TWI555790B - 光半導體裝置用環氧樹脂組成物、使用其所得之光半導體裝置用導線架及光半導體裝置用基板、以及光半導體裝置 - Google Patents

光半導體裝置用環氧樹脂組成物、使用其所得之光半導體裝置用導線架及光半導體裝置用基板、以及光半導體裝置 Download PDF

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Description

光半導體裝置用環氧樹脂組成物、使用其所得之光半導體裝置用導線架及光半導體裝置用基板、以及光半導體裝置
本發明係關於用作形成反射器(反射部分)之材料之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，該反射器反射自(例如)光半導體元件發射之光。本發明進一步係關於使用環氧樹脂組成物所得之光半導體裝置用導線架及光半導體裝置用基板，且係關於光半導體裝置。
習用光半導體裝置(包括安裝於其中之光半導體元件)具有包括以下之組態：金屬導線架1；安裝於其上之光半導體元件2；及用於光反射之反射器3，其係由樹脂材料形成以便包圍光半導體元件2之周邊，如圖1中所示。然後，用透明樹脂(例如聚矽氧樹脂)囊封由反射器3包圍之包括光半導體元件2之空間。於金屬導線架1中形成之電極電路(未顯示)與光半導體元件2係藉由欲根據需要提供之接合引線4彼此電連接。
現在，使用環氧樹脂組成物來囊封光半導體元件，例如發光二極體(LED)。具體而言，對於意欲研發用於LED環境之環氧樹脂組成物而言，使用包括脂肪族(脂環族)烴作為主要結構之材料作為能夠使可見光短波長區域中之吸收較低之環氧樹脂(參見專利文件1)。
專利文件1：JP-A-2007-91960
在如上所述之光半導體裝置中，人們已知添加填料為降 低線性膨脹係數之方法。然而，涉及以下問題：若增加填料含量，則儘管強度增加，但光半導體裝置變得易碎。具體而言，由於用於上述專利文件1中之包括脂肪族(脂環族)烴作為主要結構之環氧樹脂之韌性相對較弱，因此若將大量填料添加至上述專利文件1之材料中，則涉及光半導體裝置變得明顯易碎的問題。
在該等情況下，製得本發明。本發明之目標係提供光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其能夠滿足低線性膨脹係數及強度二者；使用其所得之光半導體裝置用導線架及光半導體裝置用基板；以及光半導體裝置。
亦即，本發明係關於以下1至16項。
1.一種光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其包括以下成份(A)至(E)，其中該成份(C)及該成份(D)之總含量佔該全部環氧樹脂組成物之69重量%至94重量%，且以滿足以下數值公式(1)之量含有該成份(E)：(A)環氧樹脂；(B)固化劑；(C)白色顏料；(D)無機填料；及(E)矽烷偶合劑， 其中X1代表該成份(C)之BET比表面積(m2/g)；X2代表該成份(C)之含量(g)；Y1代表該成份(D)之BET比表面積(m2/g)；Y2代表該成份(D)之含量(g)；Z1代表該成份(E)之最小覆蓋面積(m2/g)；且Z2代表該成份(E)之含量(g)，前提係當含有複數個該等成份(C)至(E)中之每一者時，指定值係其總值。
2.如第1項之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其中該光半導體裝置用環氧樹脂組成物之固化材料之光反射率在430 nm至800 nm之波長範圍內為80%或更高。
3.如第1或2項之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其中該成份(E)係矽烷偶合劑，其係由以下通式(1)代表： 其中X代表縮水甘油基、氧化環己烯基、硫醇基或胺基；m代表1、2或3中之任一者；且l代表0、1、2或3中之任一者。
4.如第1至3項中任一項之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其中該光半導體裝置用環氧樹脂組成物之固化材料之撓曲強度為60 MPa或更高，且撓曲彈性模數為10 GPa或更高。
5.如第1至4項中任一項之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其中該成份(C)係二氧化鈦。
6.如第1至5項中任一項之光半導體裝置用環氧樹脂組 成物，其中該成份(A)係具有異氰尿酸酯環結構之環氧樹脂。
7.如第1至6項中任一項之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其中該成份(B)係酸酐固化劑。
8.如第1至7項中任一項之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其進一步包括固化加速劑作為成份(F)。
9.一種光半導體裝置用導線架，該導線架具有光半導體元件安裝區域且具有包圍該區域之至少一部分之反射器，其中該反射器係自如第1至8項中任一項之光半導體裝置用環氧樹脂組成物形成。
10.如第9項之光半導體裝置用導線架，其中該反射器僅在該光半導體裝置用導線架之一個表面上形成。
11.如第9或10項之光半導體裝置用導線架，其中該反射器係藉由轉移模製形成。
12.一種光半導體裝置用基板，該基板具有光半導體元件安裝區域且具有包圍該區域之至少一部分之反射器， 其中該反射器係自如第1至8項中任一項之光半導體裝置用環氧樹脂組成物形成。
13.如第12項之光半導體裝置用基板，其中該反射器僅在該光半導體裝置用基板之一個表面上形成。
14.如第12或13項之光半導體裝置用基板，其中該反射器係藉由轉移模製形成。
15.一種光半導體裝置，其包括： 如第9至11項中任一項之光半導體裝置用導線架；及光半導體元件，其安裝於該導線架中之規定位置上。
16.一種光半導體裝置，其包括：如第12至14項中任一項之光半導體裝置用基板；及光半導體元件，其安裝於該基板中之規定位置上。
即，為獲得能夠設法滿足低線性膨脹係數及強度二者之光半導體裝置，本發明者進行了廣泛且深入之調查研究。在研究過程中，本發明者關注作為表面改良劑之矽烷偶合劑，並發現，藉由將矽烷偶合劑[成份(E)]與環氧樹脂[成份(A)]、固化劑[成份(B)]、白色顏料[成份(C)]及無機填料[成份(D)]組合使用，且將成份(C)及成份(D)之總含量調節至佔環氧樹脂組成物之69重量%至94重量%，且亦將矽烷偶合劑[成份(E)]之含量調節至滿足由上述數值公式(1)表示之表面覆蓋率(1%至190%)之值，使用此環氧樹脂組成物之光半導體裝置不會變得易碎，且能夠設法滿足低線性膨脹係數及強度二者，從而達成本發明。
根據上文，本發明光半導體裝置用環氧樹脂組成物(下文中亦稱作「環氧樹脂組成物」)將作為表面改良劑之矽烷偶合劑[成份(E)]與環氧樹脂[成份(A)]、固化劑[成份(B)]、白色顏料[成份(C)]及無機填料[成份(D)]組合使用。此外，不僅將成份(C)及成份(D)之總含量調節至佔環氧樹脂組成物之69重量%至94重量%，而且亦將成份(E)之含量調節至滿足由上述數值公式(1)表示之表面覆蓋率(1%至190%)之值。因此，用矽烷偶合劑[成份(E)]改良白色顏料 [成份(C)]及無機填料[成份(D)]之表面，且使用此環氧樹脂組成物之光半導體裝置不會變得易碎，且能夠設法滿足低線性膨脹係數及強度二者。
然後，本發明環氧樹脂組成物成為形成反射器之材料，該反射器反射自光半導體元件發射之光。因此，在具有藉由使用上述環氧樹脂組成物於其中形成之反射器之光半導體裝置中，當使用上述反射器時，可減少將在製作LED封裝期間所造成反射器之破裂或裂縫或防止其發生，且因此，可較低廉地大量生產光半導體裝置。
本發明環氧樹脂組成物係使用以下成份獲得：環氧樹脂(成份(A))、固化劑(成份(B))、白色顏料(成份(C))、無機填料(成份(D))及矽烷偶合劑(成份(E))，且其通常用於呈液體或粉末形式或呈錠劑形式(藉由將粉末壓錠獲得)之囊封材料。較佳地使用本發明環氧樹脂組成物作為形成圖1中所示光半導體裝置之反射器3之材料。
本發明最重要之特有特徵在於，白色顏料(成份(C))及無機填料(成份(D))之總含量佔全部環氧樹脂組成物之69重量%至94重量%；且在於以滿足上述數值公式(1)之量含有矽烷偶合劑(成份(E))。
首先，闡述本發明環氧樹脂組成物中之每一成份。
用於本發明環氧樹脂組成物之環氧樹脂(成份(A))之實例包括雙酚A型環氧樹脂；雙酚F型環氧樹脂；酚醛型環氧樹脂，例如苯酚酚醛型環氧樹脂及甲酚酚醛型環氧樹脂；脂 環族環氧樹脂；含氮環環氧樹脂，例如異氰尿酸三縮水甘油基酯樹脂及乙內醯脲型環氧樹脂；氫化雙酚A型環氧樹脂；脂肪族環氧樹脂；縮水甘油醚型環氧樹脂；雙酚S型環氧樹脂；聯苯型環氧樹脂，其主要用作產生具有低吸水率之固化樹脂之類型；二環環氧樹脂以及萘型環氧樹脂。該等環氧樹脂可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。自耐熱性及耐光性之觀點而言，在該等環氧樹脂中，具有異氰尿酸酯環結構之環氧樹脂(例如異氰尿酸三縮水甘油基酯樹脂)較佳。
環氧樹脂(成份(A))在常溫下可係固體或液體。然而，一般而言，欲使用之環氧樹脂較佳係平均環氧當量為90至1,000者。此外，在固體環氧樹脂之情形下，軟化點為160℃或更低之環氧樹脂較佳。當環氧當量過低時，環氧樹脂組成物固化材料往往會變得易碎；而當環氧當量過高時，環氧樹脂組成物固化材料之玻璃轉化溫度(Tg)往往會變低。
固化劑(成份(B))之實例包括酸酐固化劑、異氰尿酸衍生物固化劑、酚系固化劑、胺固化劑、藉由用醇將上述酸酐固化劑部分地酯化獲得之固化劑及羧酸(例如六氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸及甲基六氫鄰苯二甲酸)。該等固化劑可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。自耐熱性及耐光性之觀點而言，在該等固化劑中，酸酐固化劑較佳。
酸酐固化劑之實例包括鄰苯二甲酸酐、馬來酸酐、苯偏 三酸酐、焦蜜石酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基納迪克(nadic)酸酐、納迪克酸酐、戊二酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐及甲基四氫鄰苯二甲酸酐。在該等酸酐中，較佳使用鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐或甲基六氫鄰苯二甲酸酐。另外，酸酐固化劑較佳地係分子量為約140至200之酸酐固化劑，且無色或淺黃色酸酐固化劑較佳。
此外，異氰尿酸衍生物固化劑之實例包括異氰尿酸1,3,5-叁(1-羧基甲基)酯、異氰尿酸1,3,5-叁(2-羧基乙基)酯、異氰尿酸1,3,5-叁(3-羧基丙基)酯及異氰尿酸1,3-雙(2-羧基乙基)酯。
在本文中，設定環氧樹脂(成份(A))及固化劑(成份(B))之摻和比例，以使得相對於環氧樹脂(成份(A))中之一當量之環氧基團，固化劑(成份(B))中能夠與環氧基團反應的活性基團(酸酐基團或羧基)之量較佳係0.5當量至1.5當量，且尤佳係0.7當量至1.2當量。當活性基團之量過低時，往往不僅環氧樹脂組成物之固化速率會變慢，而且其固化材料之玻璃轉化溫度(Tg)亦會變低；而當活性基團之量過高時，防潮性往往會降低。
接下來，與上述成份(A)及成份(B)組合使用之白色顏料(成份(C))之實例包括無機白色顏料，例如氧化鎂、氧化銻、二氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅、鉛白、高嶺土(kaolin)、氧化鋁、碳酸鈣、碳酸鋇、硫酸鋇、硫酸鋅及硫化鋅。該等無機白色顏料可單獨使用或以其兩種或更多 種之組合使用。自可獲得極佳光反射率之觀點而言，在該等無機白色顏料中，較佳使用二氧化鈦。尤佳使用具有金紅石型晶體結構之二氧化鈦。另外，自流動性及光屏蔽性之觀點而言，較佳使用平均粒徑為0.05 μm至2.0 μm之金紅石型二氧化鈦。自光反射性之觀點而言，其平均粒徑尤佳係0.08 μm至0.5 μm。順便而言，平均粒徑可用(例如)雷射繞射/散射粒徑分佈分析儀來量測。
順便而言，將本發明中之白色顏料(成份(C))之含量設定在如稍後所述之範圍內。
與上述成份(A)至(C)組合使用之無機填料(成份(D))之實例包括：石英玻璃粉、滑石粉、二氧化矽粉(例如熔融二氧化矽粉及結晶二氧化矽粉)、氮化鋁粉及氮化矽粉。該等無機填料可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。自降低線性膨脹係數或諸如此類之觀點而言，在該等無機填料中，較佳使用二氧化矽粉。自高填充性及高流動性之觀點而言，尤佳使用球形熔融二氧化矽粉。對於無機填料(成份(D))之粒徑及粒徑分佈而言，較佳在考慮其與白色顏料(成份(C))之粒徑及粒徑分佈之組合的同時設定其粒徑及粒徑分佈，以便在藉由轉移模製或諸如此類模製環氧樹脂組成物時使毛邊及諸如此類之發生最小化。特定而言，較佳容許無機填料(成份(D))之平均粒徑屬於5 μm至60 μm範圍內。
在本發明中，上述白色顏料(成份(C))及無機填料(成份(D))之總含量必需佔全部環氧樹脂組成物之69重量%至94 重量%。總含量較佳係75重量%至94重量%，且尤佳係80重量%至94%重量%。當總含量過低時，撓曲彈性模數及光反射率較低，且幾乎不能降低線性膨脹係數；而當總含量過高時，環氧樹脂組成物由於顯著增稠而幾乎不能藉助捏合或諸如此類製作。
在本文中，白色顏料(成份(C))之含量較佳佔全部環氧樹脂組成物之2重量%至40重量%、更佳5重量%至30重量%且尤佳15重量%至30重量%。此外，無機填料(成份(D))之含量較佳係藉由自白色顏料(成份(C))及無機填料(成份(D))之總含量減去白色顏料(成份(C))之含量獲得之值。
在本發明環氧樹脂組成物中，特有特徵在於，矽烷偶合劑(成份(E))係以指定比例與上述成份(A)至(D)組合使用。自能夠與環氧樹脂(成份(A))化學反應且無特別抑制反應之觀點而言，矽烷偶合劑(成份(E))較佳係由以下通式(1)代表之矽烷偶合劑。
在通式(1)中，X代表縮水甘油基、氧化環己烯基、硫醇基或胺基；m代表1、2或3中之任一者；且l代表0、1、2或3中之任一者。
由上述通式(1)代表之矽烷偶合劑之特定實例包括3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷及2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷。
矽烷偶合劑(成份(E))之含量較佳佔全部環氧樹脂組成物之0.01重量%至2.4重量%且更佳0.1重量%至2.0重量%。
在本發明中，調節矽烷偶合劑(成份(E))之含量(Z2)，以使得由以下數值公式(1)表示之表面覆蓋率係1%至190%、較佳5%至170%且更佳10%至150%。在表面覆蓋率小於下限之含量中，未獲得足夠強度；而在表面覆蓋率超過上限之含量中，環氧樹脂組成物之Tg降低。
順便而言，本發明所提及之表面覆蓋率意指由以下數值公式(1)表示之值。更詳盡而言，表面覆蓋率表示矽烷偶合劑(成份(E))之比表面積與白色顏料(成份(C))及無機填料(成份(D))之總比表面積之比率。
在數值公式(1)中，X1代表成份(C)之BET比表面積(m2/g)；X2代表成份(C)之含量(g)；Y1代表成份(D)之BET比表面積(m2/g)；Y2代表成份(D)之含量(g)；Z1代表成份(E)之最小覆蓋面積(m2/g)；且Z2代表成份(E)之含量(g)，前提係當使用複數個成份(C)至(E)中之每一者時，指定值係其總值。
在上述數值公式(1)中，白色顏料(成份(C))之BET比表面積(X1)較佳係在2 m2/g至70 m2/g範圍內，且尤佳在5 m2/g至60 m2/g範圍內。此外，無機填料(成份(D))之BET比表面積(Y1)較佳係在0.1 m2/g至10 m2/g範圍內，且尤佳在1 m2/g 至8 m2/g範圍內。
此外，矽烷偶合劑(成份(E))之最小覆蓋面積(Z1)較佳係在100 m2/g至1,000 m2/g範圍內，且尤佳在150 m2/g至500 m2/g範圍內。
順便而言，矽烷偶合劑(成份(E))之最小覆蓋面積(Z1)係由以下數值公式(2)來表示。
在上述數值公式(2)中，矽烷偶合劑(成份(E))之分子量較佳係在100至1,000範圍內，且尤佳在100至500範圍內。
順便而言，在上述數值公式(1)中，白色顏料(成份(C))之含量(X2)、無機填料(成份(D))之含量(Y2)及矽烷偶合劑(成份(E))之含量(Z2)中之每一者較佳係在滿足全部環氧樹脂組成物中之每一成份之上述含量(重量%)之範圍內。
除上述成份(A)至(E)外，可根據需要將各種添加劑(例如固化加速劑(成份(F))、改良劑、阻燃劑、抗氧化劑、消泡劑、調平劑及脫模劑)適當地摻和於本發明環氧樹脂組成物中。
固化加速劑(成份(F))之實例包括三級胺，例如1,8-二氮雜-二環[5.4.0]十一烯-7、三乙二胺、三-2,4,6-二甲基胺基甲基苯酚、N,N-二甲基苄基胺、N,N-二甲基胺基苯及N,N-二甲基胺基環己烷；咪唑，例如2-乙基-4-甲基咪唑及2-甲基咪唑；磷化合物，例如三苯基膦、四苯基鏻四苯基硼酸鹽、四-正-丁基鏻四氟硼酸鹽、甲基三-正-丁基鏻二甲基 磷酸鹽及四-正-丁基鏻-o,o-二乙基二硫代磷酸鹽；四級銨鹽；有機金屬鹽；及其衍生物。該等固化加速劑可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。在該等固化加速劑中，較佳使用三級胺、咪唑或磷化合物。尤其地，為獲得具有低著色程度且透明且堅韌之固化材料，尤佳使用磷化合物。
將固化加速劑(成份(F))之含量設定為相對於環氧樹脂(成份(A))較佳0.001重量%至8.0重量%，且尤佳0.01重量%至3.0重量%。當固化加速劑(成份(F))之含量過低時，擔心不能獲得足夠固化加速效應；而當固化加速劑(成份(F))之含量過高時，所得固化材料往往造成褪色。
阻燃劑之實例包括金屬氫氧化物化合物(例如氫氧化鎂)、基於溴之阻燃劑、基於氮之阻燃劑及基於磷之阻燃劑。另外，亦可使用阻燃輔助劑，例如三氧化銻。
改良劑之實例包括二醇、聚矽氧及醇。
抗氧化劑之實例包括基於受阻酚之抗氧化劑、基於磷之抗氧化劑及基於硫化物之抗氧化劑。該等抗氧化劑可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。自耐熱褪色之觀點而言，在該等抗氧化劑中，較佳使用基於受阻酚之抗氧化劑。
消泡劑之實例包括基於聚矽氧之消泡劑。
本發明環氧樹脂組成物可以(例如)以下方式來製造。即，適當摻和上述成份(A)至(E)及(視情況)固化加速劑(成份(F))以及(另外)欲根據需要摻和之上述各種添加劑。之 後，使用捏合機捏合並熔化混合該等成份，隨後粉碎。可由此製造呈粉末形式之環氧樹脂組成物。
在本發明環氧樹脂組成物中，其固化材料較佳具有以下撓曲特性。即，其撓曲強度較佳係60 MPa或更高、尤佳80 MPa或更高且最佳100 MPa或更高；且其撓曲彈性模數較佳係10 GPa或更高、尤佳15 GPa或更高且最佳20 GPa或更高。
上述撓曲強度及撓曲彈性模數係以(例如)以下方式來量測。即，在規定固化條件(例如在175℃下模製2分鐘且隨後在175℃下固化2小時)下製造厚度為4 mm之環氧樹脂組成物之固化材料以製作試片(固化材料)。可根據JIS-K7171使用分析儀(例如由Shimadzu公司製造之AG-500)在常溫(20℃±15℃)下量測此固化材料之撓曲強度及撓曲彈性模數。
此外，在本發明環氧樹脂組成物之固化材料中，在玻璃轉化溫度(Tg)或更低溫度之溫度範圍中之線性膨脹係數較佳係28 ppm/K或更小、尤佳25 ppm/K或更小且最佳20 ppm/K或更小。
上述線性膨脹係數係以(例如)以下方式來量測。即，在規定固化條件(例如在175℃下模製2分鐘且隨後在175℃下固化3小時)下製造厚度為5 mm之環氧樹脂組成物之固化材料以製作試片(固化材料)。此固化材料之線性膨脹係數可使用分析儀(例如由Shimadzu公司製造之TMA-50)以2℃/min之升溫速率來量測。
此外，在本發明環氧樹脂組成物之固化材料中，光反射率在430 nm至800 nm之波長範圍內較佳係80%或更高且尤佳85%或更高。附帶而言，其上限通常係100%。
上述光反射率係以(例如)以下方式來量測。即，在規定固化條件(例如在150℃下模製4分鐘且隨後在150℃下固化5小時)下製作厚度為1 mm之環氧樹脂組成物之固化材料。此固化材料在上述範圍內之波長下之光反射率可使用分光光度計(例如由JASCO公司製造之分光光度計V-670)在室溫(20℃±15℃)下來量測。
使用本發明環氧樹脂組成物之光半導體裝置係以(例如)以下方式來製造。即，將金屬導線架佈置在轉移模製機之模具內，且使用環氧樹脂組成物藉由轉移模製來形成反射器。以此方式，形成光半導體裝置用金屬導線架，其中以包圍光半導體元件安裝區域之周邊之狀態形成反射器。隨後，將光半導體元件安裝於金屬導線架上位於反射器內側之光半導體元件安裝區域中，並根據需要實施引線接合。由此製作呈單元形式之光半導體裝置，該單元配備有以下物件：金屬導線架1，其中以包圍欲安裝之光半導體元件2之周邊之狀態形成反射器3；及安裝於金屬導線架1上之光半導體元件2，如圖1中所示。於金屬導線架1上形成之電極電路(未顯示)與光半導體元件2係藉由接合引線4彼此電連接。在上述光半導體裝置中，位於反射器3內側之包括光半導體元件2之區域係用聚矽氧樹脂或諸如此類囊封。
另外，光半導體裝置之其他組態展示於圖2至圖4中。在 圖2中所示之光半導體裝置中，反射器3a僅於金屬導線架1a(或基板)上安裝有光半導體元件2之一個表面上形成，且金屬導線架1a(或基板)於後表面側上暴露。此外，圖3中所示光半導體裝置之組態與圖1中所示光半導體裝置之組態實質上相同；然而，反射器3亦在金屬導線架1上位於反射器3之內部區域中之光半導體元件2之周邊處形成。然後，圖4中所示光半導體裝置之組態與圖2所示光半導體裝置之組態實質上相同；然而，反射器3a亦在金屬導線架1a(或基板)上位於反射器3a之內部區域中之光半導體元件2之周邊處形成。順便而言，在圖2至圖4中所示光半導體裝置之組態中，與圖1中所示光半導體裝置中之部分相同之部分係藉由相同編號及符號命名。
順便而言，在本發明中，在上述圖2及圖4中所示之光半導體裝置中，可使用各種基板來代替金屬導線架1a。各種基板之實例包括有機基板、無機基板及撓性印刷基板。然後，在上述圖2及圖4中所示光半導體裝置之金屬導線架1a及各種基板中，於其表面上形成電極電路(未顯示)。
實例
接下來，在下文中給出實例與比較實例。然而，不應認為本發明限於該等實例。
首先，在製作環氧樹脂組成物之前，製備如下所示之材料。
[環氧樹脂(A)]
異氰尿酸三縮水甘油基酯(環氧當量：100)
[固化劑(B)]
4-甲基六氫鄰苯二甲酸酐(酸當量：168)
[白色顏料(C)]
金紅石型二氧化鈦[平均粒徑：0.21 μm，BET比表面積(X1)：9.0 m2/g]
[無機填料(D)]
球形熔融二氧化矽[平均粒徑：22 μm，BET比表面積(Y1)：3.2 m2/g]
[矽烷偶合劑(E)]
3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷[最小覆蓋面積(Z1)：330 m2/g]
[固化加速劑(F)]
四-正-丁基鏻-o,o-二乙基二硫代磷酸鹽
[實例1至7及比較實例1至4]
將下表1及2中之每一者中所展示之各別成份以該等表中之每一者中所展示之比例摻和，並在燒杯中熔化混合。在使混合物陳化後，將所得混合物冷卻至室溫(25℃)，並粉碎以製作呈粉末形式之環氧樹脂組成物。
實例及比較實例之由此獲得之環氧樹脂組成物中每一者之各別特性係根據以下方法來評估。結果亦展示於上述表1及2中之每一者中。
[撓曲測試(撓曲強度及撓曲彈性模數)]
使上述環氧樹脂組成物中之每一者在規定凝固條件(條件：在175℃下模製2分鐘且隨後在175℃固化3小時)下固化以製作厚度為4 mm、寬度為10 mm且長度為80 mm之試片。根據JIS-K7171：2008使此試片(固化材料)經受撓曲測試(針對撓曲強度及撓曲彈性模數)。順便而言，使用由Shimadzu公司製造之AG-500作為分析儀，並在常溫(20℃)下實施量測。撓曲強度較佳係60 MPa或更高；且撓曲彈性模數較佳係10 GPa或更高。
[線性膨脹係數(在不高於Tg之溫度範圍中)]
使上述環氧樹脂組成物中之每一者在規定凝固條件(條件：在175℃下模製2分鐘且隨後在175℃下固化3小時)下固化以製作厚度為5 mm、寬度為5 mm且長度為30 mm之試片。此固化材料在不高於環氧樹脂組成物固化材料之Tg之溫度範圍中之線性膨脹係數係使用分析儀(由Shimadzu公司製造之TMA-50)以2℃/min之升溫速率來量測。順便而 言，線性膨脹係數較佳不超過28 ppm/K。
[光反射率]
使上述環氧樹脂組成物中之每一者在規定固化條件(條件：在175℃下模製2分鐘且隨後在175℃下固化3小時)下固化以製作厚度為1 mm之試片。量測此試片(固化材料)之初始光反射率。順便而言，使用由JASCO公司製造之分光光度計V-670作為分析儀，並在室溫(25℃)下量測450 nm波長下之光反射率。順便而言，光反射率較佳係80%或更高。
自上述各表之結果證實，在實例之所有試片中，不僅將成份(C)及成份(D)之總含量調節至規定範圍，而且亦調節矽烷偶合劑之含量，以使得表面覆蓋率屬於規定範圍，且因此，不僅顯示有利的光反射率，而且亦可設法滿足低線性膨脹係數及強度二者。
另一方面，在比較實例1之試片中，由於未摻和矽烷偶合劑，因此撓曲強度較低。
在比較實例2之試片中，由於矽烷偶合劑之含量過高而致使表面覆蓋率過高，因此環氧樹脂組成物未固化。
在比較實例3之試片中，由於成份(C)及成份(D)之總含量過高，因此揉合因顯著增稠而變得困難，且不能製作環氧樹脂組成物。
在比較實例4之試片中，由於成份(C)及成份(D)之總含量過低，因此撓曲彈性模數較低，且線性膨脹係數亦較高。
接下來，以上述實例中之每一者之試片形式使用呈精細 粉末形式之環氧樹脂組成物來製造具有圖1中所示組態之光半導體發光裝置。即，將由合金42(鍍有Ag)製得之導線架1裝入轉移模製機中，並實施轉移模製(模製條件：在175℃下模製2分鐘且隨後在175℃下固化2小時)。由此製得圖1中所示之光半導體發光裝置，其中製造反射器3、於反射器3中形成之凹部及於該凹部內提供之金屬導線架1，光半導體元件2(大小：0.3 mm×0.3 mm)係安裝於凹部內，且於金屬導線架1上形成之電極電路與光半導體元件2係藉由接合引線4彼此電連接。最後，倒入液體聚矽氧囊封劑並使其固化以製造呈單元形式之光半導體發光裝置，該單元配備有以下物件：反射器3、於反射器3中形成之凹部、於該凹部內提供之金屬導線架1及安裝於金屬導線架1上之光半導體元件2，如圖1中所示。由此獲得無缺陷光半導體發光裝置。
儘管本文已參照特定實施例詳細地闡述本發明，但熟習此項技術者應明瞭，可對其作出各種改變及修改，此並不背離其精神及範圍。
順便而言，本申請案係基於2011年8月2日申請之日本專利申請案第2011-169178號，且其內容以引用方式併入本文中。
本文所引用之全部參考文獻皆以全文引用方式併入本文中。
本發明光半導體裝置用環氧樹脂組成物可用作(例如)形成反射器之材料，該反射器反射自安裝於光半導體裝置中 經聚矽氧樹脂囊封之光半導體元件發射之光。
1‧‧‧金屬導線架
1a‧‧‧金屬導線架
2‧‧‧光半導體元件
3‧‧‧反射器
3a‧‧‧反射器
4‧‧‧接合引線
圖1係示意性展示本發明光半導體裝置之組態之剖視圖。
圖2係示意性展示本發明光半導體裝置之另一組態之剖視圖。
圖3係示意性展示本發明光半導體裝置之又一組態之剖視圖。
圖4係示意性展示本發明光半導體裝置之再一組態之剖視圖。

Claims (16)

  1. 一種光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其包含以下成份(A)至(E)，其中該成份(C)及該成份(D)之總含量佔該全部環氧樹脂組成物之69重量%至94重量%，且以滿足以下數值公式(1)之量含有該成份(E)：(A)環氧樹脂；(B)固化劑；(C)白色顏料；(D)無機填料；及(E)矽烷偶合劑， 其中X1代表該成份(C)之BET比表面積(m2/g)；X2代表該成份(C)之含量(g)；Y1代表該成份(D)之BET比表面積(m2/g)；Y2代表該成份(D)之含量(g)；Z1代表該成份(E)之最小覆蓋面積(m2/g)；且Z2代表該成份(E)之含量(g)，前提係當含有複數個該等成份(C)至(E)中之每一者時，所指定值係其總值。
  2. 如請求項1之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其中該光半導體裝置用環氧樹脂組成物之固化材料之光反射率在430nm至800nm之波長範圍內為80%或更高。
  3. 如請求項1之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其中該 成份(E)係矽烷偶合劑，其係由以下通式(1)代表： 其中X代表縮水甘油基、氧化環己烯基、硫醇基或胺基；m代表1、2或3中之任一者；且l代表0、1、2或3中之任一者。
  4. 如請求項1之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其中該光半導體裝置用環氧樹脂組成物之固化材料之撓曲強度為60MPa或更高，且撓曲彈性模數為10GPa或更高。
  5. 如請求項1之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其中該成份(C)係二氧化鈦。
  6. 如請求項1之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其中該成份(A)係具有異氰尿酸酯環結構之環氧樹脂。
  7. 如請求項1之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其中該成份(B)係酸酐固化劑。
  8. 如請求項1之光半導體裝置用環氧樹脂組成物，其進一步包含固化加速劑作為成份(F)。
  9. 一種光半導體裝置用導線架，該導線架具有光半導體元件安裝區域且具有包圍該區域之至少一部分之反射器，其中該反射器係自如請求項1之光半導體裝置用環氧樹脂組成物形成。
  10. 如請求項9之光半導體裝置用導線架，其中該反射器僅在該光半導體裝置用導線架之一個表面上形成。
  11. 如請求項9之光半導體裝置用導線架，其中該反射器係藉由轉移模製形成。
  12. 一種光半導體裝置用基板，該基板具有光半導體元件安裝區域且具有包圍該區域之至少一部分之反射器，其中該反射器係自如請求項1之光半導體裝置用環氧樹脂組成物形成。
  13. 如請求項12之光半導體裝置用基板，其中該反射器僅在該光半導體裝置用基板之一個表面上形成。
  14. 如請求項12之光半導體裝置用基板，其中該反射器係藉由轉移模製形成。
  15. 一種光半導體裝置，其包含：如請求項9之光半導體裝置用導線架；及光半導體元件，其安裝於該導線架中之規定位置上。
  16. 一種光半導體裝置，其包含：如請求項12之光半導體裝置用基板；及光半導體元件，其安裝於該基板中之規定位置上。
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