JP5557770B2 - 熱硬化性エポキシ樹脂組成物、光半導体装置用反射部材及び光半導体装置 - Google Patents
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Description
また、光半導体・電子機器装置の反射部材としては、ポリアミド系樹脂に酸化チタンを添加した樹脂組成物がよく用いられている。
(A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂、
(B)硬化剤、
(C)酸化防止剤、
(D)融点が50〜80℃の範囲にある内部離型剤、
(E)鉛含有量が質量基準で10ppm未満である反射向上剤、
(F)難燃助剤、
(G)無機充填剤、
(H)硬化触媒、
を必須成分とし、
前記(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、
前記(C)成分を0.02〜5.0質量部、
前記(D)成分を0.2〜10.0質量部、
前記(E)成分を50〜1000質量部、
前記(F)成分を2.0〜100質量部、
前記(G)成分を50〜1000質量部、
前記(H)成分を0.05〜5.0質量部、
含み、
前記(A)成分のエポキシ樹脂のエポキシ基と、(B)成分の硬化剤に含まれるエポキシ基の反応性基とのモル比が、
前記エポキシ基/前記エポキシ基との反応性基≧1.0である熱硬化性エポキシ樹脂組成物である。
また、本組成物の硬化物は、機械的な強度に優れ、光による変色が起こり難く、リフロー後に良好な光反射性を有するのでフォトカプラーやプレモールドパッケージ等の反射部材に好適である。
(A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂
本発明で用いられる(A)成分のエポキシ樹脂は、耐熱性、耐候性の面から、トリアジン誘導体エポキシ樹脂が望ましい。本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成物は、この(A)成分と(B)成分の硬化剤とを特定の割合で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が抑制され、且つ経時劣化の少ない光半導体装置が実現される。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(例えば、イソシアヌレート環含有エポキシ樹脂、シアヌレート環含有エポキシ樹脂等)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(即ち、2個の)、より好ましくは3価(3個の)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(γ―グリシドキシプロピル)イソシアヌレート、トリス(α−メチルグリシジル)イソシアヌレート等を用いることができる。また、これらは、1種類を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(B)成分の硬化剤は特に限定されず、(A)成分中のエポキシ基と反応し得る官能性基を1分子中に少なくとも2個、好ましくは3個以上有する、エポキシ樹脂の硬化剤として通常使用されるものであればよく、例えば、フェノール樹脂系硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤等、公知のものが挙げられるが、半導体封止等の目的ではフェノール樹脂系硬化剤が好適に用いられる。
本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成物には、(C)成分として、酸化防止剤を配合する。
で示されるヒンダ−ドフェノ−ル系酸化防止剤の1種又は2種以上を使用することが好ましい。該酸化防止剤の具体例としては、得られる組成物の硬化物の耐熱性及び強度が優れている点で、特にペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]が好ましい。
本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成物には、(D)成分として、融点が50〜80℃、特には、50〜70℃の範囲にある内部離型剤を配合する。(D)成分の内部離型剤は、樹脂原料に予め配合されて、成形品が金型から容易に剥離できるように、離型性を高める機能を有するものである。
で示される化合物が好ましく、融点が50〜80℃、特には、50〜70℃の範囲であるグリセリンモノステアレート化合物の1種又は2種以上を含むことが好ましい。
(D)成分の内部離型剤として、一般式(2)の化合物に他の化合物を併用する場合には、下記一般式(3):
(式中、R4とR5はCnH2n+1で示される同一又は異種のアルキル基であり、nは1〜30、好ましくは2〜28、更に好ましくは5〜25の整数である。)
で示されるカルボン酸エステルと併用することが好ましい。その他の離型剤としては、上述した天然ワックス、酸ワックス、他の合成ワックス等が使用できる。
本発明のエポキシ樹脂組成物には、(E)成分として、反射向上剤を配合する。(E)成分の反射向上剤は、白色着色剤として、硬化物の白色度を高めることにより、硬化物表面における光反射性を高めるために配合するものであるが、本願発明においては、特に、鉛含有量が質量基準で10ppm未満であるものを使用する。即ち、反射向上剤中の鉛含有量が10ppm以上のものを配合すると、意外にも得られるエポキシ樹脂硬化物の反射率(初期及び耐熱条件下での)が顕著に劣化してしまうことを見い出したものであり、本願発明の(E)成分としては、鉛含有量が質量基準で10ppm未満、好ましくは5ppm以下、特に好ましくは2ppm以下のものを使用する。
本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成物には、更に(G)成分として、前記(E)、(F)成分以外の、無機充填剤を配合する。配合される(G)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、前記した(E)成分として用いられる白色顔料及び(F)成分として用いられる無機質充填剤担持モリブデン酸亜鉛等の難燃助剤は除かれる。
(H)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、特に限定されず、例えば、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、これらリン化合物の塩類等のリン系硬化触媒が挙げられる。これらは1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。これらの中でも、イミダゾール類(例えば、2−エチル−4−メチルイミダゾール)、リン系硬化触媒(例えば、第4 級ホスホニウムブロマイド)が好ましい。
下記の実施例及び比較例で使用した原料を以下に示す。
(A−1)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)イソシアヌレート(商品名:TEPIC−S、日産化学工業社製、エポキシ当量100)
(A−2)ノボラック型エポキシ樹脂(商品名:EOCN−1020−55、日本化薬社製、エポキシ当量200)
(B)硬化剤
ノボラック型フェノール樹脂(商品名:TD―2131、DIC社製)
(C)酸化防止剤
ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](商品名:アデカスタブ AO−60;ADEKA社製)
(D)内部離型剤
(D−1)プロピレングリコールモノベヘネート(商品名:リケマールPB−100;理研ビタミン社製)融点57℃
(D−2)ステアリルステアレート(商品名:リケマールSL−900A;理研ビタミン社製)融点55℃
(D−3)カルナバワックス(商品名:カルナバワックスNS−1P;日興リカ社製)融点約83℃
(E)反射向上剤
(E−1)塩素法二酸化チタン(商品名:CR−95、石原産業社製、ルチル型鉛含有量1ppm)
(E−2)硫酸法二酸化チタン(商品名:R−45M、堺化学社製、鉛含有量10ppm)
(F)難燃助剤
モリブデン酸亜鉛(商品名:KEMGARD911B;SHERWIN−WILLIAMS社製)
(G)無機充填剤:球状溶融シリカ(龍森社製)
(H)硬化触媒:第4級ホスホニウムブロマイド(商品名:U−CAT5003:サンアプロ社製)
表1に記載の組成比にて各成分を配合し、熱2本ロールミルにて均一に溶融混合し、冷却、粉砕して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1に示す。なお、表1中、モル比は、(B)硬化剤に含まれるエポキシ基との反応性基(フェノール性水酸基)に対する(A)エポキシ樹脂中のエポキシ基のモル比(エポキシ基/フェノール性水酸基)を示す。
UL−94規格に基づき、1/8インチ厚の板を、温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で成形し、150℃で4時間ポストキュアーしたものの難燃性を調べた。
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。
175℃,6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で直径50mm×厚さ3mmの円盤(硬化物)を成形した。得られた硬化物について成形直後及び150℃4h保管後に波長450nmにおける光反射率を分光測色計(商品名:X−rite 8200、エス・デイ・ジー社製)を使用して測定した。
175℃,6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で厚さ0.35mmの硬化物を成形した。得られた硬化物について成形直後に波長450nmにおける光透過率を分光測色計(商品名:X−rite 8200、エス・デイ・ジー社製)を使用して測定した。
2 リードフレーム
3 ボンディングワイヤ
4 半導体素子(受光素子)
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
Claims (6)
- (A)トリアジン誘導体エポキシ樹脂、
(B)硬化剤、
(C)酸化防止剤、
(D)融点が50〜80℃の範囲にある内部離型剤、
(E)鉛含有量が質量基準で10ppm未満であるルチル型の構造を持つ二酸化チタン、
(F)モリブデン酸亜鉛、
(G)無機充填剤、
(H)硬化触媒、
を必須成分とし、
前記(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、
前記(C)成分を0.02〜5.0質量部、
前記(D)成分を0.2〜10.0質量部、
前記(E)成分を50〜1000質量部、
前記(F)成分を2.0〜100質量部、
前記(G)成分を50〜1000質量部、
前記(H)成分を0.05〜5.0質量部、
含み、
前記(A)成分のエポキシ樹脂のエポキシ基と、(B)成分の硬化剤に含まれるエポキシ基の反応性基とのモル比が、
前記エポキシ基/前記エポキシ基との反応性基≧1.0である熱硬化性エポキシ樹脂組成物。 - 前記(D)成分の内部離型剤が、融点が50〜80℃の範囲にある、グリセリンモノステアレート又はプロピレングリコール脂肪酸エステルを含むことを特徴とする請求項1に記載の熱硬化性エポキシ樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載の熱硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させてなる光半導体装置用反射部材。
- 請求項3に記載の光半導体装置用反射部材を有する光半導体装置。
- 請求項3に記載の光半導体装置用反射部材が、光半導体装置の他の構成部材の表面の少なくとも一部を被覆する被膜である光半導体装置。
- 請求項4又は5に記載の光半導体装置を搭載した電子機器装置。
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