の熱硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 上記(C)成分の反射部材が二酸化チタンで、無機物又は有機物での表面処理を施されているものであり、且つ(C)成分中に含まれる鉛の含有量が10ppm以下であり、(C)成分を組成物全体に対して2〜80質量%含有し、且つ、上記(E)成分の硬化触媒が第三級アミンのオクチル酸塩であり、(E)成分を組成物全体に対して0.05〜5質量%含有する請求項1〜5のいずれか1項記載の熱硬化性エポキシ樹脂組成物。
- (A)成分のトリアジン誘導体エポキシ樹脂が、1,3,5−トリアジン核誘導体エポキシ樹脂である請求項1〜6のいずれか1項記載の熱硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 半導体素子ケース形成用である請求項1〜8のいずれか1項記載の熱硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜9のいずれか1項記載の熱硬化性エポキシ樹脂組成物の硬化物で半導体素子を封止した半導体装置。
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