JP2703609B2 - 光半導体装置およびそれに用いる光半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
光半導体装置およびそれに用いる光半導体封止用エポキシ樹脂組成物Info
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- JP2703609B2 JP2703609B2 JP1043641A JP4364189A JP2703609B2 JP 2703609 B2 JP2703609 B2 JP 2703609B2 JP 1043641 A JP1043641 A JP 1043641A JP 4364189 A JP4364189 A JP 4364189A JP 2703609 B2 JP2703609 B2 JP 2703609B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、耐熱信頼性，熱衝撃信頼性，耐湿信頼性
および光透過性に優れた光半導体装置およびそれに用い
る光半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するものであ
る。
および光透過性に優れた光半導体装置およびそれに用い
る光半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するものであ
る。
受光素子および発光素子等の光半導体素子の封止材料
には、透明性，熱衝撃性および耐湿性に優れていなけれ
ばならないという観点からエポキシ樹脂組成物が使用さ
れており、良好な成績をおさめている。しかしながら、
従来から用いられているエポキシ樹脂組成物は、透明性
に優れているが、耐湿性，熱衝撃性および耐熱性に劣る
という欠点を有している。
には、透明性，熱衝撃性および耐湿性に優れていなけれ
ばならないという観点からエポキシ樹脂組成物が使用さ
れており、良好な成績をおさめている。しかしながら、
従来から用いられているエポキシ樹脂組成物は、透明性
に優れているが、耐湿性，熱衝撃性および耐熱性に劣る
という欠点を有している。
このように、耐湿性，熱衝撃性および耐熱性に劣るエ
ポキシ樹脂組成物で光半導体素子を樹脂封止すると、素
子の腐食やワイヤー断線が早く進み、光半導体装置の寿
命が短くなることから、透明性を損なうことなく上記の
ような欠点が克服された封止樹脂の開発が強く望まれて
いる。
ポキシ樹脂組成物で光半導体素子を樹脂封止すると、素
子の腐食やワイヤー断線が早く進み、光半導体装置の寿
命が短くなることから、透明性を損なうことなく上記の
ような欠点が克服された封止樹脂の開発が強く望まれて
いる。
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、
透明性、特に400〜1000nmにおける光透過逸が高く、耐
熱性，熱衝撃性および耐湿性に優れた光半導体装置の提
供をその目的とする。
透明性、特に400〜1000nmにおける光透過逸が高く、耐
熱性，熱衝撃性および耐湿性に優れた光半導体装置の提
供をその目的とする。
上記の目的を解決するため、この発明の光半導体装置
は、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含み、（Ｂ）成分の配
合量がエポキシ樹脂のエポキシ基１当量に対して0.65〜
0.85当量の範囲に設定されているエポキシ樹脂組成物を
用いて光半導体素子を封止するという構成をとる。
は、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含み、（Ｂ）成分の配
合量がエポキシ樹脂のエポキシ基１当量に対して0.65〜
0.85当量の範囲に設定されているエポキシ樹脂組成物を
用いて光半導体素子を封止するという構成をとる。
（Ａ）下記の一般式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂。
（Ｂ）酸無水物系硬化剤 （Ｃ）硬化促進剤。
すなわち、本発明者らは、透明性、特に400〜1000nm
における光透過率に優れ、しかも耐熱性，熱衝撃性およ
び耐湿性が良好な封止樹脂を求めて一連の研究を重ね
た。その結果、上記のような特殊なエポキシ樹脂を用い
ると、上記特性が向上することを突き止めた。そして、
さらに研究を重ねた結果、上記特殊なエポキシ樹脂に対
して硬化剤を特定の配合割合で用いると、一層上記特性
に優れた封止樹脂が得られることを見出しこの発明に到
達した。
における光透過率に優れ、しかも耐熱性，熱衝撃性およ
び耐湿性が良好な封止樹脂を求めて一連の研究を重ね
た。その結果、上記のような特殊なエポキシ樹脂を用い
ると、上記特性が向上することを突き止めた。そして、
さらに研究を重ねた結果、上記特殊なエポキシ樹脂に対
して硬化剤を特定の配合割合で用いると、一層上記特性
に優れた封止樹脂が得られることを見出しこの発明に到
達した。
この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、特殊なエポ
キシ樹脂（Ａ成分）と、特定の配合割合の酸無水物系硬
化剤（Ｂ成分）と、硬化促進剤（Ｃ成分）とを用いて得
られるものであつて、通常、粉末状もしくはそれを打錠
したタブレツト状になつている。
キシ樹脂（Ａ成分）と、特定の配合割合の酸無水物系硬
化剤（Ｂ成分）と、硬化促進剤（Ｃ成分）とを用いて得
られるものであつて、通常、粉末状もしくはそれを打錠
したタブレツト状になつている。
上記Ａ成分の特殊なエポキシ樹脂は、下記の一般式
（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂であり、式中のR1は活性
水素を有する有機化合物の残基である。上記有機化合物
としては、アルコール類，フエノール類，カルボン酸
類，アミン類およびチオール類等があげられる。
（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂であり、式中のR1は活性
水素を有する有機化合物の残基である。上記有機化合物
としては、アルコール類，フエノール類，カルボン酸
類，アミン類およびチオール類等があげられる。
上記一般式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂は活性水素
を有する化合物を開始剤として、４−ビニルシクロヘキ
セン−１−オキサイドを触媒存在下で重合せしめ、得ら
てた重合体をエポキシ化することにより得られる（特開
昭60−161973号公報参照）。例えば、前記一般式（Ｉ）
において、R1がトリメチロールプロパン残基であり、Ｚ
が下記の構造式で表される脂環式エポキシ樹脂があげら
れる。
を有する化合物を開始剤として、４−ビニルシクロヘキ
セン−１−オキサイドを触媒存在下で重合せしめ、得ら
てた重合体をエポキシ化することにより得られる（特開
昭60−161973号公報参照）。例えば、前記一般式（Ｉ）
において、R1がトリメチロールプロパン残基であり、Ｚ
が下記の構造式で表される脂環式エポキシ樹脂があげら
れる。
さらに、上記一般式（Ｉ）で表される脂環式エポキシ
樹脂以外に、得られるエポキシ樹脂組成物の特性を損な
わない範囲であれば通常用いられるどのようなエポキシ
樹脂でも併用することができる。具体的には、ビスフエ
ノールＡ型エポキシ樹脂，ビスフエノールＦ型エポキシ
樹脂，脂環式エポキシ樹脂，ビスフエノールＡ型ノボラ
ツクエポキシ樹脂，トリグリシジルイソシアヌレート等
があげられ、単独でもしくは併せて用いられる。また、
場合によりノボラツク型エポキシ樹脂も併せて用いるこ
とができる。なお、上記他のエポキシ樹脂の配合量は、
所期の目的を損なわない範囲であれば特に限定するもの
ではないが、通常、Ａ成分の一般式（Ｉ）で表される脂
環式エポキシ樹脂に対して５〜80重量％（以下「％」と
略す）の割合に設定するのが好ましく、より好ましいの
は５〜60％である。
樹脂以外に、得られるエポキシ樹脂組成物の特性を損な
わない範囲であれば通常用いられるどのようなエポキシ
樹脂でも併用することができる。具体的には、ビスフエ
ノールＡ型エポキシ樹脂，ビスフエノールＦ型エポキシ
樹脂，脂環式エポキシ樹脂，ビスフエノールＡ型ノボラ
ツクエポキシ樹脂，トリグリシジルイソシアヌレート等
があげられ、単独でもしくは併せて用いられる。また、
場合によりノボラツク型エポキシ樹脂も併せて用いるこ
とができる。なお、上記他のエポキシ樹脂の配合量は、
所期の目的を損なわない範囲であれば特に限定するもの
ではないが、通常、Ａ成分の一般式（Ｉ）で表される脂
環式エポキシ樹脂に対して５〜80重量％（以下「％」と
略す）の割合に設定するのが好ましく、より好ましいの
は５〜60％である。
上記Ａ成分の特殊なエポキシ樹脂とともに用いられる
Ｂ成分の酸無水物系硬化剤としては、ヘキサヒドロ無水
フタル酸，テトラヒドロ無水フタル酸，無水フタル酸，
無水トリメリツト酸，無水ピロメリツト酸，無水メチル
ヘキサヒドロフタル酸および無水コハク酸等の無色およ
び淡黄色のものがあげられ、単独でもしくは併せて用い
ることができ、所期の目的である光透過性，耐湿性，熱
衝撃性等の諸特性を損なわないものであれば、特に限定
するものではなく、アミン酸，フエノール類等の従来技
術のエポキシ樹脂に対して用いられるいかなる硬化剤を
併用しても差し支えない。上記Ｂ成分の酸無水物系硬化
剤の配合量は、上記Ａ成分である特殊なエポキシ樹脂お
よび場合により併用される従来公知のエポキシ樹脂の全
エポキシ基に対して0.65〜0.85当量の範囲に設定する必
要がある。所期の目的である諸特性をより向上させるに
は、0.7〜0.8当量の範囲に設定するのが好適である。す
なわち、Ｂ成分の酸無水物系硬化剤の配合量が0.65当量
を下回ると、樹脂組成物の硬化後の色相の劣化や耐湿特
性が低下し、逆に0.85当量を上回ると色相は問題ないが
耐湿性が著しく低下し、その結果、例えば、上記当量数
の範囲外で酸無水物系硬化剤が配合されたエポキシ樹脂
組成物で樹脂封止された光半導体装置では、素子の腐食
およびワイヤー断線等が早く進行し装置の寿命が著しく
低下するからである。
Ｂ成分の酸無水物系硬化剤としては、ヘキサヒドロ無水
フタル酸，テトラヒドロ無水フタル酸，無水フタル酸，
無水トリメリツト酸，無水ピロメリツト酸，無水メチル
ヘキサヒドロフタル酸および無水コハク酸等の無色およ
び淡黄色のものがあげられ、単独でもしくは併せて用い
ることができ、所期の目的である光透過性，耐湿性，熱
衝撃性等の諸特性を損なわないものであれば、特に限定
するものではなく、アミン酸，フエノール類等の従来技
術のエポキシ樹脂に対して用いられるいかなる硬化剤を
併用しても差し支えない。上記Ｂ成分の酸無水物系硬化
剤の配合量は、上記Ａ成分である特殊なエポキシ樹脂お
よび場合により併用される従来公知のエポキシ樹脂の全
エポキシ基に対して0.65〜0.85当量の範囲に設定する必
要がある。所期の目的である諸特性をより向上させるに
は、0.7〜0.8当量の範囲に設定するのが好適である。す
なわち、Ｂ成分の酸無水物系硬化剤の配合量が0.65当量
を下回ると、樹脂組成物の硬化後の色相の劣化や耐湿特
性が低下し、逆に0.85当量を上回ると色相は問題ないが
耐湿性が著しく低下し、その結果、例えば、上記当量数
の範囲外で酸無水物系硬化剤が配合されたエポキシ樹脂
組成物で樹脂封止された光半導体装置では、素子の腐食
およびワイヤー断線等が早く進行し装置の寿命が著しく
低下するからである。
このように、上記Ａ成分の特殊エポキシ樹脂およびＡ
成分と併用されるエポキシ樹脂に用いられるＢ成分の酸
無水物系硬化剤は、従来公知のような広範囲の配合量で
は用いられず、極めて狭い範囲で配合しなければ所期の
目的を達成することはできない。
成分と併用されるエポキシ樹脂に用いられるＢ成分の酸
無水物系硬化剤は、従来公知のような広範囲の配合量で
は用いられず、極めて狭い範囲で配合しなければ所期の
目的を達成することはできない。
上記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられるＣ成分の
硬化促進剤としては、1,8−ジアザ−ビシクロ（5,4,0）
ウンデセン−７、２−メチルイミダゾール、２−エチル
−４−メチルイミダゾール、トリメチルアミン、トリエ
チルアミン等の三級アミン類およびその塩類、ジフエニ
ルホスフイン、トリフエニルホスフイン、トリ−ｎ−ブ
チルホスフイン等の有機ホスフイン化合物およびその塩
類、第四アンモニウム塩等の有機金属塩類等があげら
れ，所期の目的を損なわない限り特に限定するものでは
なく、単独でもしくは併せて用いることができる。この
ような硬化促進剤の配合量は、用いられる全エポキシ樹
脂100重量部（以下「部」と略す）に対して、0.05〜7.0
部の範囲に設定することが好適である。より好ましくは
0.2〜3.0部である。すなわち、上記Ｃ成分の配合量が0.
05部を下回ると、130〜170℃という光半導体装置の成形
温度では硬化速度が遅くなつてしまい、逆に7.0部を上
回ると硬化した際にエポキシ樹脂組成物が着色する場合
があるからである。
硬化促進剤としては、1,8−ジアザ−ビシクロ（5,4,0）
ウンデセン−７、２−メチルイミダゾール、２−エチル
−４−メチルイミダゾール、トリメチルアミン、トリエ
チルアミン等の三級アミン類およびその塩類、ジフエニ
ルホスフイン、トリフエニルホスフイン、トリ−ｎ−ブ
チルホスフイン等の有機ホスフイン化合物およびその塩
類、第四アンモニウム塩等の有機金属塩類等があげら
れ，所期の目的を損なわない限り特に限定するものでは
なく、単独でもしくは併せて用いることができる。この
ような硬化促進剤の配合量は、用いられる全エポキシ樹
脂100重量部（以下「部」と略す）に対して、0.05〜7.0
部の範囲に設定することが好適である。より好ましくは
0.2〜3.0部である。すなわち、上記Ｃ成分の配合量が0.
05部を下回ると、130〜170℃という光半導体装置の成形
温度では硬化速度が遅くなつてしまい、逆に7.0部を上
回ると硬化した際にエポキシ樹脂組成物が着色する場合
があるからである。
また、この発明では、上記Ａ成分および他のエポキシ
樹脂,B成分およびＣ成分以外に必要に応じて従来から用
いられている染料，顔料，変性剤，酸化防止剤，離型
剤，カツプリング剤，充填剤等を用いることができる。
樹脂,B成分およびＣ成分以外に必要に応じて従来から用
いられている染料，顔料，変性剤，酸化防止剤，離型
剤，カツプリング剤，充填剤等を用いることができる。
この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、例えば、つ
ぎのようにして製造することができる。すなわち、上記
特殊なエポキシ樹脂（Ａ成分）およびＡ成分の特殊なエ
ポキシ樹脂と併用して用いられるエポキシ樹脂と酸無水
物系硬化剤（Ｂ成分）と硬化促進剤（Ｃ成分）および必
要に応じて染料，顔料，変性剤，酸化防止剤，離型剤，
カツプリング剤，充填剤等を配合する。そして、これ
を、常法に準じてドライブレンド法、または、溶融ブレ
ンド法を適宜採用して混合，混練することにより製造す
ることができる。
ぎのようにして製造することができる。すなわち、上記
特殊なエポキシ樹脂（Ａ成分）およびＡ成分の特殊なエ
ポキシ樹脂と併用して用いられるエポキシ樹脂と酸無水
物系硬化剤（Ｂ成分）と硬化促進剤（Ｃ成分）および必
要に応じて染料，顔料，変性剤，酸化防止剤，離型剤，
カツプリング剤，充填剤等を配合する。そして、これ
を、常法に準じてドライブレンド法、または、溶融ブレ
ンド法を適宜採用して混合，混練することにより製造す
ることができる。
このようなエポキシ樹脂組成物を用いての光半導体封
止は特に限定されるものではなく、例えば、トランスフ
アー成形時の公知のモールド方法により行うことができ
る。
止は特に限定されるものではなく、例えば、トランスフ
アー成形時の公知のモールド方法により行うことができ
る。
このようにして得られる光半導体装置は、優れた透明
性，耐熱性，熱衝撃性および耐湿性を有している。
性，耐熱性，熱衝撃性および耐湿性を有している。
以上のように、この発明の光半導体装置は、前記の一
般式（Ｉ）で表される脂環式エポキシ樹脂と特定の割合
で配合された酸無水物系硬化剤とを用いた特殊なエポキ
シ樹脂組成物によつて封止されているため、透明性、特
に400〜1000nmにおける光透過率が高く保持されたま
ま、耐熱信頼性，熱衝撃信頼性および耐湿信頼性が極め
て高い。
般式（Ｉ）で表される脂環式エポキシ樹脂と特定の割合
で配合された酸無水物系硬化剤とを用いた特殊なエポキ
シ樹脂組成物によつて封止されているため、透明性、特
に400〜1000nmにおける光透過率が高く保持されたま
ま、耐熱信頼性，熱衝撃信頼性および耐湿信頼性が極め
て高い。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
〔実施例１〜６、比較例１〜６〕 下記の第１表にしたがつて、各原料を配合し、ミキシ
ングロール機で溶融混練を行い、熟成したのち目的とす
る微粉末状のエポキシ樹脂組成物を得た。
ングロール機で溶融混練を行い、熟成したのち目的とす
る微粉末状のエポキシ樹脂組成物を得た。
以上の実施例および比較例によつて得られた微粉末状
のエポキシ樹脂組成物を用い、光半導体素子（チツプサ
イズ:1.5mm四方×厚み0.5mm）をトランスフアーモール
ド（成形条件:150℃×４分）し、さらに120℃×16時間
の条件でアフターキユアーすることにより光半導体装置
を得た（パツケージサイズ：縦4.5mm×横6.0mm×厚み3m
m）。このようにして得られた光半導体装置について、
プレツシヤークツカー保存試験（PCT下）（121℃×２気
圧の条件下）でのリーク電流の変動を測定し、さらに封
止物の色相について調べた。その結果を下記の第２表に
示した。なお、測定方法を下記に示す。
のエポキシ樹脂組成物を用い、光半導体素子（チツプサ
イズ:1.5mm四方×厚み0.5mm）をトランスフアーモール
ド（成形条件:150℃×４分）し、さらに120℃×16時間
の条件でアフターキユアーすることにより光半導体装置
を得た（パツケージサイズ：縦4.5mm×横6.0mm×厚み3m
m）。このようにして得られた光半導体装置について、
プレツシヤークツカー保存試験（PCT下）（121℃×２気
圧の条件下）でのリーク電流の変動を測定し、さらに封
止物の色相について調べた。その結果を下記の第２表に
示した。なお、測定方法を下記に示す。
＜PCT後のリーク電流の変動測定＞ 作製した光半導体装置をPCT条件下各20,40,60,90時間
投入した後、常温および常湿にて２時間放置した。これ
を電圧10Vで30秒間印加させ、そのときのリーク電流値
を測定した。
投入した後、常温および常湿にて２時間放置した。これ
を電圧10Vで30秒間印加させ、そのときのリーク電流値
を測定した。
上記第２表の結果から、実施例品は比較例品に比べて
耐湿信頼性，耐熱信頼性および透明性の全てに優れてい
ることがわかる。
耐湿信頼性，耐熱信頼性および透明性の全てに優れてい
ることがわかる。
Claims (4)
- 【請求項１】下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含み、（Ｂ）
成分の配合量がエポキシ樹脂のエポキシ基１当量に対し
て0.65〜0.85当量の範囲に設定されているエポキシ樹脂
組成物を用いて光半導体素子を封止してなる光半導体装
置。 （Ａ）下記の一般式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂。 （Ｂ）酸無水物系硬化剤。 （Ｃ）硬化促進剤。 - 【請求項２】上記一般式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂
が、式（Ｉ）において、R1がトリメチロールプロパン残
基であり、Ｚが であるエポキシ樹脂である請求項（１）記載の光半導体
装置。 - 【請求項３】上記Ａ成分のエポキシ樹脂以外に、ビスフ
エノールＡ型エポキシ樹脂，ビスフエノールＦ型エポキ
シ樹脂，脂環式エポキシ樹脂，ビスフエノールＡ型ノボ
ラツクエポキシ樹脂およびトリグリシジルイソシアヌレ
ートからなる群から選ばれた少なくとも一つのエポキシ
樹脂が併用されている請求項（１）〜（３）のいずれか
一項に記載の光半導体装置。 - 【請求項４】下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含み、（Ｂ）
成分の配合量がエポキシ樹脂のエポキシ基１当量に対し
て0.65〜0.85当量の範囲に設定されている光半導体封止
用エポキシ樹脂組成物。 （Ａ）下記の一般式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂。 （Ｂ）酸無水物系硬化剤。 （Ｃ）硬化促進剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043641A JP2703609B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 光半導体装置およびそれに用いる光半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1043641A JP2703609B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 光半導体装置およびそれに用いる光半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02222165A JPH02222165A (ja) | 1990-09-04 |
| JP2703609B2 true JP2703609B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=12669497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1043641A Expired - Lifetime JP2703609B2 (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 光半導体装置およびそれに用いる光半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2703609B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0532866A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光透過性エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置 |
| JP5226162B2 (ja) * | 2001-05-14 | 2013-07-03 | 株式会社ダイセル | 液状エポキシ樹脂組成物及びその用途 |
| JP4810793B2 (ja) * | 2004-03-24 | 2011-11-09 | ソニー株式会社 | 樹脂組成物、樹脂材料及びそれを用いた光学積層膜並びに光学デバイス |
| WO2015076399A1 (ja) | 2013-11-25 | 2015-05-28 | 四国化成工業株式会社 | 官能基を有するグリコールウリル類とその利用 |
| KR102305379B1 (ko) | 2013-11-25 | 2021-09-24 | 시코쿠가세이고교가부시키가이샤 | 작용기를 갖는 글리콜우릴류와 그의 이용 |
-
1989
- 1989-02-23 JP JP1043641A patent/JP2703609B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02222165A (ja) | 1990-09-04 |
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