JPH08311168A - 光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物及び該エポキシ樹脂組成物を用いた光半導体装置 - Google Patents

光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物及び該エポキシ樹脂組成物を用いた光半導体装置

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JPH08311168A
JPH08311168A JP7117032A JP11703295A JPH08311168A JP H08311168 A JPH08311168 A JP H08311168A JP 7117032 A JP7117032 A JP 7117032A JP 11703295 A JP11703295 A JP 11703295A JP H08311168 A JPH08311168 A JP H08311168A
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悟 土田
Masahiko Kosaka
正彦 小坂
Kozo Hirokawa
孝三 広川
Yasuaki Nakamura
泰章 中村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明性、信頼性に優れたエポキシ樹脂組成物
及びこのエポキシ樹脂組成物の硬化体で封止された光半
導体装置を提供すること。 【構成】 下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を必須成分として
含有してなる光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物。 （Ａ）１分子中に３個以上のエポキシ基を含有するエポ
キシ樹脂 （Ｂ）下記一般式（Ｉ）で表され、かつフェノール性水
酸基当量（ｇ／ｅｑ）が２００〜８００の範囲にあるフ
ェノール樹脂 （Ｃ）硬化促進剤 【化１】 （但しｎ＝０，２，４，・・・・・からなる混合物であ
り、ｎ＝０成分が占める割合は、混合物全体の２０重量
％以下である。）

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、透明性、信頼性に優れ
た光半導体装置に適する光半導体素子封止用エポキシ樹
脂組成物、及び該エポキシ樹脂組成物により封止してな
る光半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から発光素子、受光素子等の光半導
体素子は、透明性が重視されるためその殆どが酸無水物
系硬化剤とアミン系硬化促進剤を含む透明エポキシ樹脂
により封止されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、硬化剤
として酸無水物を使用した場合、酸無水物は水分により
容易に加水分解され特性が劣化するため、防湿管理に細
心の注意が必要であった。また、酸無水物とエポキシ樹
脂はエステル結合を介して反応するため、硬化物は本質
的に耐湿性が低いという問題もあった。更に、金属との
接着性や耐熱衝撃性に関しても満足できるレベルとは言
い難かった。上記課題に対して、硬化剤としてフェノー
ルノボラック樹脂を用いる試みがなされている。これに
よれば酸無水物と比較して、水分の影響は小さく、また
硬化物の耐湿性、耐熱衝撃性、接着性についても一応の
改善効果が認められる。しかしながら、光半導体封止材
として最も重要な特性である透明性（光透過性）に関し
ては、フェノールノボラック樹脂が熱により著しく着色
し、またエポキシ樹脂との相溶性の悪さから硬化物が不
透明になる場合があり、光半導体用封止材としての透明
性レベルに達せず、実用に供しえなかった。本発明の目
的は、硬化剤としてフェノール樹脂を用いて、透明性、
信頼性に優れたエポキシ樹脂組成物及びこのエポキシ樹
脂組成物の硬化体で封止された光半導体装置を提供する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の（Ａ）
〜（Ｃ）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構成をとる。 （Ａ）１分子中に３個以上のエポキシ基を含有するエポ
キシ樹脂 （Ｂ）下記一般式（Ｉ）で表され、かつフェノール性水
酸基当量（ｇ／ｅｑ）が２００〜８００の範囲にあるフ
ェノール樹脂 （Ｃ）硬化促進剤
【０００５】
【化１】 （但しｎ＝０，２，４，・・・・・からなる混合物であ
り、ｎ＝０成分が占める割合は、混合物全体の２０重量
％以下である。）
【０００６】即ち、本発明者らは、上記目的を達成する
ため鋭意研究を重ねる中で、フェノール樹脂の着色メカ
ニズムについて研究を重ねた。この結果、フェノール樹
脂中のフェノール性水酸基濃度が高いほど、硬化物の光
透過性が低下するという知見を得て、更にこの事実に基
づき種々の研究を進めた。その結果、１分子中に２個の
フェノール性水酸基を有する一般式（Ｉ）で表されるフ
ェノール樹脂を使用すると、透明性に優れた硬化物が得
られることを突き止め、本発明に到達した。
【０００７】上記（Ａ）成分となるエポキシ樹脂として
は、（Ｂ）成分のフェノール樹脂とエーテル結合を介し
て反応し、三次元架橋する必要があるため、１分子中に
３個以上のエポキシ基を含有するエポキシ樹脂を使用す
る必要がある。これらのエポキシ樹脂は、従来公知で着
色の少ないものであれば特に制限されない。例えば、フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹
脂、トリグリシジルイソシアヌレート等が挙げられ、単
独でもしくは併せて用いられる。これら３官能以上のエ
ポキシ樹脂を、エポキシ樹脂として全て使用する必要は
無く、２官能以下のエポキシ樹脂と併用しても良い。但
し、この場合３官能以上のエポキシ樹脂の配合割合は、
エポキシ樹脂総重量の５０重量％以上配合するのが望ま
しい。５０重量％未満の場合は、硬化物の架橋密度が低
くなり、耐熱性や耐溶剤性が著しく低下するからであ
る。２官能以下のエポキシ樹脂としては、従来公知のも
ので着色の少ないものであれば制限されず、例えば、ビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、
脂肪族系エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ
樹脂等が挙げられ、単独でもしくは併せて用いられる。
【０００８】本発明の（Ｂ）成分の２官能フェノール樹
脂は、液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とビスフェ
ノールＡを必要により、触媒を併用して加熱反応させる
ことにより製造される。このフェノール樹脂は、水酸基
当量が２００〜８００（ｇ／ｅｑ）の範囲にあるものが
使用される。水酸基当量がこの範囲を下回るとｎ＝０成
分（即ちビスフェノールＡ）が増加し、硬化性や光透過
性が低下するためである。ｎ＝０成分の含有量は、ＧＰ
Ｃ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）のエリア
％から算出できる。逆に水酸基当量がこの範囲を上回る
と粘度が急上昇し、成形性が悪化し光学ムラを発生し易
くなるからである。上記フェノール樹脂の配合量は、エ
ポキシ樹脂に対して０．５〜１．２当量、好ましくは
０．８〜１．０当量となるように配合する必要がある。
この範囲を外れると、反応が不十分となり硬化体の物性
が低下するためである。
【０００９】本発明の（Ｃ）成分の硬化促進剤として
は、三級アミン類、イミダゾール類、ＤＢＵ及びその
塩、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩等が例示
されるが、この配合量はエポキシ樹脂とフェノール樹脂
の合計量に対して０．０５〜１０重量％、より好ましく
は０．１〜５重量％にすれば良い。また、本発明のエポ
キシ樹脂組成物には、上記各成分以外に必要に応じて離
型剤、酸化防止剤、着色剤、カップリング剤、変性剤、
光線（紫外線、可視光線、赤外線）吸収剤、低応力化
剤、充填剤等の従来公知の添加剤が用いられる。
【００１０】
【実施例】本発明を実施例により、更に詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。各種の特
性試験方法を下記にまとめて示す。 （１）光透過率 分光光度計（株式会社日立製作所製Ｕ−２０００型）を
使用し、厚さ２ｍｍの試料について波長５８９ｎｍの光
透過率を測定した。 （２）ガラス転移温度 直径２ｍｍ、厚さ２０ｍｍの試料についてＴＭＡ（理学
社製ＴＭＡ−８１４０型）を用い、５℃／分で昇温した
時の試料の伸び率が急変する温度とした。 （３）アルミピール強さ 金型に鏡面仕上げされたアルミ箔を敷き、その面に封止
材をモールドし、オートグラフ（株式会社島津製作所Ａ
ＧＳ−５００Ａ型）により、３０ｍｍ／ｍｉｎの速度で
アルミ箔を垂直にピールすることにより、封止材のアル
ミ箔に対するピール強さを測定した。 （４）レッド・インク・チェック 封止材料でモールドされたＱＦＰフレーム（外寸法：１
９．７×１３．７×２．７；材質４２アロイ、タブ面Ａ
ｇメッキ）を２６０℃のはんだ浴に３０秒間浸漬し、次
いで加圧容器を用いて圧力３ｋｇｆ／ｃｍ2 、室温にお
いてレッドインクに７２時間浸漬して、インクの浸入程
度を観察した。結果を次のように表した。 ○・・・インクの浸入が全く無い △・・・僅かにインクの浸入有り ×・・・インクの浸入有り （５）耐湿性 アルミ配線模擬素子を樹脂封止したパッケージを８５
℃、８５％の条件で１０００時間放置後のアルミ配線断
線率を測定した。
【００１１】実施例１〜３、比較例１〜３ 表１に従って各原料を配合し、ニーダー（バレル温度７
０℃）にて混練後、冷却粉砕し、目的とする粉末状のエ
ポキシ樹脂組成物を得た。次にこれらのエポキシ樹脂組
成物を各試験用金型を用いて、成形温度１５０℃でトラ
ンスファ成形（成形時間３分間）し、さらに１５０℃で
４時間アフタキュアした。得られた各種成形品の特性結
果を表１に併せて示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】上記の結果から、硬化剤に酸無水物を使用
した場合（比較例２、３）は、光透過性は良好である
が、金属との密着性に乏しく耐湿性が悪い。また、フェ
ノールノボラック樹脂を硬化剤に用いた場合（比較例
１）は、金属との密着性が改善され耐湿性は向上するも
ののまだ不十分であり、光透過性が著しく低下する。こ
れに対して本発明のエポキシ樹脂組成物は、光透過率、
金属との密着性、耐熱性にも優れ、その結果、耐湿性に
も優れていることが分かる。また、上記実施例で得られ
たエポキシ樹脂組成物を用いて、光半導体素子（発光素
子）を封止することにより、光半導体装置を作製した。
その結果、この光半導体装置は、高信頼性を有するもの
であった。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば透
明性、耐熱性に優れ、かつ金属との密着性、耐湿性に優
れた光半導体装置の提供が可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 泰章 茨城県結城市大字鹿窪1772−１ 日立化成 工業株式会社下館工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を必須成分とし
    て含有してなる光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成
    物。 （Ａ）１分子中に３個以上のエポキシ基を含有するエポ
    キシ樹脂 （Ｂ）下記一般式（Ｉ）で表され、かつフェノール性水
    酸基当量（ｇ／ｅｑ）が２００〜８００の範囲にあるフ
    ェノール樹脂 （Ｃ）硬化促進剤 【化１】 （但しｎ＝０，２，４，・・・・・からなる混合物であ
    り、ｎ＝０成分が占める割合は、混合物全体の２０重量
    ％以下である。）
  2. 【請求項２】請求項１記載の光半導体素子封止用エポキ
    シ樹脂組成物により封止してなる光半導体装置。
JP7117032A 1995-05-16 1995-05-16 光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物及び該エポキシ樹脂組成物を用いた光半導体装置 Pending JPH08311168A (ja)

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