JP2019019286A - Adhesive composition and optical semiconductor device - Google Patents

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Kazunori Tanaka
和典 田中
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Abstract

To provide an adhesive composition having high adhesive force and capable of developing excellent packaging property.SOLUTION: The adhesive composition comprises [A] an epoxy resin having a bis-phenol skeleton, [B] a diluting monomer comprising an alicyclic epoxy compound, [C] a photo-cationic polymerization initiator comprising a bis-sulfonium salt [C1] and a monosulfonium salt [C2], [D] a thermal-cationic polymerization initiator, [E] a silane coupling agent, and [F] hydrophobic silica particles. A mass ratio of [C1] and [C2] is 4:1 to 1:1; the content of [A] with respect to total 100 pts.mass of [A] and [B] is 10 to 40 pts.mass; and with respect to total 100 pts.mass of [A] to [E], the content of [C] is 0.2 to 0.6 pts.mass, the content of [D] is 0.05 to 0.25 pts.mass, the content of [E] is 0.35 to 0.8 pts.mass, and the content of [F] is 100 to 400 pts.mass.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、接着剤組成物及び光半導体デバイスに関する。   The present invention relates to an adhesive composition and an optical semiconductor device.

従来、レーザ光源から出射されたレーザ光を平行光に変換又は集光するレンズを備えるレーザモジュールが知られている。従来のレーザモジュールでは、レンズは、レーザ光の入射面及び出射面を露出させた状態で金属製の枠体内に収容され、半田材料によって金属製の枠体を基板に固定することにより、実装されていた。ただし、金属製の枠体は、レーザモジュールの小型化及び低コスト化を実現する上で障害となる。このため、近年では、金属製の枠体を排除し、樹脂接着剤を用いてレンズを基板に接着することが行われている(特許文献1及び2参照)。   Conventionally, a laser module including a lens that converts or condenses laser light emitted from a laser light source into parallel light is known. In a conventional laser module, the lens is housed in a metal frame with the laser light incident surface and light exit surface exposed, and is mounted by fixing the metal frame to the substrate with a solder material. It was. However, the metal frame is an obstacle to realizing miniaturization and cost reduction of the laser module. For this reason, in recent years, a metal frame has been eliminated and a lens is adhered to a substrate using a resin adhesive (see Patent Documents 1 and 2).

特開2003−147321号公報JP 2003-147321 A 特開2004−126319号公報JP 2004-126319 A

光学部品を集積密度の高い実装基板上に実装させる場合には、一般的に紫外線硬化型の接着剤を用い、紫外線を照射することによって光学部品の仮固定を行い、その後、加熱工程(熱硬化又は熱養生)において、仮固定された光学部品の接着力をアップさせる手法が採用されている。一方、集積密度の高い実装基板の場合、光学部品同士が、極めて近接した位置関係で光学部品の実装を行う必要があり、部品間の実装状況次第では、仮固定に必要な紫外線が接着剤に対して十分に照射されない状況で、光学部品が実装基板等に固定される。その後、当該光学部品を含む実装基板が加熱されることで、紫外線の照射光量が少ない箇所を中心に、熱硬化が急激に進み、光学部品に熱応力を与えることになる。その結果、仮固定段階で接着剤の硬化反応が進行していない箇所を中心に、高い実装精度を有していた光学部品にズレが生じることがある。   When mounting optical components on a highly integrated mounting board, generally UV curing adhesive is used, and the optical components are temporarily fixed by irradiating with ultraviolet rays, and then the heating process (thermosetting (Or heat curing), a technique of increasing the adhesive force of the temporarily fixed optical component is employed. On the other hand, in the case of a highly integrated mounting board, it is necessary to mount the optical components in a very close positional relationship with each other. Depending on the mounting status between the components, the ultraviolet light necessary for temporary fixing is applied to the adhesive. On the other hand, the optical component is fixed to the mounting substrate or the like in a situation where the irradiation is not sufficient. Thereafter, the mounting substrate including the optical component is heated, so that the thermosetting rapidly progresses around a portion where the amount of ultraviolet irradiation light is small, and a thermal stress is applied to the optical component. As a result, there may be a deviation in the optical component having high mounting accuracy around the portion where the adhesive curing reaction has not progressed in the temporary fixing stage.

そこで本発明は、高い接着力を有し、優れた実装性を発現することができる接着剤組成物、及び、当該組成物を用いて得られる光半導体デバイスを提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the adhesive composition which has high adhesive force and can express the outstanding mountability, and the optical semiconductor device obtained using the said composition.

本発明者らは、上記課題を解決すべく光及び熱硬化性接着剤の樹脂組成物に関して、鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies on the resin composition of light and thermosetting adhesives to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention.

本発明の一実施形態による接着剤組成物は、〔A〕ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂と、〔B〕脂環式エポキシ化合物を含む希釈性モノマーと、〔C〕ビススルホニウム塩〔C1〕及びモノスルホニウム塩〔C2〕を含む光カチオン重合開始剤と、〔D〕熱カチオン重合開始剤と、〔E〕シランカップリング剤と、〔F〕疎水性シリカ粒子とを含有し、〔C1〕及び〔C2〕の質量比が4:1〜1:1であり、〔A〕及び〔B〕の合計量100質量部に対して〔A〕の含有量が10〜40質量部であり、〔A〕、〔B〕、〔C〕、〔D〕及び〔E〕の合計量100質量部に対して、〔C〕の含有量が0.2〜0.6質量部、〔D〕の含有量が0.05〜0.25質量部、〔E〕の含有量が0.35〜0.8質量部、〔F〕の含有量が100〜400質量部である。   An adhesive composition according to an embodiment of the present invention includes [A] an epoxy resin having a bisphenol skeleton, [B] a diluting monomer containing an alicyclic epoxy compound, [C] a bissulfonium salt [C1] and a mono A photocationic polymerization initiator containing a sulfonium salt [C2], [D] a thermal cationic polymerization initiator, [E] a silane coupling agent, and [F] hydrophobic silica particles, and [C1] and [C1] C2] has a mass ratio of 4: 1 to 1: 1, and the content of [A] is 10 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of [A] and [B]. , [B], [C], [D] and [E] with respect to 100 parts by mass in total, the content of [C] is 0.2 to 0.6 parts by mass, and the content of [D] is 0.05 to 0.25 parts by mass, [E] content is 0.35 to 0.8 parts by mass, and [F] content is 00-400 is parts by mass.

本発明によれば、高い接着力を有し、優れた実装性を発現する接着剤組成物、及び、当該組成物を用いて得られる光半導体デバイスを提供することができる。より具体的には、本発明に係る接着剤組成物を、光学部品・電子部品群が高度に密集した状況で、所定箇所に光学部品をアクティブアライメントさせた場合にも、より少ない紫外線光量によって、光学部品の仮固定に必要な硬化反応が進行し、追加的な紫外線照射、又は、熱硬化によって、当該光学部品が殆ど実装ズレを生じさせることなく、優れた光学特性を有する光通信デバイスを提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can provide the adhesive composition which has high adhesive force and expresses the outstanding mountability, and the optical semiconductor device obtained using the said composition. More specifically, the adhesive composition according to the present invention, in a situation where the optical component and electronic component group is highly dense, even when the optical component is actively aligned at a predetermined location, with a smaller amount of ultraviolet light, Provides an optical communication device with excellent optical characteristics that undergoes a curing reaction necessary for temporary fixing of optical components, and that the optical components hardly cause mounting displacement due to additional ultraviolet irradiation or thermal curing. it can.

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to the following embodiment.

本実施形態の接着剤組成物は、〔A〕ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂と、〔B〕脂環式エポキシ化合物を含む希釈性モノマーと、〔C〕ビススルホニウム塩〔C1〕及びモノスルホニウム塩〔C2〕を含む光カチオン重合開始剤と、〔D〕熱カチオン重合開始剤と、〔E〕シランカップリング剤と、〔F〕疎水性シリカ粒子とを含有する。当該接着剤組成物において、〔C1〕及び〔C2〕の質量比が4:1〜1:1であり、〔A〕及び〔B〕の合計量100質量部に対して〔A〕の含有量が10〜40質量部であり、〔A〕、〔B〕、〔C〕、〔D〕及び〔E〕の合計量100質量部に対して、〔C〕の含有量が0.2〜0.6質量部、〔D〕の含有量が0.05〜0.25質量部、〔E〕の含有量が0.35〜0.8質量部、〔F〕の含有量が100〜400質量部である。   The adhesive composition of the present embodiment includes: [A] an epoxy resin having a bisphenol skeleton, [B] a dilutable monomer containing an alicyclic epoxy compound, [C] bissulfonium salt [C1] and a monosulfonium salt [ C2] containing a photocationic polymerization initiator, [D] a thermal cationic polymerization initiator, [E] a silane coupling agent, and [F] hydrophobic silica particles. In the adhesive composition, the mass ratio of [C1] and [C2] is 4: 1 to 1: 1, and the content of [A] with respect to 100 parts by mass of the total amount of [A] and [B] Is 10 to 40 parts by mass, and the content of [C] is 0.2 to 0 with respect to 100 parts by mass of the total amount of [A], [B], [C], [D] and [E]. .6 parts by mass, [D] content of 0.05 to 0.25 parts by mass, [E] content of 0.35 to 0.8 parts by mass, and [F] content of 100 to 400 parts by mass Part.

本実施形態の接着剤組成物は、上記構成を備えることで、高い接着力を有し、優れた実装性を発現することができる。   The adhesive composition of the present embodiment has a high adhesive force and can exhibit excellent mountability by including the above configuration.

(1)成分〔A〕
成分〔A〕は、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂である。成分〔A〕により、光学部品の固定に必要な機械強度、耐久性等を本実施形態の接着剤組成物に付与することができる。
(1) Component [A]
Component [A] is an epoxy resin having a bisphenol skeleton. By component [A], the mechanical strength and durability required for fixing the optical component can be imparted to the adhesive composition of the present embodiment.

成分〔A〕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AD型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、ビスフェノールS等のビスフェノール化合物と、エピクロルヒドリンとをアルカリ触媒の存在下で反応して得ることができる。中でも、成分〔A〕は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂又はビスフェノールF型エポキシ樹脂を含むことが好ましく、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含むことがより好ましい。   Examples of the component [A] include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, and bisphenol S type epoxy resin. These epoxy resins can be obtained by reacting bisphenol compounds such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, and bisphenol S with epichlorohydrin in the presence of an alkali catalyst. Among them, the component [A] preferably contains a bisphenol A type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin, and more preferably contains a bisphenol A type epoxy resin.

成分〔A〕の市販品の例としては、新日鉄住金化学株式会社製のYP−115、YP−127、YP−128;三菱ケミカル株式会社製のjER825、jER827、jER828、jER1001、jER1002、jER1003、jER1055、jER1007、jER1009、jER1010、jER1256、jER4250、jER4275、jER1256B40等が挙げられる。   Examples of commercially available components [A] include YP-115, YP-127, YP-128 manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd .; jER825, jER827, jER828, jER1001, jER1002, jER1003, jER1055 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation , JER1007, jER1009, jER1010, jER1256, jER4250, jER4275, jER1256B40, and the like.

成分〔A〕の重量平均分子量(Mw)としては、接着剤組成物の硬化性及び粘度の観点から、200〜800が好ましく、300〜500がより好ましい。成分〔A〕のMwは、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。   The weight average molecular weight (Mw) of the component [A] is preferably 200 to 800, more preferably 300 to 500, from the viewpoints of curability and viscosity of the adhesive composition. The Mw of the component [A] can be measured using, for example, gel permeation chromatography (GPC).

(2)成分〔B〕
成分〔B〕は、脂環式エポキシ化合物を含む希釈性モノマーである。ここで、本実施形態における希釈性モノマーとは、接着剤組成物に配合することで、粘度を下げることができ、流動性を向上することができる成分をいう。
(2) Component [B]
Component [B] is a dilutable monomer containing an alicyclic epoxy compound. Here, the dilutable monomer in the present embodiment refers to a component that can lower the viscosity and improve the fluidity by being blended in the adhesive composition.

脂環式エポキシ化合物は、脂環構造とエポキシ基とを有する化合物である。脂環式エポキシ化合物として、例えば、脂環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基(脂環エポキシ基)を有する化合物、脂環にエポキシ基が直接単結合で結合している化合物等が挙げられる。脂環エポキシ基を有する化合物としては、公知のものから任意に選択して使用することができる。脂環エポキシ基としては、シクロヘキセンオキシド基が好ましい。脂環エポキシ基を有する化合物として、例えば、3,4,3’,4’−ジエポキシビシクロヘキサン、下記式(b1)〜(b4)で表される化合物等が挙げられる。脂環式エポキシ化合物としては、例えば、商品名「セロキサイド2021P」、「セロキサイド2081(ε−カプロラクトン変性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)」(以上、株式会社ダイセル製)等の市販品を使用することもできる。   An alicyclic epoxy compound is a compound having an alicyclic structure and an epoxy group. As an alicyclic epoxy compound, for example, a compound having an epoxy group (alicyclic epoxy group) composed of two adjacent carbon atoms and oxygen atoms constituting the alicyclic ring, an epoxy group is directly bonded to the alicyclic ring. Examples thereof include bonded compounds. The compound having an alicyclic epoxy group can be arbitrarily selected from known ones. As the alicyclic epoxy group, a cyclohexene oxide group is preferable. Examples of the compound having an alicyclic epoxy group include 3,4,3 ′, 4′-diepoxybicyclohexane, compounds represented by the following formulas (b1) to (b4), and the like. Examples of the alicyclic epoxy compound include trade names “Celoxide 2021P”, “Celoxide 2081 (ε-caprolactone modified 3 ′, 4′-epoxycyclohexylmethyl 3,4-epoxycyclohexanecarboxylate)” (above, Daicel Corporation). (Commercially available) can also be used.

Figure 2019019286
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成分〔B〕は、脂環式エポキシ化合物と共に、希釈性モノマーとして機能する他のエポキシ化合物を含んでいてもよい。他のエポキシ化合物としては、例えば、2,2−ビス(4−グリシジルオキシフェニル)プロパン等が挙げられる。   Component [B] may contain another epoxy compound that functions as a diluting monomer together with the alicyclic epoxy compound. Examples of other epoxy compounds include 2,2-bis (4-glycidyloxyphenyl) propane.

成分〔B〕の粘度は、25℃で0.1〜2Pa・sが好ましい。   The viscosity of component [B] is preferably 0.1 to 2 Pa · s at 25 ° C.

(3)成分〔C〕
成分〔C〕は、光重合反応の開始物質である光カチオン重合開始剤であり、ビススルホニウム塩〔C1〕及びモノスルホニウム塩〔C2〕を含む。本実施形態に係る光カチオン重合開始剤は、エネルギー線の照射によってルイス酸を放出するオニウム塩である。ビススルホニウム塩〔C1〕及びモノスルホニウム塩〔C2〕は、陽イオンと陰イオンとの塩である。
(3) Component [C]
Component [C] is a photocationic polymerization initiator which is a photopolymerization initiator, and includes a bissulfonium salt [C1] and a monosulfonium salt [C2]. The photocationic polymerization initiator according to the present embodiment is an onium salt that releases a Lewis acid upon irradiation with energy rays. Bissulfonium salt [C1] and monosulfonium salt [C2] are salts of a cation and an anion.

成分〔C1〕の陽イオンは、2個のスルホニオ基を有する化合物である。スルホニオ基を構成する硫黄原子は、芳香環に結合していることが好ましい。芳香環は、フッ素原子、エチレングリコール等によって置換されていてもよい。芳香環として、例えば、ベンゼン環が挙げられる。成分〔C1〕の陽イオンとして、例えば、下記式(1)〜(3)で表される化合物が挙げられる。   The cation of component [C1] is a compound having two sulfonio groups. The sulfur atom constituting the sulfonio group is preferably bonded to the aromatic ring. The aromatic ring may be substituted with a fluorine atom, ethylene glycol or the like. Examples of the aromatic ring include a benzene ring. Examples of the cation of the component [C1] include compounds represented by the following formulas (1) to (3).

Figure 2019019286
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成分〔C2〕の陽イオンは、1個のスルホニオ基を有する化合物である。スルホニオ基を構成する硫黄原子は、芳香環に結合していることが好ましい。芳香環は、フッ素原子等によって置換されていてもよい。芳香環として、例えば、ベンゼン環が挙げられる。成分〔C2〕の陽イオンとして、例えば、下記式(4)〜(7)で表される化合物が挙げられる。   The cation of component [C2] is a compound having one sulfonio group. The sulfur atom constituting the sulfonio group is preferably bonded to the aromatic ring. The aromatic ring may be substituted with a fluorine atom or the like. Examples of the aromatic ring include a benzene ring. Examples of the cation of the component [C2] include compounds represented by the following formulas (4) to (7).

Figure 2019019286
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成分〔C1〕及び成分〔C2〕の陰イオンは、一般式:LM で表すことができる。Lは、金属又は半金属であり、B、P、As、Sb、Fe、Sn、Bi、Al、Ca、In、Ti、Zn、Sc、V、Cr、Mn、Co等の元素が挙げられる。Mは、ハロゲン原子であり、bは、3〜7の整数である。 The anion of component [C1] and component [C2] can be represented by the general formula: LM b . L is a metal or a semimetal, and examples thereof include elements such as B, P, As, Sb, Fe, Sn, Bi, Al, Ca, In, Ti, Zn, Sc, V, Cr, Mn, and Co. M is a halogen atom, and b is an integer of 3 to 7.

陰イオンとして、感度及び入手容易性の点から、例えば、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラ(3,5−ジフルオロ−4−メトキシフェニル)ボレート、テトラフルオロボレート(BF )、ヘキサフルオロフォスフェート(PF )、ヘキサフルオロアンチモネート(SbF )、ヘキサフルオロアルセネート(AsF )及びヘキサクロロアンチモネート(SbCl )が挙げられる。 Examples of the anion include tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tetra (3,5-difluoro-4-methoxyphenyl) borate, tetrafluoroborate (BF 4 ), hexafluorophos from the viewpoint of sensitivity and availability. Examples include feto (PF 6 ), hexafluoroantimonate (SbF 6 ), hexafluoroarsenate (AsF 6 ), and hexachloroantimonate (SbCl 6 ).

成分〔C1〕は、芳香族ビススルホニウム塩であることが好ましい。芳香族ビススルホニウム塩として、例えば、下記式(C1−1)、(C1−2)、(C1−3)、(C1−4)、(C1−5)及び(C1−6)で表される化合物が挙げられる。接着剤組成物の保存安定性の点から、成分〔C1〕は、下記式(C1−1)〜(C1−6)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましい。   Component [C1] is preferably an aromatic bissulfonium salt. Examples of the aromatic bissulfonium salt are represented by the following formulas (C1-1), (C1-2), (C1-3), (C1-4), (C1-5), and (C1-6). Compounds. From the viewpoint of storage stability of the adhesive composition, the component [C1] preferably contains at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (C1-1) to (C1-6). preferable.

Figure 2019019286
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Figure 2019019286
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成分〔C2〕は、芳香族モノスルホニウム塩であることが好ましい。芳香族モノスルホニウム塩として、例えば、下記式(C2−1)、(C2−2)、(C2−3)及び(C2−4)で表される化合物が挙げられる。硬化速度の点から、成分〔C2〕は、下記式(C2−1)〜(C2−4)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましい。   Component [C2] is preferably an aromatic monosulfonium salt. Examples of the aromatic monosulfonium salt include compounds represented by the following formulas (C2-1), (C2-2), (C2-3), and (C2-4). From the viewpoint of the curing rate, the component [C2] more preferably contains at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (C2-1) to (C2-4).

Figure 2019019286
Figure 2019019286

Figure 2019019286
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光カチオン重合開始剤である成分〔C〕は、一般的に一定光量の紫外線が照射されない限り、重合反応を開始しないが、成分〔C1〕と成分〔C2〕を比較した場合、同じ光量の紫外線を照射した場合でも、各成分の開裂反応に違いがある。   The component [C], which is a photocationic polymerization initiator, generally does not initiate the polymerization reaction unless it is irradiated with a certain amount of ultraviolet light. However, when the component [C1] and the component [C2] are compared, Even when irradiated, there is a difference in the cleavage reaction of each component.

成分〔C1〕は2つのスルホニオ基を有しているため、下記反応式に示されるように、紫外線照射によりカチオン部(陽イオン)が紫外線を吸収して2つのイオン性ラジカルを発生し、次いで、イオン性ラジカルの水素引抜反応により、光酸が発生する。成分〔C1〕から2分子の光酸が生成されるため、硬化速度が速くなる。   Since component [C1] has two sulfonio groups, as shown in the following reaction formula, the cation part (cation) absorbs ultraviolet rays to generate two ionic radicals by irradiation with ultraviolet rays, and then generates two ionic radicals. The photoacid is generated by the hydrogen abstraction reaction of the ionic radical. Since two molecules of photoacid are generated from the component [C1], the curing rate is increased.

Figure 2019019286
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成分〔C2〕は、1つのスルホニオ基を有しているため、下記反応式に示されるように、紫外線照射によりカチオン部が紫外線を吸収して1つのイオン性ラジカルを発生し、次いで、イオン性ラジカルの水素引抜反応により、光酸が発生する。成分〔C2〕から発生するのは1分子の光酸であるため、成分〔C1〕に比べると、硬化速度は緩やかとなる。   Since component [C2] has one sulfonio group, as shown in the following reaction formula, the cation moiety absorbs ultraviolet rays to generate one ionic radical by irradiation with ultraviolet rays, and then generates ionic radicals. Photoacids are generated by radical hydrogen abstraction reaction. Since one molecule of photoacid is generated from the component [C2], the curing rate is slower than that of the component [C1].

Figure 2019019286

上記反応式中、Xは、アニオン部(陰イオン)を示す。
Figure 2019019286

In the above reaction formula, X represents an anion part (anion).

本実施形態の接着剤組成物に含まれる成分〔C1〕及び成分〔C2〕の質量比(〔C1〕:〔C2〕)は、4:1〜1:1である。成分〔C1〕の成分〔C2〕に対する比率が4を超える場合、紫外線が存在しない状況でも、接着剤組成物中に含まれるイオン性不純物により、容易に光酸が発生して、接着剤組成物が増粘して、接着剤組成物の塗布精度が低下する。また、成分〔C1〕の成分〔C2〕に対する比率が1未満の場合、光酸の発生効率が低いため、光学部品を実装させるのに高い光量の紫外線が必要となり、過剰な紫外線照射による接着剤組成物自体の反応熱により、成分〔D〕である熱カチオン重合開始剤の一部が開裂し、紫外線硬化の段階で想定外に硬化収縮が進み易くなる。〔C1〕:〔C2〕を4:1〜1:1とすることで、弱い紫外線でも高い硬化速度を示しつつ、一定環境(例えば、低温)に放置した場合でも、接着剤組成物の粘度の上昇が抑制され、安定した塗布性を実現できるようになる。   The mass ratio ([C1]: [C2]) of the component [C1] and the component [C2] contained in the adhesive composition of the present embodiment is 4: 1 to 1: 1. When the ratio of the component [C1] to the component [C2] exceeds 4, even in the absence of ultraviolet rays, photoacid is easily generated due to ionic impurities contained in the adhesive composition, and the adhesive composition Increases in viscosity, and the application accuracy of the adhesive composition decreases. Further, when the ratio of the component [C1] to the component [C2] is less than 1, the photoacid generation efficiency is low, so that a high amount of ultraviolet rays is required to mount the optical component, and the adhesive caused by excessive ultraviolet irradiation Due to the heat of reaction of the composition itself, a part of the thermal cationic polymerization initiator as the component [D] is cleaved, and curing shrinkage easily proceeds unexpectedly at the stage of ultraviolet curing. [C1]: By setting [C2] to 4: 1 to 1: 1, the viscosity of the adhesive composition can be reduced even when left in a certain environment (for example, low temperature) while exhibiting a high curing rate even with weak ultraviolet rays. The rise is suppressed, and stable applicability can be realized.

(4)成分〔D〕
熱カチオン重合開始剤は、熱酸発生剤、熱硬化剤又は熱カチオン発生剤とも呼ばれ、組成物において硬化温度に到達すれば、硬化剤としての実質的な機能を発揮するものである。
(4) Component [D]
The thermal cationic polymerization initiator is also called a thermal acid generator, a thermal curing agent, or a thermal cation generator, and exhibits a substantial function as a curing agent when reaching the curing temperature in the composition.

成分〔D〕としては、比較的低温で硬化剤としての機能を発揮できるものが好適であり、具体的には、140℃以下で硬化できるものが好ましい。これにより、接着剤組成物の硬化物と被着体との収縮率の違いに起因する被着体の反りや割れを抑制することができると共に、被着体がガラス等の無機材料と比較して耐熱性の低い樹脂材料からなる場合であっても、熱硬化工程における加熱による被着体への影響を低減することができる。   As the component [D], those capable of exhibiting a function as a curing agent at a relatively low temperature are suitable, and specifically, those capable of curing at 140 ° C. or lower are preferred. As a result, it is possible to suppress warpage and cracking of the adherend due to the difference in shrinkage between the cured product of the adhesive composition and the adherend, and the adherend is compared with an inorganic material such as glass. Even if it is made of a resin material having low heat resistance, the influence on the adherend due to heating in the thermosetting step can be reduced.

低温(例えば、80℃より低い温度)で硬化できる重合開始剤を用いた場合、光硬化段階で発生する樹脂の反応熱によって、仮固定の段階で成分〔D〕が接着剤組成物の硬化反応を進めてしまい、硬化収縮度合が高まってしまうことがある。そのため、成分〔D〕としては、100〜160℃で硬化剤として機能するものが望ましい。   When a polymerization initiator that can be cured at a low temperature (for example, a temperature lower than 80 ° C.) is used, component [D] cures the adhesive composition in the temporary fixing stage due to the reaction heat of the resin generated in the photocuring stage. May increase the degree of cure shrinkage. Therefore, as component [D], what functions as a hardening | curing agent at 100-160 degreeC is desirable.

成分〔D〕としては、例えば、ベンジルスルホニウム塩、チオフェニウム塩、チオラニウム塩、ベンジルアンモニウム、ピリジニウム塩、ヒドラジニウム塩、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル、アミンイミド等が挙げられる。   Examples of component [D] include benzylsulfonium salt, thiophenium salt, thioranium salt, benzylammonium, pyridinium salt, hydrazinium salt, carboxylic acid ester, sulfonic acid ester, and amine imide.

成分〔D〕の市販品としては、例えば、株式会社ADEKA製のアデカオプトンCP77、アデカオプトンCP66;日本曹達株式会社製のCI−2639、CI−2624();三新化学工業株式会社製のサンエイドSI−60L、サンエイドSI−80L、サンエイドSI−100L等が挙げられる。   Commercially available components [D] include, for example, Adeka Opton CP77 and Adeka Opton CP66 manufactured by ADEKA Corporation; CI-2639 and CI-2624 () manufactured by Nippon Soda Co., Ltd .; 60L, Sun-Aid SI-80L, Sun-Aid SI-100L, etc. are mentioned.

なお、成分〔C〕及び〔D〕は、成分〔A〕及び〔B〕との相溶性を向上させる目的で、アセトニトリル、プロピレンカーボネート等に溶解して使用してもよい。   In addition, you may use component [C] and [D] by melt | dissolving in acetonitrile, propylene carbonate, etc. in order to improve compatibility with component [A] and [B].

(4)成分〔E〕
成分〔E〕は、基板等との接着性向上を目的として本実施形態の接着剤組成物に配合されるシランカップリング剤である。成分〔D〕としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及び3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランからなる群から選ばれる少なくとも1種のシランカップリング剤が好ましく、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランがより好ましい。
(4) Component [E]
Component [E] is a silane coupling agent blended in the adhesive composition of the present embodiment for the purpose of improving the adhesion to a substrate or the like. As component [D], for example, at least one silane coupling agent selected from the group consisting of vinyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane is preferable. -Glycidoxypropyltrimethoxysilane is more preferred.

(5)成分〔F〕
成分〔F〕は、疎水性シリカ粒子である。成分〔F〕は、樹脂成分との相溶性、及び充填率を考えて選択することが好ましい。
(5) Component [F]
Component [F] is hydrophobic silica particles. The component [F] is preferably selected in consideration of the compatibility with the resin component and the filling rate.

成分〔F〕の形状は、略球であることが好ましい。成分〔F〕の平均粒子径は、0.1〜10μmが好ましく、0.1〜5μmがより好ましい。成分〔F〕に相当する市販品として、例えば、日本アエロジル株式会社製のAEROSIL R 972、974、104、202、805、7200、711、旭化成株式会社製のWACKER HDK H18等が挙げられる。   The shape of the component [F] is preferably a substantially sphere. The average particle size of the component [F] is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 0.1 to 5 μm. Examples of commercially available products corresponding to the component [F] include AEROSIL R 972, 974, 104, 202, 805, 7200, 711 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., and WACKER HDK H18 manufactured by Asahi Kasei Corporation.

成分〔F〕として、シリカ微粒子の外周に有機物が被覆された粒子を用いてもよい。このようなシリカ粒子の粒径は、0.01〜10μmであってもよい。例えば、ステアリン酸で外周を被覆したシリカ粒子の場合、疎水性が高いため、接着剤組成物に含まれるベース樹脂を構成する成分〔A〕及び〔B〕の極性度合を低減させることができる。   As the component [F], particles having an organic substance coated on the outer periphery of silica fine particles may be used. The particle size of such silica particles may be 0.01 to 10 μm. For example, since silica particles whose outer periphery is coated with stearic acid have high hydrophobicity, the degree of polarity of the components [A] and [B] constituting the base resin contained in the adhesive composition can be reduced.

各シリカ粒子の平均粒子径は、周知技術(レーザー回折法・レーザー散乱法)によって計測することができる。   The average particle diameter of each silica particle can be measured by a known technique (laser diffraction method / laser scattering method).

本実施形態において、接着剤組成物は、成分〔A〕〜〔F〕に加え、必要により、充填剤、消泡剤、レベリング剤、溶剤等を含有してもよい。   In this embodiment, the adhesive composition may contain a filler, an antifoaming agent, a leveling agent, a solvent, and the like as necessary in addition to the components [A] to [F].

接着剤組成物中の成分〔A〕の含有量は、成分〔A〕及び〔B〕の合計量100質量部に対して、10〜40質量部であり、15〜30質量部が好ましい。成分〔A〕の含有量が10質量部より少ない場合、接着剤組成物の硬化物の靭性が不足する傾向にあり、含有率が30質量部より多い場合、Tgが低下して、耐熱性が低下する傾向にある。   Content of component [A] in an adhesive composition is 10-40 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of component [A] and [B], and 15-30 mass parts is preferable. When the content of the component [A] is less than 10 parts by mass, the toughness of the cured product of the adhesive composition tends to be insufficient, and when the content is more than 30 parts by mass, the Tg decreases and the heat resistance is reduced. It tends to decrease.

接着剤組成物中の成分〔B〕の含有量は、成分〔A〕及び〔B〕の合計量100質量部に対して、60〜90質量部であり、70〜85質量部が好ましい。成分〔B〕が50質量部より少ない場合、接着剤組成物の硬化物の機械物性(ヤング率)が得られ難くなり、成分〔B〕が90質量部より多い場合、接着剤組成物の硬化物の表面硬度が高くなり、脆くなる傾向にある。   Content of component [B] in an adhesive composition is 60-90 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of component [A] and [B], and 70-85 mass parts is preferable. When the component [B] is less than 50 parts by mass, it becomes difficult to obtain the mechanical properties (Young's modulus) of the cured product of the adhesive composition. When the component [B] is more than 90 parts by mass, the adhesive composition is cured. The surface hardness of objects tends to increase and become brittle.

接着剤組成物中の成分〔C〕の含有量は、成分〔A〕、〔B〕、〔C〕、〔D〕及び〔E〕(以下、「成分〔A〕〜〔E〕」と表記する。)の合計量100質量部に対して、0.2〜0.6質量部であり、0.2〜0.5質量部が好ましい。成分〔C〕が0.2質量部より少ない場合、カチオン重合反応の進行が遅くなり、光学部品の仮固定に必要な接着力を得るには、紫外線照射のタクトタイム増を招き、生産性が低下する傾向にある。一方、成分〔C〕が0.6質量部を超える場合には、紫外線照射により過剰の光酸が発生すると同時に、カウンターアニオンも大量に接着剤中に発生するため、アウトガス発生量が増大し、電子部品や光学部品に影響を及ぼすことがある。   The content of the component [C] in the adhesive composition is represented by the components [A], [B], [C], [D] and [E] (hereinafter referred to as “components [A] to [E]”). Is 0.2 to 0.6 parts by mass, and preferably 0.2 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total. When the amount of the component [C] is less than 0.2 parts by mass, the progress of the cationic polymerization reaction is delayed, and in order to obtain the adhesive force necessary for temporarily fixing the optical component, the tact time of ultraviolet irradiation is increased, and the productivity is increased. It tends to decrease. On the other hand, when the component [C] exceeds 0.6 parts by mass, excessive photoacid is generated by ultraviolet irradiation, and at the same time, a large amount of counter anions are also generated in the adhesive, increasing the outgas generation amount, May affect electronic and optical components.

接着剤組成物中の成分〔D〕の含有量は、成分〔A〕〜〔E〕の合計量100質量部に対して、0.05〜0.25質量部であり、0.05〜0.2質量部が好ましい。成分〔D〕が0.05質量部より少ない場合には、熱による硬化反応が十分に進行せず、高密度に光学部品が実装された領域であって、紫外線が全く照射されていない領域では、接着剤組成物が未硬化の状況が維持され、光学部品全体の信頼性が低下することがある。一方、成分〔D〕が0.25質量部より多い場合、成分〔C〕がトリガーとなって硬化反応(架橋反応)が進んだ領域で、更に架橋反応が進行し、硬化物が脆化する傾向にある。   Content of component [D] in an adhesive composition is 0.05-0.25 mass part with respect to 100 mass parts of total amounts of component [A]-[E], 0.05-0 .2 parts by mass are preferred. When the component [D] is less than 0.05 parts by mass, the curing reaction by heat does not proceed sufficiently, and the region where the optical components are mounted at a high density and the region is not irradiated with ultraviolet rays at all. The adhesive composition may remain uncured and the reliability of the entire optical component may be reduced. On the other hand, when the amount of the component [D] is more than 0.25 parts by mass, the crosslinking reaction further proceeds in a region where the curing reaction (crosslinking reaction) has been triggered by the component [C], and the cured product becomes brittle. There is a tendency.

接着剤組成物中の成分〔E〕の含有量は、成分〔A〕〜〔E〕の合計量100質量部に対して、0.35〜0.8質量部であり、0.4〜0.7質量部が好ましい。成分〔E〕が0.35質量部より少ない場合には、光学部品と当該光学部品を固定する実装基板との間で適切な接着力を生じず、環境試験下に放置した場合、接着剤組成物の剥離が生じることがある。一方で、成分〔E〕が0.8質量部より多い場合、当該成分〔E〕同士が凝集し、硬化阻害が生じることがある。   Content of component [E] in an adhesive composition is 0.35-0.8 mass part with respect to 100 mass parts of total amounts of component [A]-[E], 0.4-0 .7 parts by mass is preferred. When the component [E] is less than 0.35 parts by mass, an adhesive composition does not form an appropriate adhesive force between the optical component and the mounting substrate for fixing the optical component, and is left under an environmental test. Separation of objects may occur. On the other hand, when there are more components [E] than 0.8 mass part, the said components [E] may aggregate and hardening inhibition may arise.

接着剤組成物中の成分〔F〕の含有量は、成分〔A〕〜〔E〕の合計量100質量部に対し、100〜400質量部であり、150〜300質量部が好ましい。成分〔E〕の含有量が、100質量部より少ない場合、接着剤組成物の硬化物の機械特性(例えば、線膨張係数)が不十分なものとなり、当該接着剤組成物を用いた光半導体デバイスが、所望の光学性能を発揮し難くなる。一方で、成分〔F〕が400質量部より多い場合、接着剤組成物中におけるシリカ粒子の占める割合が過剰となり、必要な接着力を生じ難くなる。   Content of component [F] in an adhesive composition is 100-400 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of component [A]-[E], and 150-300 mass parts is preferable. When the content of the component [E] is less than 100 parts by mass, the cured product of the adhesive composition has insufficient mechanical properties (for example, a linear expansion coefficient), and an optical semiconductor using the adhesive composition It becomes difficult for the device to exhibit the desired optical performance. On the other hand, when there are more components [F] than 400 mass parts, the ratio for which the silica particle accounts in an adhesive composition becomes excess, and it becomes difficult to produce required adhesive force.

本実施形態の接着剤組成物は、常温下(25℃)における粘度が、15〜55Pa・sであることが好ましく、20〜40Pa・sであることがより好ましい。接着剤組成物の粘度は、粘度計(例えば、東機産業社製のTV−22型粘度計)を用いて測定することができる。本実施形態の接着剤組成物は、前述の各成分を含有し、且つ上記の様な粘度を有することによってチキソ性(構造粘性)を示す。接着剤組成物のチキソ係数は、塗布時における接着剤組成物の形態安定性の観点から、1.0〜2.0であることが好ましく、1.0〜1.5であることがより好ましい。   The adhesive composition of the present embodiment preferably has a viscosity at room temperature (25 ° C.) of 15 to 55 Pa · s, more preferably 20 to 40 Pa · s. The viscosity of the adhesive composition can be measured using a viscometer (for example, TV-22 viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.). The adhesive composition of this embodiment exhibits thixotropy (structural viscosity) by containing the aforementioned components and having the above-described viscosity. The thixotropic coefficient of the adhesive composition is preferably 1.0 to 2.0, more preferably 1.0 to 1.5, from the viewpoint of the form stability of the adhesive composition at the time of application. .

光学部品が、紫外線照射により硬化する接着剤を介して、実装基板上の所定箇所に略ズレなく固定されるためには、紫外線照射時に接着剤の硬化収縮により、光学部品と接着剤との接触面で発生する応力が不均一化しないことが重要である。この不均一化を防ぐため、光学部品の底面を接着剤で隙間なく均一に濡らすことが重要となる。光学部品同士が高密度に実装されることが要求されるが、複数の光学部品に関して、後から実装を行う光学部品に関しては、接着剤が濡れている領域でも極弱い紫外線しか照射されず、その結果、接着剤の硬化反応が不十分となり、良好な特性が得られ難くなる。そこで、微小な紫外線でも高い実装精度を得るには、光学部品を固定させる接着剤の仮固定精度が高いことが要求され、これを実現するためには、弱い光でも所定の実装位置で光学部品を固定できる実装性能を有する材料、つまり、照度の低い紫外線照射下でも、高い硬化速度を有する材料が必須となる。   In order for the optical component to be fixed to a predetermined location on the mounting substrate through an adhesive that is cured by UV irradiation, the optical component and the adhesive are brought into contact with each other due to curing shrinkage of the adhesive during UV irradiation. It is important that the stress generated on the surface does not become non-uniform. In order to prevent this non-uniformity, it is important to uniformly wet the bottom surface of the optical component with an adhesive without a gap. Optical components are required to be mounted with high density, but with regard to multiple optical components, optical components that will be mounted later are only irradiated with extremely weak ultraviolet rays even in areas where the adhesive is wet. As a result, the curing reaction of the adhesive becomes insufficient, and it becomes difficult to obtain good characteristics. Therefore, in order to obtain high mounting accuracy even with minute UV rays, it is required that the adhesive has a high temporary fixing accuracy for fixing the optical component. To achieve this, even in weak light, the optical component is in a predetermined mounting position. A material having a mounting performance capable of fixing the substrate, that is, a material having a high curing rate even under irradiation with ultraviolet rays with low illuminance is essential.

一方、光半導体デバイスの小型化の要求は高くなり、実装基板上への光学部品群の集積密度は上がっている。つまり、光学部品が狭いエリア内に高精度で固定させることが重要となる。特に、高度に密集したエリアに光学部品を実装させる場合、紫外線の大部分が光学部品に吸収されると共に、光学部品に厚みや高さがある場合、光学部品の外周に染み出した接着剤のフレット部に対し、紫外線が殆ど到達せず、光学部品を実装させるのに必要な接着反応が進行していないことがある。また、光学部品を実装させるのに必要な接着力を発現させることを目的に、強い紫外線を照射した場合、硬化反応の進行が過剰となり、発生する反応熱により、想定を超える接着剤の硬化収縮が発生してしまうことがある。そこで、極弱い紫外線でも光学部品の外周のフレット部を短い照射時間で硬化させる接着剤が必要となる。   On the other hand, the demand for miniaturization of optical semiconductor devices has increased, and the integration density of optical components on a mounting substrate has increased. That is, it is important to fix the optical component with high accuracy in a narrow area. In particular, when optical components are mounted in highly dense areas, most of the ultraviolet rays are absorbed by the optical components, and if the optical components are thick or high, the adhesive that has oozed out to the outer periphery of the optical components Ultraviolet rays hardly reach the fret portion, and the adhesion reaction necessary for mounting the optical component may not proceed. In addition, for the purpose of developing the adhesive force necessary to mount optical components, the curing reaction proceeds excessively when irradiated with strong ultraviolet rays, and the curing shrinkage of the adhesive exceeding the expected due to the generated reaction heat May occur. Therefore, an adhesive that cures the frets on the outer periphery of the optical component in a short irradiation time is required even with extremely weak ultraviolet rays.

さらに、前述の光学部品の高集積化に加えて、光学部品自体の固定精度向上も必要になる。例えば、光学部品としてマイクロレンズの実装を考えた場合、実装基板内のエリアでの光学部品の実装位置ズレ(水平方向)だけでなく、レンズ中心部と実装基板との実装位置(鉛直方向)の位置ズレも最小限に抑制させる必要がある。その上、チキソ性が高いため、一般的には実装基板との濡れ性が悪くなり、実装基板と接着剤との接着力も低くなり、信頼性の観点で問題となる。   Further, in addition to the high integration of the optical components described above, it is necessary to improve the fixing accuracy of the optical components themselves. For example, when mounting a microlens as an optical component, not only the mounting position shift (horizontal direction) of the optical component in the area within the mounting substrate but also the mounting position (vertical direction) between the lens center and the mounting substrate It is necessary to minimize the positional deviation. In addition, since the thixotropy is high, the wettability with the mounting substrate is generally deteriorated, and the adhesive force between the mounting substrate and the adhesive is also lowered, which causes a problem in terms of reliability.

上記問題点に鑑み、発明者らは、ベース樹脂として成分(A)〜(E)を所定量配合し、特に紫外線照射時における硬化速度に関与する複数の光カチオン重合開始剤を所定の割合で用いることで、光学部品が高密度に実装している状況でも、光学部品の接着面に対して高い接着力を確保しつつ、紫外線照射後及び熱硬化後でも高い光学部品実装精度を得ることができる接着剤組成物を見出すことに成功している。   In view of the above-mentioned problems, the inventors blended a predetermined amount of components (A) to (E) as a base resin, and in particular, a plurality of photocationic polymerization initiators involved in the curing rate during ultraviolet irradiation at a predetermined ratio. By using it, it is possible to obtain high optical component mounting accuracy even after UV irradiation and after thermosetting, while ensuring high adhesive force on the adhesive surface of the optical component even in the situation where optical components are mounted at high density It has succeeded in finding an adhesive composition that can be used.

本実施形態の光半導体デバイスは、実装基板と、上記接着剤組成物の硬化物を介して実装基板上に実装された光学部品と、を備えるものである。このような光半導体デバイスは、具体的には次のようにして作製される。まず、実装基板を準備し、実装基板の所定の位置に対し、接着面に接着剤組成物を塗布した光学部品を載置する。次いで、低照度の紫外線(例えば、25mW/cm)を一定時間(例えば、15〜30秒間)照射し、光学部品の仮固定を行う。次に、高照度の紫外線(例えば、300mW/cm)を一定時間(例えば、1〜2分間)照射し、光学部品の本固定を行う。最後に、紫外線照射による熱歪を解放させ、実装基板と接着剤組成物との接着強度を向上させるべく、所定の熱硬化(例えば、付与温度100〜120℃で放置時間は1〜3時間)を行う。 The optical semiconductor device of this embodiment includes a mounting substrate and an optical component mounted on the mounting substrate via a cured product of the adhesive composition. Specifically, such an optical semiconductor device is manufactured as follows. First, a mounting substrate is prepared, and an optical component in which an adhesive composition is applied to an adhesive surface is placed on a predetermined position of the mounting substrate. Next, low-illuminance ultraviolet light (for example, 25 mW / cm 2 ) is irradiated for a certain period of time (for example, 15 to 30 seconds) to temporarily fix the optical component. Next, high-intensity ultraviolet rays (for example, 300 mW / cm 2 ) are irradiated for a certain time (for example, 1 to 2 minutes), and the optical component is permanently fixed. Finally, in order to release the thermal strain due to ultraviolet irradiation and improve the adhesive strength between the mounting substrate and the adhesive composition, predetermined thermosetting (for example, the application temperature is 100 to 120 ° C. and the standing time is 1 to 3 hours) I do.

これにより、実装基板と、紫外線硬化及び熱硬化反応による接着剤組成物の硬化物によって実装基板上に実装された光学部品と、を備える光半導体デバイスを得ることができる。なお、実装基板としては、窒化アルミ、アルミナ、石英、シリコン等が挙げられる。また、光半導体デバイスとしては、TOSA、ROSA等の光送受信モジュール等が挙げられる。   Thereby, an optical semiconductor device provided with a mounting substrate and an optical component mounted on the mounting substrate by a cured product of the adhesive composition by ultraviolet curing and thermosetting reactions can be obtained. Examples of the mounting substrate include aluminum nitride, alumina, quartz, silicon, and the like. Examples of the optical semiconductor device include optical transmission / reception modules such as TOSA and ROSA.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(接着剤組成物の調製)
実施例1
以下の各成分を各々配合し撹拌して、所望の接着剤組成物を調製した。
成分〔A〕:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(jER828/三菱ケミカル株式会社製)を25質量部
成分〔B〕: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(セロキサイド2021P/株式会社ダイセル製)を74質量部
成分〔C1〕:ビス〔4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル〕スルフィド ヘキサフルオロアンチモネートを0.2質量部
成分〔C2〕:(4−フェニルチオフェニル)ジフェニルスルホニウム ヘキフルオロアンチモネートを0.1質量部
成分〔D〕:スルホニウム塩タイプの熱カチオン重合開始剤(SI−100L/三新化学工業株式会社製)を0.1質量部
成分〔E〕:3−グリシドプロピルトリメトキシシロキサン(KBM403/信越化学工業株式会社製)を0.6質量部
シリカ成分:疎水性シリカ粒子(アエロジルR972/日本アエロジル株式会社製)を300質量部
(Preparation of adhesive composition)
Example 1
The following components were blended and stirred to prepare a desired adhesive composition.
Component [A]: 25 parts by mass of bisphenol A type epoxy resin (jER828 / Mitsubishi Chemical Corporation) Component [B]: 3 ′, 4′-epoxycyclohexylmethyl 3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (Celoxide 2021P / stock) 74 parts by mass of component [C1]: bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide 0.2 parts by mass of hexafluoroantimonate [C2]: (4-phenylthiophenyl) diphenylsulfonium 0.1 parts by mass of fluoroantimonate [D]: sulfonium salt type thermal cationic polymerization initiator (SI-100L / manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) 0.1 parts by mass of component [E]: 3-glycol Sidpropyltrimethoxysiloxane (KBM403 / Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 0.6 parts by mass of silica component: 300 parts by mass of hydrophobic silica particles (Aerosil R972 / Nippon Aerosil Co., Ltd.)

実施例2〜3及び比較例1〜2
各成分を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして接着剤組成物を調製した。
Examples 2-3 and Comparative Examples 1-2
An adhesive composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that each component was changed as shown in Table 1.

(各種評価)
各実施例及び比較例で得られた接着剤組成物に対し、以下の評価を行った。評価結果をまとめて表1に示す。
(Various evaluations)
The following evaluation was performed with respect to the adhesive composition obtained in each Example and Comparative Example. The evaluation results are summarized in Table 1.

1)組成物の粘度の計測
TV−22型粘度計(東機産業株式会社製)を用いて、接着剤組成物の25℃における粘度(Pa・s)をロータ回転数5rpmで測定した。
1) Measurement of Viscosity of Composition Using a TV-22 viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), the viscosity (Pa · s) at 25 ° C. of the adhesive composition was measured at a rotor rotation speed of 5 rpm.

2)濡れ性
市販のディスペンサーに接着剤組成物を充填し、一定量の接着剤組成物(約50μg)を所定の基板に塗布した。約30分経過の後、接着剤組成物の実装基板への濡れ拡がりを確認した。接着剤組成物の濡れ拡がりが、φ0.5〜0.8μmであれば、良好な塗布性を示すと判断し、φ0.5μm未満では濡れ性が悪く、φ0.8μmより大きければ、濡れ拡がり過ぎていると判断した。
2) Wettability A commercially available dispenser was filled with the adhesive composition, and a certain amount of the adhesive composition (about 50 μg) was applied to a predetermined substrate. After about 30 minutes, wetting and spreading of the adhesive composition to the mounting substrate was confirmed. If the wetting spread of the adhesive composition is φ0.5 to 0.8 μm, it is judged that it exhibits a good coating property. It was judged that.

3)光軸変位量
実装基板上の位置決めマークに対し、光源(例:半導体レーザー)を載置して半田等で固定した。そして、実装基板上に実装するコリメートレンズの集光点を考慮にいれ、光源の光出射方向であって、光源から所定の箇所に一定量の接着剤組成物を塗布した。その後、プローブ等を光源に接触させ、微弱な電流を流した状態で、コリメートレンズを調芯設備で把持し、光学レンズを塗布した接着剤組成物上で位置を調整した。この際、レーザ光源の出射端面近傍に配置されている非球面レンズは、レーザ光源から出射されたレーザ光を平行光に変換し、平行光に変換されたレーザ光を一定距離空間中飛ばし、所定の近赤外CCDカメラ(C3077−80/浜松ホトニクス株式会社製)に導いた。近赤外CCDカメラを介して得られる紫外線照射時における平行光の変化量から、コリメートレンズの変位量を換算した。なお、変位量の換算にあたっては、紫外線照射による接着剤組成物の固定に先立ち、所定の調芯装置を用いてレンズを操作・移動させ、カメラに表示されるコリメート光中心部の変位量を読み取った。この読み取り値の換算量から、紫外線照射時(仮固定、本固定)及び熱硬化後におけるレンズの変位量を算出した。
光学部品が高密度に集積した状態下において、高い光学部品実装精度を有するためには、紫外線照射における仮固定段階での光学部品の位置ズレが0.2μm未満、本固定段階での光学部品の位置ズレが0.4μm未満、熱硬化(養生)段階における光学部品の位置ズレが0.5μm未満であることが好ましい。
3) Optical axis displacement amount A light source (for example, a semiconductor laser) was placed on the positioning mark on the mounting substrate and fixed with solder or the like. Then, in consideration of the condensing point of the collimating lens mounted on the mounting substrate, a certain amount of the adhesive composition was applied to a predetermined portion from the light source in the light emitting direction of the light source. Thereafter, the probe or the like was brought into contact with the light source, and the collimating lens was held by the alignment equipment in a state where a weak current was passed, and the position was adjusted on the adhesive composition coated with the optical lens. At this time, the aspherical lens disposed in the vicinity of the emission end face of the laser light source converts the laser light emitted from the laser light source into parallel light, and the laser light converted into the parallel light is blown into a predetermined distance space, so that a predetermined distance is obtained. To a near infrared CCD camera (C3077-80 / manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.). The amount of displacement of the collimator lens was converted from the amount of change in parallel light during ultraviolet irradiation obtained via a near-infrared CCD camera. When converting the amount of displacement, prior to fixing the adhesive composition by ultraviolet irradiation, the lens is operated and moved using a predetermined alignment device, and the amount of displacement of the collimated light center displayed on the camera is read. It was. From the converted amount of the read value, the amount of displacement of the lens at the time of ultraviolet irradiation (temporary fixation, permanent fixation) and after thermosetting was calculated.
In order to have high optical component mounting accuracy in a state where the optical components are densely integrated, the positional deviation of the optical components at the temporary fixing stage in ultraviolet irradiation is less than 0.2 μm, and the optical components at the final fixing stage It is preferable that the positional deviation is less than 0.4 μm and the positional deviation of the optical component in the thermosetting (curing) stage is less than 0.5 μm.

4)接着力評価
所定の実装基板(例:アルミナ)上に一定量の接着剤組成物(80〜100μg)を塗布した後、調心装置(福興システム株式会社製)を用いて、光学部品(1.0×1.0×0.6mm形状のコリメートレンズ/アルプス電気株式会社製)の底面部(1.0×0.6mm)と実装基板とを接触させた後、紫外線を照射し、オフライン下で熱硬化を行い、接着力評価用のサンプルを作製した。次に、当該サンプルを所定のダイシアテスタ(XYZTEC製/CondorEZシリーズ)を使用して、接着剤組成物の硬化物の破壊強度を温度25±2℃、湿度50±10%の雰囲気下で測定し、その平均値を接着剤組成物の接着力とした。
4) Adhesive strength evaluation After applying a certain amount of the adhesive composition (80 to 100 μg) on a predetermined mounting substrate (eg, alumina), an optical component is used by using an aligning device (manufactured by Fukuko System Co., Ltd.). After bringing the bottom surface (1.0 × 0.6 mm) of the collimating lens (1.0 × 1.0 × 0.6 mm shape / Alps Electric Co., Ltd.) into contact with the mounting substrate, ultraviolet rays are irradiated, Thermal curing was performed off-line to produce a sample for evaluating adhesive strength. Next, using the predetermined dysia tester (manufactured by XYZTEC / Condor EZ series), the fracture strength of the cured product of the adhesive composition was measured in an atmosphere of a temperature of 25 ± 2 ° C. and a humidity of 50 ± 10%. The average value was defined as the adhesive strength of the adhesive composition.

Figure 2019019286
Figure 2019019286

本発明の組成物は、光送信デバイスを構成する光学部品を所定の実装基板上に実装するのに好適である。   The composition of the present invention is suitable for mounting an optical component constituting an optical transmission device on a predetermined mounting substrate.

本発明の接着剤組成物は、光送受信デバイス内に実装される光学部品群を所定の基板上に高精度に固定する際、好適に使用される。   The adhesive composition of the present invention is suitably used when an optical component group mounted in an optical transmission / reception device is fixed on a predetermined substrate with high accuracy.

Claims (4)

〔A〕ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂と、
〔B〕脂環式エポキシ化合物を含む希釈性モノマーと、
〔C〕ビススルホニウム塩〔C1〕及びモノスルホニウム塩〔C2〕を含む光カチオン重合開始剤と、
〔D〕熱カチオン重合開始剤と、
〔E〕シランカップリング剤と、
〔F〕疎水性シリカ粒子と、
を含有し、
前記〔C1〕及び前記〔C2〕の質量比が、4:1〜1:1であり、
前記〔A〕及び前記〔B〕の合計量100質量部に対して、前記〔A〕の含有量が10〜40質量部であり、
前記〔A〕、前記〔B〕、前記〔C〕、前記〔D〕及び前記〔E〕の合計量100質量部に対して、前記〔C〕の含有量が0.2〜0.6質量部、前記〔D〕の含有量が0.05〜0.25質量部、前記〔E〕の含有量が0.35〜0.8質量部、前記〔F〕の含有量が100〜400質量部である、接着剤組成物。
[A] an epoxy resin having a bisphenol skeleton;
[B] a dilutable monomer containing an alicyclic epoxy compound;
[C] a cationic photopolymerization initiator containing a bissulfonium salt [C1] and a monosulfonium salt [C2];
[D] a thermal cationic polymerization initiator;
[E] a silane coupling agent;
[F] hydrophobic silica particles;
Containing
The mass ratio of [C1] and [C2] is 4: 1 to 1: 1,
The content of [A] is 10 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of [A] and [B],
The content of [C] is 0.2 to 0.6 mass with respect to 100 mass parts of the total amount of [A], [B], [C], [D] and [E]. Parts, the content of [D] is 0.05 to 0.25 parts by mass, the content of [E] is 0.35 to 0.8 parts by mass, and the content of [F] is 100 to 400 parts by mass. Part of the adhesive composition.
前記〔C1〕が、下記式(C1−1)、(C1−2)、(C1−3)、(C1−4)、(C1−5)及び(C1−6)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、
前記〔C2〕が、下記式(C2−1)、(C2−2)、(C2−3)及び(C2−4)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1に記載の接着剤組成物。
Figure 2019019286

Figure 2019019286
Said [C1] consists of a compound represented by following formula (C1-1), (C1-2), (C1-3), (C1-4), (C1-5) and (C1-6). Including at least one selected from the group,
The said [C2] contains at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of a compound represented by following formula (C2-1), (C2-2), (C2-3) and (C2-4). The adhesive composition according to 1.
Figure 2019019286

Figure 2019019286
前記〔A〕の重量平均分子量が、200〜800である、請求項1又は2に記載の接着剤組成物。   The adhesive composition according to claim 1 or 2, wherein the weight average molecular weight of [A] is 200 to 800. 実装基板と、請求項1〜3のいずれか一項に記載の接着剤組成物の硬化物を介して前記実装基板上に実装された光学部品と、を備える光半導体デバイス。   An optical semiconductor device comprising: a mounting substrate; and an optical component mounted on the mounting substrate via a cured product of the adhesive composition according to claim 1.
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