JPH05136300A - 光半導体装置 - Google Patents

光半導体装置

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JPH05136300A
JPH05136300A JP32518691A JP32518691A JPH05136300A JP H05136300 A JPH05136300 A JP H05136300A JP 32518691 A JP32518691 A JP 32518691A JP 32518691 A JP32518691 A JP 32518691A JP H05136300 A JPH05136300 A JP H05136300A
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optical semiconductor
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Shuji Nishimori
修次 西森
Katsumi Shimada
克実 嶋田
Tadaaki Harada
忠昭 原田
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 高温および長時間放置の条件下においても光
透過性に優れている光半導体装置を提供する。 【構成】 下記の(A)〜(D)成分を含有するエポキ
シ樹脂組成物を用いて光半導体素子を樹脂封止する。 (A)エポキシ樹脂。 (B)硬化剤。 (C)硬化促進剤。 (D)下記の一般式(1)で表される有機化合物および
下記の一般式(2)で表される有機リン化合物の少なく
とも一方。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、無色透明性に優れ、
かつ長期間高温で放置しても変色しない硬化物により樹
脂封止された光半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、エポキシ樹脂は、電気特性,耐湿
性,耐熱特性等に優れた樹脂として知られ、一般に硬化
剤としてアミン系硬化剤および酸無水物系硬化剤を用い
たものが広く利用されている。
【0003】しかし、アミン系硬化剤を使用したエポキ
シ樹脂組成物は、その硬化時もしくは硬化後の使用時
に、特に高温下に放置されたときに著しい変色が発生
し、前記特性の他に光透過率が良好であることが要求さ
れる発光素子や受光素子等の光半導体装置の封止材料と
しては適用できなかつた。
【0004】一方、酸無水物系硬化剤を使用したエポキ
シ樹脂組成物は、一般的に硬化速度が遅いため、これに
さらに硬化触媒(硬化促進剤)を配合するのが普通であ
り、このような硬化系によるとアミン系硬化剤における
ような著しい変色はそれほど認められない。また、酸無
水物が無色透明であつて、これを、通常、エポキシ基と
同当量程度の多量に使用するために、樹脂の基色(淡黄
色)さえも消失した無色透明に近い成形品を得ることが
できる。したがつて、上記アミン系硬化剤とは異なり光
半導体装置の封止材料としても充分適用可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エポキ
シ樹脂組成物を硬化させるために高温でキユアーした
り、高温下で長期間放置したりすると着色し易いことか
ら、様々な改善がなされている。例えば、オクテン酸ス
ズ等の有機酸金属塩を併用したり、有機ホスフアイト
類,ヒンダート類等の酸化防止剤を添加したり、またブ
ルーイング(淡い青色を着色し黄色の色調をかくす)を
行つたりして多少の着色防止の改善は行われているが未
だ充分ではない。
【0006】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、高温および長時間放置の条件下においても光
透過性に優れた光半導体装置の提供をその目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の光半導体装置は、下記の(A)〜(D)
成分を含有す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)エポキシ樹脂。 (B)硬化剤。 (C)硬化促進剤。 (D)下記の一般式(1)で表される有機化合物および
下記の一般式(2)で表される有機リン化合物の少なく
とも一方。
【化5】
【化6】
【0008】
【作用】すなわち、本発明者らは、無色透明な封止樹脂
を得るために一連の研究を重ねた。そして、樹脂硬化体
の着色防止を目的に様々な添加剤を用いた結果、着色防
止用酸化防止剤として、上記一般式(1)で表される有
機化合物および上記一般式(2)で表される有機リン化
合物を用いると、無色透明な硬化物が得られることを見
出し本発明に到達した。
【0009】つぎに、この発明を詳しく説明する。
【0010】この発明に用いる光半導体封止用エポキシ
樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A成分)と、硬化剤(B
成分)と、硬化促進剤(C成分)と、特定の有機化合物
および有機リン化合物の双方もしくは片方(D成分)を
用いて得られるものであつて、液状,粉末状もしくはこ
の粉末状を打錠したタブレツト状になつている。
【0011】上記エポキシ樹脂(A成分)としては、従
来公知のもので着色の少ないものであれば、特に制限す
るものではない。例えば、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,フエノールノ
ボラツク型エポキシ樹脂,脂環式エポキシ樹脂,トリグ
リシジルイソシアネート,ヒダントインエポキシ等の含
複素環エポキシ樹脂,水添加ビスフエノールA型エポキ
シ樹脂,脂肪族系エポキシ樹脂,グリシジルエーテル型
エポキシ樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは
併せて用いられる。
【0012】上記硬化剤(B成分)としては、硬化時ま
たは硬化後に樹脂組成物の硬化体に着色度合いの少ない
酸無水物が好適であるが特に制限するものではない。例
えば、無水フタル酸,無水マレイン酸,無水トリメリツ
ト酸,無水パイロメリツト酸,ヘキサヒドロ無水フタル
酸,テトラヒドロ無水フタル酸,無水メチルナジツク
酸,無水ナジツク酸,無水グルタル酸等があげられ、特
に充分に精製され着色の少ないものが好ましい。これら
酸無水物は単独でもしくは併せて用いられる。これら硬
化剤(B成分)の使用量は、上記エポキシ樹脂(A成
分)のエポキシ基1当量に対して、通常、0.6〜1.
5当量、好適には0.8〜1.2当量となるように配合
される。
【0013】上記硬化促進剤(C成分)としては、三級
アミン,イミダゾール類,カルボン酸金属塩,リン化合
物等があげられる。上記硬化促進剤(C成分)の使用量
は、上記硬化剤(B成分)100重量部(以下「部」と
略す)に対して0.05〜5部の範囲に設定することが
好ましく、特に好ましくは0.1〜3部である。すなわ
ち、硬化促進剤(C成分)の使用量が0.05部未満で
は、ゲル化時間が長くなり硬化作業性が著しく低下する
恐れが生じる。また、逆に5部を超えると、硬化が急激
に進み、その結果、硬化時の発熱が大きくなつて注型品
にクラツクが生じたり、変色したりする傾向がみられる
からである。
【0014】上記特定の有機化合物および有機リン化合
物(D成分)は、着色防止用酸化防止剤であり、下記の
一般式(1)で表される有機化合物および下記の一般式
(2)で表される有機リン化合物の片方もしくは双方が
用いられる。
【0015】
【化7】
【0016】
【化8】
【0017】上記一般式(1)で表される有機化合物と
しては、具体的には、下記の構造式で表されるテトラキ
ス〔メチレン−3−(3′,5′−ジ−tert−ブチ
ル−4′−ヒドロキシフエニル)プロピオネート〕メタ
ンがあげられる。
【0018】
【化9】
【0019】また、上記一般式(2)で表される有機リ
ン化合物としては、具体的には、下記の構造式で表され
るジイソデシルペンタエリスリトールジホスフアイトが
あげられる。
【0020】
【化10】
【0021】そして、上記有機化合物および有機リン化
合物の両者を併用する場合において、一般式(1)で表
される有機化合物(X)と一般式(2)で表される有機
リン化合物(Y)との配合割合は、重量比でX/Y=1
/3〜1/7の割合に設定することが好ましい。すなわ
ち、両者の配合割合を上記範囲内で用いることにより使
用量を低減させながら効果的に着色を防止することが可
能となる。また、上記有機化合物および有機リン化合物
(D成分)の含有量は、上記エポキシ樹脂(A成分)1
00重量部(以下「部」と略す)に対して0.5〜4部
という少量の範囲に設定することが好ましい。すなわ
ち、D成分の含有量が0.5部未満では充分な着色防止
効果が得られず、4部を超え多量に用いると得られるエ
ポキシ樹脂組成物硬化体の物性(ガラス転移温度,耐湿
性,ヒートサイクル性)が劣化する傾向がみられるから
である。
【0022】なお、この発明に用いる光半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物には、上記A〜D成分以外に、必要に
応じて各種の染料,顔料等の着色剤を配合することがで
きる。上記着色剤としては、淡色のものを使用すれば着
色透明の硬化物の製造が可能となる。そして、上記以外
に、従来公知の充填剤,可塑剤,酸化防止剤等を配合す
ることができ、本発明の効果である光透過率の向上に悪
影響を与えない割合で添加することができる。
【0023】この発明に用いる光半導体封止用エポキシ
樹脂組成物は、例えばつぎのようにして得られる。すな
わち、上記A〜D成分および必要に応じて他の添加剤を
配合する。そして、加熱溶融し混合することにより得ら
れる。そして、これを室温に冷却した後、公知の手段に
よつて粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の工程
により得られる。さらに、光半導体封止用エポキシ樹脂
組成物が液状物の場合は、各成分を混合するのみでよ
い。
【0024】このような光半導体封止用エポキシ樹脂組
成物を用いての光半導体素子の封止は、特に限定するも
のではなく、通常のトランスフアー成形,注型等の公知
のモールド方法により行うことができる。
【0025】この発明に用いる光半導体封止用エポキシ
樹脂組成物は、通常行われる硬化条件によりその得られ
る硬化物の無色透明性において良好な結果が得られる。
そして、好適な硬化条件としては、80〜150℃の温
度で数分間〜1日間であり、また120〜150℃で数
分間〜十数分間の短時間の硬化でも良好な結果が得られ
る。
【0026】このようにして得られる光半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物の硬化体は、無色または淡色で透明で
あつて、例えば100℃で1000時間放置しても初期
の硬化体と略同程度の無色または淡色で透明であるとい
う特性を維持することができる。
【0027】なお、この発明において、無色または淡色
で透明であるとは、硬化体(厚み1mm)において波長4
00〜1000nmの光透過率が85%以上の場合を意味
する。
【0028】
【発明の効果】以上のように、この発明の光半導体装置
は、着色防止用酸化防止剤として、前記一般式(1)で
表される有機化合物および前記一般式(2)で表される
有機リン化合物の双方もしくは片方(D成分)を特定割
合含有した光半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて
光半導体素子を樹脂封止したものである。このため、光
透過性に優れ、しかもその優れた光透過性が、高温およ
び長期間の放置でも低下することがない。
【0029】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。
【0030】
【実施例1】4−メチルヘキサヒドロキシ無水フタル酸
100部、2−エチル−4−メチルイミダゾール(2E
4MZ)0.5部、テトラキス〔メチレン−3−
(3′,5′−ジ−tert−ブチル−4′−ヒドロキ
シフエニル)プロピオネート〕メタン2部を100℃で
加熱溶解混合し、予め均一な硬化剤液を調製した。この
硬化剤液と、ビスフエノールA型エポキシ樹脂100部
と混合して均一なエポキシ樹脂組成物を得た。ついで、
上記エポキシ樹脂組成物を、幅10mm×長さ100mm×
厚み3mmの硬化物が得られる金型に注型し、120℃で
16時間加温することにより硬化物を得た。
【0031】
【実施例2〜12、比較例1〜3】下記の表1および表
2に示す各成分を同表に示す割合で配合した。これ以外
は実施例1と同様にして硬化物を得た。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】このようにして得られた実施例および比較
例の硬化物について、まず着色されているか透明かどう
かを目視により4段階に評価した。つぎに、この硬化物
を100℃の条件下で1000時間放置した後、同様に
して着色されているか透明かどうかを4段階に目視によ
り評価した。その結果を下記の表3および表4に示す。
なお、下記の表3および表4中の着色評価基準におい
て、◎は無色透明である、○は少し着色しかかつている
がほぼ無色透明である、△は着色が認められる、×は黄
色〜茶色に着色していると判断し表示した。
【0035】
【表3】
【0036】
【表4】
【0037】上記表3および表4の結果から、比較例品
は着色の度合いが硬化直後はそれ程着色していないが、
100℃で1000時間放置した後では全て着色されて
しまた。これに対して実施例品では、全て良好な結果が
得られた。特に、実施例3および4において、有機化合
物(X)と有機リン化合物(Y)の配合比率がX/Y=
1/3〜1/7の比率の範囲の硬化物では、より優れた
着色防止効果を有していることがわかる。
【0038】そして、上記実施例で調製したエポキシ樹
脂組成物を用いて光半導体素子を公知の方法でモールド
した結果、光透過率の高い光半導体装置が得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 5/524 NLB 7167−4J C08L 63/00

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の(A)〜(D)成分を含有するエ
    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)エポキシ樹脂。 (B)硬化剤。 (C)硬化促進剤。 (D)下記の一般式(1)で表される有機化合物および
    下記の一般式(2)で表される有機リン化合物の少なく
    とも一方。 【化1】 【化2】
  2. 【請求項2】 一般式(1)で表される有機化合物が、
    テトラキス〔メチレン−3−(3′,5′−ジ−ter
    t−ブチル−4′−ヒドロキシフエニル)プロピオネー
    ト〕メタンであり、一般式(2)で表される有機リン化
    合物が、ジイソデシルペンタエリスリトールジホスフア
    イトである請求項1記載の光半導体装置。
  3. 【請求項3】 (D)成分の含有量が、(A)成分10
    0重量部に対して0.5〜4部に設定されている請求項
    1または2記載の光半導体装置。
  4. 【請求項4】 一般式(1)で表される有機化合物
    (X)と一般式(2)で表される有機リン化合物(Y)
    との配合割合が、重量比でX/Y=1/3〜1/7の割
    合に設定されている請求項1〜3のいずれか一項に記載
    の光半導体装置。
  5. 【請求項5】 下記の(A)〜(D)成分を含有する光
    半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 (A)エポキシ樹脂。 (B)硬化剤。 (C)硬化促進剤。 (D)下記の一般式(1)で表される有機化合物および
    下記の一般式(2)で表される有機リン化合物の少なく
    とも一方。 【化3】 【化4】
  6. 【請求項6】 一般式(1)で表される有機化合物が、
    テトラキス〔メチレン−3−(3′,5′−ジ−ter
    t−ブチル−4′−ヒドロキシフエニル)プロピオネー
    ト〕メタンであり、一般式(2)で表される有機リン化
    合物が、ジイソデシルペンタエリスリトールジホスフア
    イトである請求項5記載の光半導体封止用エポキシ樹脂
    組成物。
  7. 【請求項7】 (D)成分の含有量が、(A)成分10
    0重量部に対して0.5〜4部に設定されている請求項
    5または6記載の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
  8. 【請求項8】 一般式(1)で表される有機化合物
    (X)と一般式(2)で表される有機リン化合物(Y)
    との配合割合が、重量比でX/Y=1/3〜1/7の割
    合に設定されている請求項5〜7のいずれか一項に記載
    の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
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