JPS61159754A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、無色もしくは淡色透明な硬化物を与え、しか
も素子よりの光散乱が樹脂全体に均一に広がる樹脂封止
型半導体ＶｉＷｔに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、種々の表示用等に実用化されている発光ダイオー
ド＜ＬＥＤ）Ｗの発光装ｄは樹脂封止によって製造され
ている。ここに用いられる封止用の樹脂としては従来、
液状低粘度のエポキシ＠脂等が用いられていた。

しかしながら、一般に用いられているエポキシ樹脂によ
る封止では素子よりの光が散乱せず、光が樹脂全体に均
一に広がらないという欠点を有していた。

この問題を解決する方法として、シリカ系充填剤を分散
剤として用いる方法が考えられているが、少量の添加で
エポキシ樹脂が増粘してしまうほか、分離しやすく、さ
らにその散乱性も不十分という問題があった。

［発明の目的］ 発明者らは、上記の問題点を達成すべく鋭意研究を重ね
た結果、光散乱剤としてポリメチルシルセスキオキサン
を添加したエポキシ樹脂組成物を用いて半導体及び／又
は部品等を封止すれば透過率が良く光の散乱が均一な樹
脂１引止型半導体装置が得られることを見い出した。

本発明はこれらの知見にもとずいてなされたもので透過
率および光の散乱性が良い性質を有する低粘度のエポキ
シｔＨ１ｆｌｙ組酸物により半導体等を封止した樹脂封
止型半導体装置を促供することを目的としている。

〔発明の構成〕

すなわち、本発明は （Ａ）エポキシ樹脂 ＜８）硬化剤 （Ｃ）硬化促進剤 （Ｄ）ポリメチルシルセスキオキサン からなる透明な硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物によ
って半導体及び／又は部品を封止してなることを特徴と
する樹脂封止型半導体装置に関する。

本発明に用いる（Ａ）のエポキシ樹脂は、透明なエポキ
シ樹脂硬化物を得る必要上、無色もしくは淡色透明な液
状もしくは固状のエポキシ樹脂を用いる。また、本発明
においては、公知のエポキシ樹脂のうちエポキシ当量が
１０００以下のものを使用するととくに効果的である。

このようなエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡと
エピクロルヒドリンより得られるビスフェノールタイプ
のエポキシ樹脂、ヘキサハイドロフタル酸やテトラハイ
ドロフタル酸のジグリシジルエステル：ポリオルトクレ
ゾールホルムアルデヒドポリ（２，３−エポキシプロピ
ル）エーテル、ポリフェノールホルムアルデヒドポリ（
２，３−エポキシプロピル）エーテルなどのエポキシノ
ボラック；脂１式エポキシ樹脂などがあり、これらのエ
ポキシ樹脂の市販品としては、シェル化学社製の商品名
エポン８２７、エポン８２８、エポン８３４、エポン１
００１、エポン１００４：チバガイギー社製の商品名ア
ラルダイトＣＹ１８３、ＣＹ１８２、ＣＹ１７５；ダウ
・ケミカル社製の商品名ＤＥＮ４３１、ＤＥＮ４３８、
チッソ■製の商品名チッソノックス２２１、チッソノッ
クス２８９；旭゛這化工業■製の商品名７デカレジンＥ
Ｐ−４０８０などが例示される。また本発明においては
、低い応力で耐熱性を有し、かつ低粘度のエポキシ樹脂
としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好ましい。こ
のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の市販品としては、
エピコート８０７（シェル化学社製商品名）、ＹＤＦ−
１７０（東部化成社製商品名）、Ｒ１１４（三井エポキ
シ社製商品名）が例示される。

これらのエポキシプロピルは、１種類を単独に用いても
、２種類以上をブレンドして用いてもよい。

（８）は（Ａ）のエポキシ樹脂の硬化剤で、多塩基性カ
ルボン酸無水物の１種もしくは２種以上を混合して使用
する。このような硬化剤としては、無水フタル酸、無水
テトラヒドロフタル酸、無水へキサヒドロフタル酸、無
水３，６エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水コ
ハク酸、無水アジピン酸、無水マイレン酸、無水アゼラ
イン酸、ピロメリット酸二無水物などが例示される。

また、これらの硬化剤は、十分に精製された着色の少な
いものを使用することが望ましく、その配合量は好まし
くは（Ａ）のエポキシ樹脂１当量に対して０．５〜１．
２当出に相当する（至）である。

本発明で使用される（Ｃ）の硬化促進剤としては、第３
級アミン類、イミダゾール類、カルボン酸金属塩、第４
級アンモニウム塩、第４級リン酸塩、ジアザビシクロア
ルケン類およびその塩類があげられる。これらの化合物
として、ベンジルジメチルアミン、２．４．６−トリス
（ジメチルアミノメチル）フェノール、２−エチル−４
−メチルイミダゾール、トリアミルアンモニウムフェノ
ラート、ナトリウムヘキサントリオラードなどが例示さ
れる。

これらの硬化促進剤の添加日は、好ましくは（２）（Ａ
）のエポキシ樹脂と（Ｂ）の硬化剤の合計量１００重量
部に対して、０．０５〜１０重量部である。

本発明において使用される（Ｄ）のポリメチルシルセス
キオキサンは、発光素子よりの光を樹脂全体に広がるよ
う散乱させるものであり、本発明の最も特徴をなすもの
である。

この粉体は、粉砕石英やけいそう土のような類似の平均
粒子径をもつ他のシリカ系の粉末に比べて組成物にした
場合の比重が低く、また煙霧質シリカや湿式シリカと比
較して組成物にした場合の粘度の増加が少ない。また、
いずれの場合も長期保存における沈降の問題はその他の
粉末と比較して著しく少ない。そのため多迅に充填する
ことができる。ポリメチルシルセスキオキサンとしては
、メチルトリアルコキシシランまたはその加水分解・縮
合物をアンモニアまたはアミン類の水溶液中で加水分解
・縮合させて得られたものが塩素原子、アルカリ土類金
属、アルカリ金属などの不純物がほとんどなく、また球
状で自由流動性にすぐれており好ましい。ポリメチルシ
ルセスキオキサンの平均粒子径は０．１〜１００μｍ、
好ましくは０．１〜２０μｍである。０．１μｍ未満の
ものは製造しにくく、また　１００μｍを超えると樹脂
に均一に分散せず均一な発光が不可能となる。また、配
合量は（２）（Ａ）　　１００重ｉ部に対して０．１〜
５０重口部が好ましい、０．１重量部未満では均一な発
光が得にくく、５０重量部を超えると光の透過率が悪く
なる場合があるからである。

また本発明のエポキシ樹脂組成物には上記成分の他に必
要に応じて酸化防止剤、染料等の添加剤を加えることが
できる。

こうして得たエポキシ樹脂組成物で発光素子・受光素子
及び／又は部品等を封止する方法（，１次のようにして
行う。例えば第１図（ａ　）に示すごとく離型剤を塗布
した発光ダイオード用プラスチック型１にエポキシ樹脂
組成物２を注入し、ガリウムーヒ素−リン（Ｇａ　−Ａ
ｓ−Ｐ）発光色黄色のチップ３なマウントしたフレーム
４を固定用治具５を用いて取り付け、１４０℃の温度で
１６時間加熱硬化させる。こうして封止された発光ダイ
オードを固定用治具５より取りはずして、エポキシ樹脂
組成物で封止された発光装置６を得ることができる。型
１より取りはずした樹脂封止型半導体装置を第１図（ｂ
）に示した。

［発明の実施例］ 次に本発明を実施例および参考例により説明するが、本
発明はこれらにより限定されるもので【まない。なお実
施例および参考例中、部はすべて重口部を示す。

参考例１（ポリメチルシルセスキオキサンの生成）温度
計、還流器および撹拌機のついた４つロフラスコに、水
５００部と２８％の濃度のアンモニア水溶液５０部とを
仕込み、このアンモニア水溶液中に、第１表に示すメチ
ルトリメトキシシラン２００部を撹拌しながら約４０分
かけて徐々に滴下した。反応温度は１０℃からスタート
し、滴下終了時には３０℃に遅した。次にマントルヒー
ターで加熱して８４℃で還流ざＶｌこの温度で約１時間
撹拌を続けた。

冷却後フラスコ内に析出した生成物を循環し、水洗して
乾燥侵粉砕工程を経て、第１表に示す自由流動性に優れ
た粉末状のポリメチルシルセスキオキサン（Ｆ−１〜Ｆ
−２）が得られた。

（以下余白） 参考例２（ポリメチルシルセスキオキサンの生成）１重
ｉ％の！！素原子を含むメチル８９１６１９２５２１１
８部に水９部を添加し、８０℃で約２ｖＩ間加熱してそ
の部分加水分解縮合物を得た。これをエチレンジアミン
の３重婚％水溶液５００部中に滴下し、参考例１と同様
の条件下で加水分解・縮合させたところ、平均粒子径８
μ厘の粉末状のポリメチルシルセスキオキサン（Ｆ−３
）が得られた。

実施例１ エポン８０７（シェル化学社製エポキシｍｌ商品名）　
　１００１１　、無水へキサヒトＯフタル酸１０００１
ＶＣＡＴ　　５Ａ１０２［サンアボット社製１．８−ジ
アザピシクＯ（５，４，０）ウンデセン７の２エチルヘ
キサンＦＷ塩］　　２．０ｇ、およびＦ−１のポリメチ
ルシルセスキオキサン１部を混合かく拌して均一に混合
しエポキシ樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を離
型剤を塗布した発光ダイオード用プラスチック型に注入
し、ガリウムーヒ素−リン（Ｇａ　−Ａｓ−Ｐ）発光色
黄色のチップをマウントしたフレームを、冶具を用いて
取り付け、１４０℃で１６時間加熱硬化して治具より取
りはずし１個１個切り離し、樹脂封止型発光￥Ｋｌｉを
得た。

実施例２〜７ 第２表に示した樹脂組成物で実施例１と同様な方法でＬ
ＥＤを封止して樹脂封止型発光装置を得た。

比較例１〜２ 第２表に示した樹脂組成物で実施例１と同様な方法でＬ
ＥＤを封止して樹脂封止型発光装置を得た。なお比較例
１は実施例１におけるポリメチルシルセスキオキサンを
含まぬ系、比較例２はポリメチルシルセスキオキサンの
代りに平均粒子径５μ−の湿式シリカを用いたものであ
る。

次にこの装置の輝度の測定を専用８置を用いて行った。

次にそれぞれのＬＥＤを、２５■Ａ、２．２■の条件で
空温で１６８時間通電後、再びそれぞれのＬＥＤの輝度
を測定し、輝度の変化を調べた。

測定は２０個のＬＥＤで行い、輝度の残存率の平均をそ
の時間の輝度の残存率とした。

また、光源として、出力２Ｋｗの高圧水銀ラン１２本を
使用し、光源との距離が１０ｃｍのところで照射を行い
、光の散乱性の有無をｖＡ察した。

ざらに、実施例１〜７および比較例２の組成物を５００
ｍ　ｌのがラスピンに入れ、１力月間静置してフィラー
の沈降の有無を１１２寮した。

その結果を第２表に示す。

（以下余白） 第２表から明らかなように本発明のエポキシ樹脂組成物
を用いた樹脂封止型半導体装置は均一な光散乱性を有し
た素子であることが確認された。

［発明の効果］ 以上説明したようにエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤
およびポリメチルシルセスキオキサンからなるエポキシ
樹脂組成物で封止したことによって、光の散乱性の均一
な輝度効率がよく耐熱性に優れたｂ１脂封止型半導体装
置を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の樹脂封止型半導体装置の注型時にお
ける断面図、第２図は樹脂封止後の半導体装置を示す。 １・・・・・・・・・・・・プラスチック型２・・・・
・・・・・・・・エポキシ樹脂組成物３・・・・・・・
・・・・・ＬＥＤチップ４・・・・・・・・・・・・フ
レーム ５・・・・・・・・・・・・固定用冶具６・・・・・・
・・・・・・樹脂封止型半導体装置代理人弁理士　　　
須　山　佐　− 手　　ｖｃ　　？！ｌ　　正　　硼 昭和６０年　１月３１日 Ｖｇ許庁長宮　殿 ２、発明の名称 樹脂封止型半導体装置 ３、？ｌｉ正をする者 事件との関係・特許出願人 東京都港区六本木６丁目２番３１号 東芝シリコーン株式会社 代表者　　−木　利　夫 ４、　代　　理　　人　　　　　〒　１０１東京都千代
田区神田多町２丁目１番地 ５、補正命令の日付　　　　　　　　　　　　　−自　
　発 ６、補正の対象 明ｌ１ｉＩ言の発明の詳細な説明の欄　　７、補正の内
容 （１）明細１第１０頁５〜６行の「水ｓｏｏ部と２８％
の濃度のアンモニア水溶液５０部」を［第１表に示す層
の水と２８％の濃度のアンモニア水溶液Ｊと補正する。 （２ン明細ＷＩ第１０頁７行の「第１表に示すＪを削除
する。 （３）明細書第１１頁第１表におけるＦ−２の生成物の
含有塩素原子濃度の「１ｐｐ園以下」をｒ　０．１ｐｐ
■以下」と補正する。 （４）明細履第１３頁下がら１行のｒ２ＫＷＪをｒ２ｋ
ＷＪと補正する。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）エポキシ樹脂 （Ｂ）硬化剤 （Ｃ）硬化促進剤 （Ｄ）ポリメチルシルセスキオキサン から成る透明な硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物によ
   って半導体及び／又は部品を封止してなることを特徴と
   する樹脂封止型半導体装置。
2. （２）（Ａ）のエポキシ樹脂が、ビスフェノールＦ型エ
   ポキシ樹脂である特許請求の範囲第１項記載の半導体装
   置。
3. （３）（Ｂ）の硬化剤の量が（Ａ）のエポキシ樹脂１当
   量に対して０．５〜１．２当量に相当する量である特許
   請求の範囲第１項記載の半導体装置。
4. （４）（Ｃ）の硬化促進剤の量が（Ａ）のエポキシ樹脂
   と（Ｂ）の硬化剤の合計量１００重量部に対して０．０
   ５〜１０重量部である特許請求の範囲第１項記載の半導
   体装置。
5. （５）（Ｄ）のポリメチルシルセスキオキサンの量が（
   Ａ）のエポキシ樹脂１００重量部に対して０．１〜５０
   重量部である特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。
6. （６）（Ｄ）が平均粒子径０．１〜１００μｍのポリメ
   チルシルセスキオキサンである特許請求の範囲第１項な
   いし第５項記載の半導体装置。
7. （７）（Ｄ）がメチルトリアルコキシシランまたはその
   加水分解・縮合物をアンモニアまたはアミン類の水溶液
   中で加水分解・縮合させて得られたポリメチルシルセス
   キオキサンである特許請求の範囲第１項、第５項ないし
   第６項のいずれか１項記載の半導体装置。
8. （８）（Ｄ）の平均粒子径が０．１〜２０μｍである特
   許請求の範囲第１項、第５項、第６項ないし第７項のい
   ずれか１項記載の半導体装置。