WO2013035542A1 - 光半導体封止用樹脂組成物とこれを使用した光半導体装置 - Google Patents

光半導体封止用樹脂組成物とこれを使用した光半導体装置 Download PDF

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WO2013035542A1
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alicyclic
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木村伯子
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株式会社ダイセル
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Definitions

  • the present invention relates to an optical semiconductor sealing resin composition, a cured product obtained by curing the optical semiconductor sealing resin composition, and an optical semiconductor device using the same.
  • Optical semiconductor devices using light semiconductor elements such as LEDs as light sources are currently used in various applications such as various indoor or outdoor display boards, light sources for image reading, traffic signals, large display units, and the like.
  • Such an optical semiconductor device generally has a structure in which an optical semiconductor element is sealed (covered) with a transparent sealing material (sealing resin).
  • a transparent sealing material sealing resin
  • high output and short wavelength of such optical semiconductor elements have been rapidly advanced.
  • the sealing material is yellowed by light and heat emitted from the optical semiconductor element.
  • the yellowing sealing material absorbs the light emitted from the optical semiconductor element, and decreases the light intensity of the light output from the optical semiconductor device over time.
  • the sealing material of the optical semiconductor device is required to have excellent transparency, heat resistance, and light resistance, and further, from the viewpoint of protecting the optical semiconductor element, it is also cracked against various stresses. It is demanded that such a characteristic does not easily occur (such a characteristic is sometimes referred to as “crack resistance”).
  • the luminous intensity (luminance) of light emitted during energization is stable (when such characteristics are referred to as “luminous stability (luminance stability)”)
  • luminous stability luminance stability
  • it is required to have excellent energization characteristics.
  • the optical semiconductor device is less susceptible to cracking (cracking) in the sealing material when subjected to a thermal shock such as a cooling cycle (repeating heating and cooling periodically).
  • a thermal shock such as a cooling cycle (repeating heating and cooling periodically).
  • an epoxy resin composition containing an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, an epoxy resin curing agent that is an epoxy-modified ester compound, and a curing accelerator (see Patent Document 1); A solvent comprising a cycloaliphatic skeleton and an alicyclic epoxy compound having two or more epoxy groups, a (meth) acrylate monomer having an alicyclic epoxy group, and / or a polymer containing the monomer as a monomer component
  • a resin composition comprising a thermosetting epoxy resin composition, a curing agent, and a curing accelerator see Patent Document 2
  • a resin composition comprising a hydrogenated epoxy resin, a curing agent, and a curing accelerator ( Patent Document 3) is known.
  • the optical semiconductor device obtained using the resin composition as a sealant has a problem that the luminous intensity is likely to fluctuate during energization and is inferior in energization characteristics (particularly, energization characteristics under high temperature and high humidity conditions). .
  • an encapsulant in an optical semiconductor device it has excellent transparency, heat resistance, light resistance, and crack resistance, and in particular, current-carrying characteristics of an optical semiconductor device (particularly current-carrying characteristics under high temperature and high humidity conditions). ) And materials that can improve the thermal shock resistance are not yet available.
  • JP 2004-217869 A JP 2007-320974 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-126662
  • an object of the present invention is to obtain a cured product having excellent transparency, heat resistance, light resistance, and crack resistance, and excellent for an optical semiconductor device using the cured product as a sealing material.
  • An object of the present invention is to provide a resin composition for encapsulating an optical semiconductor capable of exhibiting current-carrying characteristics (particularly, current-carrying characteristics under high-temperature and high-humidity conditions) and cold shock resistance.
  • Another object of the present invention is to have excellent transparency, heat resistance, light resistance, and crack resistance, and excellent current-carrying characteristics as an encapsulant for optical semiconductor devices (especially in high temperature and high humidity conditions). It is to provide a cured product capable of exhibiting a lower energization characteristic) and cold shock resistance.
  • another object of the present invention is to provide an optical semiconductor device having excellent energization characteristics (particularly energization characteristics under high temperature and high humidity conditions) and cold shock resistance.
  • the present inventor has obtained a resin composition comprising an alicyclic epoxy compound having a specific structure, an alicyclic polyester resin having a specific structure, a specific curing agent, and a specific curing accelerator.
  • a cured product having excellent transparency, heat resistance, light resistance, and crack resistance, and an optical semiconductor device using the cured product has excellent current-carrying characteristics (particularly, current-carrying characteristics under high-temperature and high-humidity conditions).
  • current-carrying characteristics particularly, current-carrying characteristics under high-temperature and high-humidity conditions.
  • cold-heat shock resistance it was found useful as a resin composition for optical semiconductor encapsulation, and the present invention was achieved.
  • the present invention is an optical semiconductor sealing resin composition containing an alicyclic epoxy compound (A), an alicyclic polyester resin (B), a curing agent (C), and a curing accelerator (D).
  • the alicyclic epoxy compound (A) is (A1) represented by the following formula (I) [In the formula (I), X represents a single bond or a linking group, and the linking group is a divalent hydrocarbon group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a carbonate group, an amide bond, or a plurality of these linking groups.
  • the alicyclic polyester resin (B) is an alicyclic polyester having an alicyclic structure in the main chain, based on the total amount (100% by weight) of the compound, and the curing agent (C ) Is an acid anhydride curing agent, and contains an organic zinc carboxylate as the curing accelerator (D).
  • the above-mentioned resin composition for sealing an optical semiconductor wherein the organic zinc carboxylate is zinc octylate, is provided.
  • the curing accelerator (D) the following formula (6) [R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 in Formula (6) each represent a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and may be the same or different from each other.]
  • the above-mentioned resin composition for encapsulating an optical semiconductor comprising an ionic conjugate of a phosphonium ion represented by the formula (1) and a halogen anion capable of forming an ion pair with the phosphonium ion.
  • the resin composition for sealing an optical semiconductor wherein the halogen anion is bromine ion or iodine ion, is provided.
  • this invention provides the hardened
  • the present invention also provides an optical semiconductor device in which an optical semiconductor element is sealed with the above-mentioned resin composition for sealing an optical semiconductor.
  • the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention has the above-described configuration, a cured product having excellent transparency, heat resistance, light resistance, and crack resistance is obtained by curing the resin composition. Can do. For this reason, an optical semiconductor device obtained by encapsulating an optical semiconductor element using the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention has a small variation in luminous intensity in various reliability tests, Excellent current-carrying characteristics under wet conditions) and thermal shock resistance, and high quality.
  • the resin composition for sealing an optical semiconductor of the present invention is an optical semiconductor containing at least an alicyclic epoxy compound (A), an alicyclic polyester resin (B), a curing agent (C), and a curing accelerator (D). It is a resin composition for sealing.
  • the alicyclic epoxy compound (A) which is an essential component of the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention is (A1) represented by the following formula (I): [In the formula (I), X represents a single bond or a linking group (a divalent group having one or more atoms), and the linking group includes a divalent hydrocarbon group, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, A carbonate group, an amide bond, or a group in which a plurality of these are linked] (A2) a compound in which an epoxy group is directly bonded to the alicyclic ring with a single bond, and (A3) an epoxy group composed of two adjacent carbon atoms and oxygen atoms constituting the alicyclic ring. Is at least one compound selected from the group consisting of compounds having 3 or more.
  • the resin composition for optical semiconductor sealing of this invention can provide high heat resistance and transparency with respect to hardened
  • the divalent hydrocarbon group represented as the linking group X is a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, divalent And an alicyclic hydrocarbon group (particularly a divalent cycloalkylene group).
  • the linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms include a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, a propylene group, and a trimethylene group.
  • divalent alicyclic hydrocarbon group examples include 1,2-cyclopentylene group, 1,3-cyclopentylene group, cyclopentylidene group, 1,2-cyclohexylene group, 1,3-cyclohexene group.
  • divalent cycloalkylene groups such as a silylene group, 1,4-cyclohexylene group, and cyclohexylidene group.
  • alicyclic epoxy compound represented by the above formula (I) include compounds represented by the following formulas (I-1) to (I-6).
  • these alicyclic epoxy compounds for example, commercially available products such as Celoxide 2021P and Celoxide 2081 (manufactured by Daicel Corporation) can also be used.
  • m represents an integer of 1 to 30.
  • Examples of the compound in which the epoxy group is directly bonded to the alicyclic ring with a single bond include compounds represented by the following formulas (I-7) and (I-8).
  • Examples of the compound (A3) having three or more epoxy groups composed of two adjacent carbon atoms and oxygen atoms constituting the alicyclic ring are represented by the following formulas (I-9) and (I-10). And the like.
  • R is a group obtained by removing q (q) —OH from a q-valent alcohol, and represents, for example, a hydrocarbon group having about 2 to 18 carbon atoms. It may be a chain and may contain a cyclic skeleton. Examples of R include non-aromatic hydrocarbon groups such as an alkyl group, an alkylene group, an alkane-triyl group, a cycloalkyl group, and a cycloalkylene group. p and q represent natural numbers.
  • Examples of the q-valent alcohol [R— (OH) q ] include polyhydric alcohols such as 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol (such as alcohols having 1 to 15 carbon atoms). q is preferably 1 to 6, and p is preferably 1 to 30. When q is 2 or more, p in each [] (in parentheses to which q is attached) may be the same or different. Specific examples of the compound represented by the above formula (I-7) include 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane adduct of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol. , EHPE3150 (manufactured by Daicel Corporation) and the like. In the formulas (I-9) and (I-10), a, b, c, d, e, and f are each an integer of 0 to 30.
  • the compounds (A1) to (A3) used as the alicyclic epoxy compound (A) can be used alone or in combination of two or more.
  • the compounds (A1) to (A3) for example, commercially available products such as Celoxide 2021P, Celoxide 2081, EHPE3150, EHPE3150CE (manufactured by Daicel Corporation) can be used.
  • the content (use amount) of the alicyclic epoxy compound (A) is the total amount of the compound having an epoxy group contained in the resin composition for optical semiconductor encapsulation. It is 55 to 100% by weight, preferably 70 to 100% by weight, and more preferably 80 to 100% by weight with respect to (total epoxy compound) (100% by weight). If the content is less than 55% by weight, the transparency, heat resistance and light resistance of the cured product may be lowered.
  • the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention may contain an epoxy compound (epoxy resin) other than the alicyclic epoxy compound (A) (sometimes referred to as “other epoxy compound”).
  • epoxy compound epoxy resin
  • other epoxy compounds include glycidyl type epoxy compounds (glycidyl type epoxy resins) represented by the following formula.
  • alicyclic epoxy compounds other than an alicyclic epoxy compound (A) are preferable.
  • the content of the total amount of the epoxy group-containing compound (total epoxy compound) in the resin composition for encapsulating an optical semiconductor (100% by weight) of the present invention is not particularly limited, but is 30 to 99.9% by weight. preferable.
  • the alicyclic polyester resin (B) which is an essential component of the curable epoxy resin composition of the present invention, improves the heat resistance, light resistance, and crack resistance of the cured product, and suppresses the decrease in luminous intensity of the optical semiconductor device. It plays a role of improving luminous stability and thermal shock resistance.
  • the alicyclic polyester resin (B) is a polyester resin (alicyclic polyester) having an alicyclic structure (aliphatic ring structure) in the main chain.
  • an alicyclic polyester resin (B) can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the alicyclic structure in the alicyclic polyester resin (B) is not particularly limited, and examples thereof include a monocyclic hydrocarbon structure and a bridged ring hydrocarbon structure (for example, a bicyclic hydrocarbon).
  • a monocyclic hydrocarbon structure for example, a bicyclic hydrocarbon
  • a bridged ring hydrocarbon structure for example, a bicyclic hydrocarbon
  • the alicyclic structure in particular, a saturated monocyclic hydrocarbon structure or a saturated bridged ring hydrocarbon structure in which all of the alicyclic rings (carbon-carbon bonds constituting the alicyclic rings) are constituted by carbon-carbon single bonds.
  • the alicyclic structure in the alicyclic polyester resin (B) may be introduced only into one of the structural unit derived from dicarboxylic acid or the structural unit derived from diol, or both may be introduced.
  • Well not particularly limited.
  • the alicyclic polyester resin (B) has a structural unit derived from a monomer component having an alicyclic structure.
  • the monomer having an alicyclic structure include diols and dicarboxylic acids having a known and common alicyclic structure, and are not particularly limited.
  • the alicyclic polyester resin (B) may have a structural unit derived from a monomer component having no alicyclic structure.
  • the monomer component having no alicyclic structure include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid (including derivatives such as acid anhydrides); adipic acid, sebacic acid, and azelain.
  • Aliphatic dicarboxylic acids such as acids, succinic acid, fumaric acid and maleic acid (including derivatives such as acid anhydrides); ethylene glycol, propylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3 -Butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methylpentanediol, diethylene glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2- Methyl-1,3-propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanedio Diols such as 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, xylylene glycol, ethylene oxide adduct of bisphenol A, propylene oxide adduct of bisphenol A, etc.
  • a monomer component having no alicyclic structure also includes those obtained by bonding an appropriate substituent (for example, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, etc.) to the dicarboxylic acid or diol having no alicyclic structure.
  • an appropriate substituent for example, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, etc.
  • the ratio of the monomer unit having an alicyclic ring to the total monomer units (total monomer components) (100 mol%) constituting the alicyclic polyester resin (B) is not particularly limited, but is 10 mol% or more (for example, 10 to 80%). Mol%) is preferable, more preferably 25 to 70 mol%, still more preferably 40 to 60 mol%. When the ratio of the monomer unit having an alicyclic ring is less than 10 mol%, the heat resistance, light resistance, and crack resistance of the cured product may be lowered.
  • the alicyclic polyester resin (B) is particularly preferably an alicyclic polyester containing at least one structural unit represented by the following formulas (1) to (3).
  • R 1 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 2 to 15 carbon atoms.
  • R 2 to R 5 each independently represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and two selected from R 2 to R 5 are bonded to form a ring. It may be formed.
  • R 1 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 2 to 15 carbon atoms.
  • R 2 to R 5 each independently represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and two selected from R 2 to R 5 are bonded to form a ring. It may be formed.
  • R 1 represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 2 to 15 carbon atoms.
  • R 2 to R 5 each independently represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and two selected from R 2 to R 5 are bonded to form a ring. It may be formed.
  • Preferred specific examples of the structural units represented by the above formulas (1) to (3) include, for example, a structure derived from 4-methyl-1,2-cyclohexanedicarboxylic acid and ethylene glycol represented by the following formula (4) Units are listed.
  • the alicyclic polyester resin (B) having the structural unit can be obtained, for example, by polycondensation of methylhexahydrophthalic anhydride and ethylene glycol.
  • the structural units represented by the above formulas (1) to (3) include, for example, those derived from 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and neopentyl glycol represented by the following formula (5):
  • a structural unit is mentioned.
  • the alicyclic polyester resin (B) having the structural unit can be obtained, for example, by polycondensation of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and neopentyl glycol.
  • the terminal structure of the alicyclic polyester resin (B) is not particularly limited, and may be a hydroxyl group or a carboxyl group, or a structure in which these hydroxyl group or carboxyl group is appropriately modified (for example, the terminal hydroxyl group is mono). It may be a structure esterified with a carboxylic acid or an acid anhydride, or a structure in which a terminal carboxyl group is esterified with an alcohol.
  • the total content of the structural units (total content; all monomers constituting the structural unit)
  • the unit is not particularly limited, but 20 mol% or more (for example, with respect to the total structural unit (100 mol%; all monomer units constituting the alicyclic polyester resin (B)) of the alicyclic polyester resin (B) (for example, 20 to 100 mol%), more preferably 50 to 100 mol%, still more preferably 80 to 100 mol%. If the content of the structural units represented by the above formulas (1) to (3) is less than 20 mol%, the heat resistance, light resistance and crack resistance of the cured product may be lowered.
  • the number average molecular weight of the alicyclic polyester resin (B) is not particularly limited, but is preferably 300 to 100,000, more preferably 300 to 30,000. If the number average molecular weight of the alicyclic polyester resin (B) is less than 300, the toughness of the cured product may not be sufficient, and crack resistance may be reduced. On the other hand, when the number average molecular weight of the alicyclic polyester resin (B) exceeds 100,000, the compatibility with the curing agent (C) is lowered, and the transparency of the cured product may be lowered. In addition, the number average molecular weight of an alicyclic polyester resin (B) can be measured as a value of standard polystyrene conversion by GPC (gel permeation chromatography) method, for example.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the alicyclic polyester resin (B) is not particularly limited and can be produced by a known and usual method. More specifically, for example, the alicyclic polyester resin (B) may be obtained by polycondensation of the above dicarboxylic acid and diol by a conventional method, or a derivative of the above dicarboxylic acid (an acid anhydride, ester). , Acid halides, and the like) and diols may be obtained by polycondensation by a conventional method.
  • the content (amount used) of the alicyclic polyester resin (B) is not particularly limited, but the alicyclic polyester resin (B) and the curing agent (C).
  • the amount is preferably 1 to 60% by weight, more preferably 1 to 30% by weight, based on the total amount (100% by weight). If the content of the alicyclic polyester resin (B) is less than 1% by weight, the crack resistance of the cured product may be lowered. On the other hand, when content of alicyclic polyester resin (B) exceeds 60 weight%, transparency and heat resistance of hardened
  • the curing agent (C) contained in the optical semiconductor sealing resin composition of the present invention is an acid anhydride curing agent.
  • curing agent it can select arbitrarily from what is generally used as a hardening
  • acid anhydrides that are solid at room temperature such as phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, and methylcyclohexene dicarboxylic acid anhydride, can be dissolved in a liquid acid anhydride at room temperature to form a liquid mixture
  • a curing agent (C) can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the curing agent (C) commercially available products such as “Ricacid MH-700” (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.) and “HN-5500” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) are used. You can also
  • the content (use amount) of the curing agent (C) is not particularly limited, but is 50 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the compound having an epoxy group contained in the resin composition for sealing an optical semiconductor. And more preferably 80 to 145 parts by weight. More specifically, the content (use amount) of the curing agent (C) is 0.5 to 1 per equivalent of epoxy group in the compound having all epoxy groups contained in the resin composition for sealing an optical semiconductor. It is preferable to use it at a ratio of 1.5 equivalents.
  • curing agent (C) is less than 50 weight part, hardening will become inadequate and there exists a tendency for the toughness of hardened
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation of the present invention contains an organic zinc carboxylate as an essential component as a curing accelerator (D).
  • organic zinc carboxylate it functions as a hardening accelerator in reaction with the compound which has an epoxy group, and hardening
  • the light resistance of the organic carboxylic acid component in the above organic carboxylic acid zinc is superior or inferior, and in particular, a fatty acid composed of a straight chain type, branched type, or ether group-containing type having 6 to 18 carbon atoms. It is preferable that it is fatty acid zinc which consists of 1 type or 2 types. Specific examples include zinc octylate, zinc laurate, and zinc stearate.
  • the present inventor contains an organic zinc carboxylate as an essential component, thereby lowering the glass transition temperature of the cured product, It has been found that the adhesion between the cured product and the lead frame tends to decrease in the optical semiconductor device. And it discovered that the luminous stability (especially luminous stability under high temperature, high humidity conditions) of an optical semiconductor device improved remarkably by reducing the adhesiveness with respect to the lead frame of hardened
  • the above-mentioned zinc organic carboxylate alone may be used as the curing accelerator (D), or a curing accelerator other than zinc organic carboxylate (“other curing accelerators”). May be used in combination.
  • a curing accelerator other than zinc organic carboxylate such as a curing accelerator other than zinc organic carboxylate (“other curing accelerators”).
  • other hardening accelerator especially from a viewpoint of the further luminous stability improvement, following formula (6) [R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 in Formula (6) each represent a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and may be the same or different from each other.]
  • An ionic combination of a phosphonium ion represented by the formula (1) and a halogen anion capable of forming an ion pair with the phosphonium ion is preferred.
  • the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention contains an organic zinc carboxylate as a curing accelerator (D), and further includes a phosphonium ion represented by the above formula (6), the phosphonium ion and an ion pair. It is preferable to include an ionic conjugate with a halogen anion that can form a salt.
  • the ionic combination (quaternary organic phosphonium salt) of a phosphonium ion and a halogen anion represented by the above formula (6) is one in which the phosphonium ion and the halogen anion form at least one ion pair.
  • the ionic conjugate is quickly dissociated at the time of curing exposed to a high temperature, and phosphonium ions have an action of promoting curing. For this reason, when an optical semiconductor device is manufactured, it is considered that the halogen anion in the sealing material has an effect of improving luminous stability by reducing the adhesion with the lead frame.
  • Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms in R 6 , R 7 , R 8 and R 9 in formula (6) include, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms. And aryl groups having 6 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isobutyl group, s-butyl group, pentyl group, isopentyl group, hexyl group, isohexyl group, cyclohexyl group, and methylcyclohexyl.
  • linear, branched or cyclic alkyl groups such as a group, heptyl group, octyl group, isooctyl group, nonyl group, isononyl group, decyl group and isodecyl group.
  • aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms include benzyl group, methylbenzyl group, ethylbenzyl group, dimethylbenzyl group, diethylbenzyl group, phenethyl group, methylphenethyl group, ethylphenethyl group, methylphenethyl group, and ethylphenethyl group. Can be mentioned.
  • Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include a phenyl group; a substituted phenyl group such as a methylphenyl group, a dimethylphenyl group, and an ethylphenyl group; a naphthyl group.
  • an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms such as ethyl group, propyl group and butyl group; an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms such as benzyl group, ethylbenzyl group, phenethyl group and ethylphenethyl group; phenyl group, An aryl group having 6 to 8 carbon atoms such as a methylphenyl group is preferable, and a phenyl group, a butyl group, and an ethyl group are particularly preferable.
  • halogen anion capable of forming an ion pair with the phosphonium ion represented by the above formula (6) examples include chlorine ion, bromine ion, iodine ion and the like. Of these, bromine ion and iodine ion are preferable.
  • Examples of ionic conjugates (quaternary organic phosphonium salts) of phosphonium ions and halogen anions represented by the above formula (6) include, for example, tetrabutylphosphonium chloride, tetrabutylphosphonium bromide, tetrabutylphosphonium iodide, tetraphenyl.
  • Phosphonium chloride tetraphenylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium iodide, ethyltriphenylphosphonium chloride, ethyltriphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium iodide, propyltriphenylphosphonium chloride, propyltriphenylphosphonium bromide, propyltriphenylphosphonium iodide , Butyltriphenylphosphonium chloride, butyltriphenylphosphonium bromide, butylto Phenyl phosphonium iodide, methyl triphenyl phosphonium bromide, methyl triphenyl phosphonium iodide, tetramethyl phosphonium iodide, etc.
  • tetraethyl phosphonium bromide tetraethyl phosphonium bromide.
  • tetraphenylphosphonium bromide tetrabutylphosphonium bromide
  • tetraphenylphosphonium iodide tetraphenylphosphonium iodide
  • ethyltriphenylphosphonium iodide tetraethyl phosphonium bromide.
  • ion conjugate (quaternary organic phosphonium salt) of a phosphonium ion and a halogen anion represented by the above formula (6)
  • a commercial product such as a trade name “U-CAT 5003” (manufactured by San Apro Co., Ltd.) Can also be used.
  • a known or usual curing accelerator can be used in addition to the ionic combination of the phosphonium ion and the halogen anion represented by the above formula (6).
  • curing accelerators include 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 (DBU) and salts thereof (for example, phenol salts, octylates, p-toluenesulfonates, Formate, tetraphenylborate salt); 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 (DBN) and salts thereof (eg, phenol salt, octylate, p-toluenesulfonate, formate) , Tetraphenylborate salts); tertiary amines such as benzyldimethylamine, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, N, N-dimethylcyclohexylamine; 2-ethyl
  • the use amount (content) of the curing accelerator (D) is, for example, 0.05 to 7 weights with respect to 100 parts by weight of the total amount of the compound having an epoxy group contained in the resin composition for optical semiconductor encapsulation. Parts, preferably 0.1 to 5 parts by weight, particularly preferably 0.2 to 5 parts by weight, and most preferably about 0.25 to 4 parts by weight.
  • the amount of the curing accelerator (D) used is less than 0.05 parts by weight, the curing acceleration effect may be insufficient.
  • the amount of the curing accelerator (D) used is more than 7 parts by weight, The cured product may be colored to deteriorate the hue.
  • the said "use amount of hardening accelerator (D)" shall mean the sum total (total content) of these content, when using 2 or more types of hardening accelerators.
  • the content of the organic carboxylate is not particularly limited, but the compound having an epoxy group contained in the optical semiconductor sealing resin composition is not particularly limited.
  • the amount is preferably 0.1 to 4 parts by weight, more preferably 0.3 to 3.5 parts by weight, still more preferably 0.5 to 3 parts by weight with respect to the total amount of 100 parts by weight.
  • the content of the organic zinc carboxylate is less than 0.1 parts by weight, it may be difficult to obtain the effect of improving the luminous stability (particularly, luminous stability under high temperature and high humidity conditions) of the optical semiconductor device.
  • the content exceeds 4 parts by weight the crack resistance (cold thermal shock resistance) of the optical semiconductor device may be lowered.
  • the ionic combination (quaternary organic phosphonium salt) of the phosphonium ion represented by the above formula (6) and the halogen anion (quaternary organic phosphonium salt) is not particularly limited, but halogen contained in the resin composition for optical semiconductor encapsulation ( In particular, it is preferably blended in such an amount that the content of bromine or iodine is 200 mg / kg or more (for example, 200 to 8000 mg / kg), more preferably 200 to 5000 mg / kg, still more preferably 300 to 4000 mg. / Kg. If the halogen content is less than 200 mg / kg, it may be difficult to obtain the effect of improving the luminous stability of the optical semiconductor device.
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation of the present invention may contain a solvent.
  • the solvent include glycol (ethylene glycol; polyalkylene glycol; neopentyl alcohol, etc.), ether (diethyl ether; ethylene glycol mono or dialkyl ether, diethylene glycol mono or dialkyl ether, propylene glycol mono or dialkyl ether, propylene glycol mono or diaryl.
  • Ether dipropylene glycol mono or dialkyl ether, tripropylene glycol mono or dialkyl ether, 1,3-propanediol mono or dialkyl ether, 1,3-butanediol mono or dialkyl ether, 1,4-butanediol mono or dialkyl ether Chain ethers such as glycol ethers such as glycerin mono, di or trialkyl ethers; Tetrahydrofuran, and cyclic ethers such as dioxane), esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, C 5-6 cycloalkanediol mono or diacetate, carboxylic acid esters such as C 5-6 cycloalkane dimethanol mono or diacetate;
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation of the present invention may contain rubber particles.
  • rubber particles include particulate NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), reactive terminal carboxyl group NBR (CTBN), metal-free NBR, particulate SBR (styrene-butadiene rubber), SMB (styrene-butadiene-methyl methacrylate rubber). ), MAM (methyl methacrylate-butyl acrylate-methyl methacrylate rubber), functional group-added MAM, and the like.
  • the rubber particles have a multilayer structure (core-shell structure) composed of a core portion having rubber elasticity and at least one shell layer covering the core portion, and an epoxy group (for example, an alicyclic epoxy compound) on the surface.
  • the blending amount of the rubber particles can be appropriately adjusted as necessary, and is not particularly limited, but with respect to 100 parts by weight of the total amount of the compound having an epoxy group contained in the optical semiconductor sealing resin composition,
  • the amount is preferably 0.5 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight. If the amount of rubber particles used is less than 0.5 parts by weight, the crack resistance tends to decrease, whereas if the amount of rubber particles used exceeds 30 parts by weight, heat resistance and transparency tend to decrease. is there.
  • the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention may contain various additives as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • a compound having a hydroxyl group such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, or glycerin
  • the reaction can be allowed to proceed slowly.
  • silicone and fluorine antifoaming agents, leveling agents, silane coupling agents such as ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, surfactants, silica, alumina, as long as viscosity and transparency are not impaired.
  • Conventional additives such as inorganic fillers, flame retardants, colorants, antioxidants, ultraviolet absorbers, ion adsorbents, pigments, phosphors, mold release agents and the like can be used.
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation of the present invention contains at least the above-described alicyclic epoxy compound (A), alicyclic polyester resin (B), curing agent (C), and curing accelerator (D).
  • the preparation method is not particularly limited.
  • an ⁇ agent containing an alicyclic epoxy compound (A) as an essential component and a ⁇ agent containing a curing agent (C) and a curing accelerator (D) as essential components are separately prepared. It can be prepared by stirring and mixing the agent at a predetermined ratio and defoaming under vacuum if necessary.
  • the alicyclic polyester resin (B) may be mixed in advance as a component of the ⁇ agent and / or ⁇ agent (either one or both of the ⁇ agent and ⁇ agent), or ⁇
  • the agent and the ⁇ agent they may be blended as components other than the ⁇ agent and the ⁇ agent.
  • the alicyclic polyester resin (B) and the curing agent (C) are mixed in advance and these mixtures (the alicyclic polyester resin (B) and the curing agent (C) are mixed. It is preferable to prepare a ⁇ agent by blending the mixture with a curing accelerator (D) and other additives, and then mixing the ⁇ agent and the ⁇ agent.
  • the temperature at the time of stirring and mixing at the time of preparing the ⁇ agent is not particularly limited, but is preferably 30 to 150 ° C, more preferably 35 to 130 ° C.
  • the temperature at the time of stirring and mixing when preparing the ⁇ agent is not particularly limited, but is preferably 30 to 100 ° C., more preferably 35 to 80 ° C.
  • a known device such as a rotation / revolution mixer, a planetary mixer, a kneader, or a dissolver can be used.
  • the temperature at which the alicyclic polyester resin (B) and the curing agent (C) are mixed is not particularly limited, but is preferably 60 to 130 ° C, more preferably 90 to 120 ° C.
  • the mixing time is not particularly limited, but is preferably 30 to 100 minutes, and more preferably 45 to 80 minutes. Although mixing is not specifically limited, It is preferable to carry out in nitrogen atmosphere. Moreover, the above-mentioned well-known apparatus can be used for mixing.
  • alicyclic polyester resin (B) Although it does not specifically limit after mixing alicyclic polyester resin (B) and hardening
  • a part of the curing agent (C) is an alicyclic polyester resin (B) (for example, a hydroxyl group of the alicyclic polyester). You may have reacted with.
  • Examples of the mixture of the alicyclic polyester resin (B) and the curing agent (C) include “HN-7200” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), “HN-5700” (Hitachi Chemical Industry Co., Ltd.). (Commercially available) can also be used.
  • the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention is not particularly limited.
  • the temperature is 45 to 200 ° C. (more preferably 100 to 190 ° C., more preferably 100 to 180 ° C.), and the curing time is 30 to 600 minutes. It can be cured under the conditions (more preferably 45 to 540 minutes, still more preferably 60 to 480 minutes).
  • the curing temperature and the curing time is lower than the lower limit of the above range, curing is insufficient, and conversely, when either one or both is higher than the upper limit of the above range, the resin component is decomposed. Neither is preferred since it may occur.
  • the curing conditions depend on various conditions, but can be appropriately adjusted by shortening the curing time when the curing temperature is high, and increasing the curing time when the curing temperature is low.
  • a cured product having excellent physical properties such as heat resistance, transparency, light resistance, and crack resistance can be obtained.
  • the optical semiconductor device of the present invention can be obtained by sealing an optical semiconductor element with the resin composition for optical semiconductor encapsulation of the present invention.
  • the optical semiconductor element is sealed by injecting the resin composition for optical semiconductor sealing prepared by the above-described method into a predetermined mold and heating and curing under predetermined conditions.
  • energization characteristics luminance stability
  • a cured product of the resin composition for encapsulating an optical semiconductor particularly, energization characteristics under high temperature and high humidity conditions (luminosity stability)
  • an optical semiconductor device having excellent physical properties such as resistance to thermal shock can be obtained.
  • the curing temperature and the curing time can be the same as in obtaining the cured product.
  • Example 1 As shown in Table 1, as an ⁇ agent containing an alicyclic epoxy compound as an essential component (hereinafter simply referred to as “ ⁇ agent”), the trade name “Celoxide 2021P” (manufactured by Daicel Corporation): 55 parts by weight , Trade name “EHPE3150” (manufactured by Daicel Corporation): 15 parts by weight, trade name “jER YX8034” (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation): 20 parts by weight, and trade name “Celoxide 2081” (manufactured by Daicel Corporation) ): 10 parts by weight of a mixture was used.
  • ⁇ agent a ⁇ agent containing a curing agent and a curing accelerator as essential components
  • the trade name “Ricacid MH-700” (Shin Nippon Rika Co., Ltd.) 90 parts by weight
  • trade name “HN-5700” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.): 40 parts by weight
  • trade name “Nikka Octix Zinc 15%” (zinc octylate, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.)
  • U-CAT 5003 trade name “manufactured by San Apro Co., Ltd.”: 0.7 parts by weight of a mixture was used.
  • ⁇ agent and ⁇ agent are mixed uniformly in a blending ratio (unit: parts by weight) shown in Table 1 using a self-revolving stirrer (trade name “Awatori Neritaro”, manufactured by Shinky Co., Ltd.) 2000 rpm, 5 minutes), and defoamed to obtain a resin composition for optical semiconductor encapsulation.
  • Example 2 As shown in Table 1, as ⁇ agent, trade name “Celoxide 2021P” (manufactured by Daicel Corporation): 65 parts by weight, trade name “EHPE3150” (manufactured by Daicel Corporation): 15 parts by weight, trade name “jER” YX8034 "(Mitsubishi Chemical Corporation): 10 parts by weight and trade name” Celoxide 2081 "(manufactured by Daicel Corporation): 10 parts by weight A resin composition for semiconductor encapsulation was obtained.
  • Example 3 As shown in Table 1, as ⁇ agent, trade name “Celoxide 2021P” (manufactured by Daicel Corporation): 75 parts by weight, trade name “EHPE3150” (manufactured by Daicel Corporation): 15 parts by weight, trade name “Celoxide” 2081 "(manufactured by Daicel Corporation): 10 parts by weight, and trade name” Nanostrength M52N “(manufactured by Arkema): 5 parts by weight were mixed and stirred at 100 ° C for 2 hours to dissolve Nanostrength M52N ( A resin composition for sealing an optical semiconductor was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixture) was used.
  • Comparative Example 1 As shown in Table 1, as the ⁇ agent, trade name “Rikacid MH-700” (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.): 90 parts by weight, trade name “HN-5700” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.): 40 parts by weight and trade name “U-CAT 5003” (manufactured by San Apro Co., Ltd.): A resin composition for encapsulating an optical semiconductor in the same manner as in Example 1 except that 0.7 parts by weight of the mixture was used. Got.
  • Comparative Example 2 As shown in Table 1, as the ⁇ agent, trade name “Rikacid MH-700” (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.): 90 parts by weight, trade name “HN-5700” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.): Resin composition for encapsulating an optical semiconductor in the same manner as in Example 2 except that 40 parts by weight and a trade name “U-CAT 5003” (manufactured by San Apro Co., Ltd.): 0.7 parts by weight were used. Got.
  • Comparative Example 3 As shown in Table 1, as the ⁇ agent, trade name “Rikacid MH-700” (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.): 90 parts by weight, trade name “HN-5700” (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.): 40 parts by weight and trade name “U-CAT 5003” (manufactured by San Apro Co., Ltd.): A resin composition for encapsulating an optical semiconductor in the same manner as in Example 3 except that 0.7 parts by weight of the mixture was used. Got.
  • ⁇ Luminous stability (high temperature and high humidity current characteristics)>
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation obtained in Examples and Comparative Examples is cast on a lead frame with an optical semiconductor element (InGaN), and the resin curing oven is used for 2 hours at 110 ° C., followed by 140 ° C. And was cured by heating for 3 hours to produce an optical semiconductor device.
  • the produced optical semiconductor device was subjected to high-temperature and high-humidity energization (85 ° C./85% RH / 20 mA), and the light intensity retention after 100 hours and the light intensity retention after 500 hours were measured. High-humidity energization characteristics were evaluated.
  • the luminous intensity of the optical semiconductor device was measured using the following measuring device. Measuring device: “OL771” manufactured by OPTRONIC LABORATORIES A specific evaluation method is shown below.
  • the luminous intensity (20 mA) before storage under high-temperature and high-humidity conditions was measured (referred to as “initial luminous intensity”).
  • the sample was put in a high-temperature and high-humidity tank (85 ° C./85% RH) and energized (20 mA), and the luminous intensity after 100 hours and the luminous intensity after 500 hours were measured.
  • the luminous intensity retention after 100 hours and the luminous intensity retention after 500 hours were calculated by the following calculation formulas.
  • the fluctuation rate of the luminous intensity retention rate after 100 hours ([luminous retention rate after 100 hours (%)] ⁇ 100 (%)) is calculated from the luminous intensity retention rate after 100 hours, and the luminous intensity is stabilized by the following index: (High temperature and high humidity energization characteristics) was evaluated.
  • “good” luminous stability is good).
  • the case was evaluated as x (poor luminous stability). The results are shown in the column of “Luminance stability (high temperature and high humidity energization characteristics)” in Table 1.
  • ⁇ Crack resistance (cold thermal shock resistance)>
  • the resin composition for optical semiconductor encapsulation obtained in Examples and Comparative Examples is cast on a lead frame with an optical semiconductor element (InGaN), and is used at 110 ° C. for 2 hours and subsequently 140 ° C. using a resin curing oven. And was cured by heating for 3 hours to produce an optical semiconductor device.
  • the fabricated optical semiconductor device is subjected to a thermal shock test [a test in which a thermal shock is repeatedly performed with a cycle of cooling and heating at ⁇ 40 ° C. for 30 minutes and then at 100 ° C. for 30 minutes] using a thermal shock tester.
  • the length of cracks generated in the cured product in the optical semiconductor device after 800 cycles was measured using the following measuring device. Measuring device: “Digital Microscope VHX-900”, manufactured by Keyence Corporation
  • the crack resistance is for cracks generated from the edge portion of the lead frame of the optical semiconductor device.
  • bad crack resistance
  • good crack resistance
  • Zinc octylate Nikka octix zinc 15% (T), manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.
  • U-CAT 5003 No. 4 Grade phosphonium bromide, manufactured by San Apro Co., Ltd.
  • the optical semiconductor device (Example) using the resin composition for encapsulating an optical semiconductor of the present invention is excellent in luminous stability (high temperature and high humidity current characteristics) under high temperature and high humidity conditions, and has crack resistance ( The thermal shock resistance was also excellent.
  • the optical semiconductor device (comparative example) using the resin composition not containing zinc octylate was inferior in both luminous stability and crack resistance.

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Abstract

 優れた透明性、耐熱性、耐光性、耐クラック性を有する硬化物を得ることができ、該硬化物を封止材とする光半導体装置に対して優れた通電特性及び耐冷熱衝撃性を発揮させることができる光半導体封止用樹脂組成物を提供する。 本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、特定構造の脂環式エポキシ化合物、特定構造の脂環式ポリエステル樹脂、特定の硬化剤、及び特定の硬化促進剤を含む樹脂組成物である。

Description

光半導体封止用樹脂組成物とこれを使用した光半導体装置
 本発明は、光半導体封止用樹脂組成物及び該光半導体封止用樹脂組成物を硬化してなる硬化物、並びにこれを使用した光半導体装置に関する。
 LED等の光半導体素子を光源とする光半導体装置は、現在、各種の屋内又は屋外表示板、画像読み取り用光源、交通信号、大型ディスプレイ用ユニット等の様々な用途に使用されている。このような光半導体装置は、一般に、光半導体素子が透明な封止材(封止樹脂)により封止(被覆)された構造を有している。近年、このような光半導体素子の高出力化や短波長化が急激に進められている。このような状況下、例えば、芳香族エポキシ樹脂を封止材として使用した光半導体装置においては、光半導体素子から発せられる光及び熱によって、封止材が黄変するという問題が生じていた。このように黄変した封止材は、光半導体素子から発せられた光を吸収し、光半導体装置から出力される光の光度を経時で低下させてしまう。
 従って、光半導体装置の封止材には、優れた透明性、耐熱性、耐光性が求められ、さらに、光半導体素子を保護するという観点から、各種の応力に対してもクラック(ひび割れ)を生じにくいこと(このような特性を「耐クラック性」と称する場合がある)が求められる。
 また、光半導体装置においては、その信頼性確保の観点から、通電時に発せられる光の光度(輝度)が安定であること(このような特性を「光度安定性(輝度安定性)」と称する場合がある)、即ち、通電特性に優れることが求められている。特に、近年、さらなる信頼性向上のために、高温高湿環境下における通電特性に優れることも求められるようになってきている。さらに、光半導体装置には、上記通電特性に加え、冷熱サイクル(加熱と冷却を周期的に繰り返すこと)のような熱衝撃が加えられた場合にも封止材にクラック(ひび割れ)を生じにくい特性、いわゆる耐冷熱衝撃性に優れることも求められている。
 光半導体装置の封止材を形成するための封止剤として、エポキシ樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤からなるエポキシ樹脂組成物が多数報告されている。例えば、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と、エポキシ変性エステル化合物であるエポキシ樹脂硬化剤と、硬化促進剤とを含有するエポキシ樹脂組成物(特許文献1参照);分子内に環状脂肪族骨格と2個以上のエポキシ基を有する脂環式エポキシ化合物からなる溶媒及び脂環エポキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマー及び/又は該モノマーをモノマー成分として含む重合体を含有する熱硬化性エポキシ樹脂組成物と、硬化剤と、硬化促進剤とを含む樹脂組成物(特許文献2参照);水素化エポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化促進剤とを含む樹脂組成物(特許文献3参照)などが知られている。しかしながら、上記樹脂組成物を封止剤として得られる光半導体装置は、通電時に光度が変動しやすく、通電特性(特に、高温高湿条件下での通電特性)に劣るという問題を有していた。
 即ち、光半導体装置における封止材として、優れた透明性、耐熱性、耐光性、及び耐クラック性を有し、特に、光半導体装置の通電特性(特に、高温高湿条件下での通電特性)及び耐冷熱衝撃性を向上させることができる材料は未だ得られていないのが現状である。
特開2004-217869号公報 特開2007-320974号公報 特開2005-126662号公報
 従って、本発明の目的は、優れた透明性、耐熱性、耐光性、及び耐クラック性を有する硬化物を得ることができ、該硬化物を封止材とする光半導体装置に対して優れた通電特性(特に、高温高湿条件下での通電特性)及び耐冷熱衝撃性を発揮させることができる光半導体封止用樹脂組成物を提供することにある。
 また、本発明の他の目的は、優れた透明性、耐熱性、耐光性、及び耐クラック性を有し、封止材として光半導体装置に対して優れた通電特性(特に、高温高湿条件下での通電特性)及び耐冷熱衝撃性を発揮させることができる硬化物を提供することにある。
 さらに、本発明の他の目的は、優れた通電特性(特に、高温高湿条件下での通電特性)及び耐冷熱衝撃性を有する光半導体装置を提供することにある。
 本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定構造の脂環式エポキシ化合物、特定構造の脂環式ポリエステル樹脂、特定の硬化剤、及び特定の硬化促進剤を含む樹脂組成物が、優れた透明性、耐熱性、耐光性、及び耐クラック性を有する硬化物を与え、該硬化物を用いた光半導体装置は優れた通電特性(特に、高温高湿条件下での通電特性)と耐冷熱衝撃性を兼ね備えるため、光半導体封止用の樹脂組成物として有用であることを見出し、本発明に至った。
 すなわち、本発明は、脂環式エポキシ化合物(A)、脂環式ポリエステル樹脂(B)、硬化剤(C)、及び硬化促進剤(D)を含有する光半導体封止用樹脂組成物であって、前記脂環式エポキシ化合物(A)が、(A1)下記式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式(I)中、Xは単結合又は連結基を示し、前記連結基は、2価の炭化水素基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、カーボネート基、アミド結合、又はこれらが複数個連結した基である]
で表される化合物、(A2)脂環にエポキシ基が直接単結合で結合している化合物、及び(A3)脂環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基を3以上有する化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物であり、前記脂環式エポキシ化合物(A)全量の含有量が、光半導体封止用樹脂組成物に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量(100重量%)に対して、55~100重量%であり、前記脂環式ポリエステル樹脂(B)が主鎖に脂環構造を有する脂環式ポリエステルであり、前記硬化剤(C)が酸無水物系硬化剤であり、且つ、前記硬化促進剤(D)として有機カルボン酸亜鉛を含有することを特徴とする光半導体封止用樹脂組成物を提供する。
 さらに、前記有機カルボン酸亜鉛がオクチル酸亜鉛である前記の光半導体封止用樹脂組成物を提供する。
 さらに、前記硬化促進剤(D)として、さらに、下記式(6)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[式(6)中のR6、R7、R8、及びR9は、それぞれ、炭素数1~20の炭化水素基を表し、相互に同じであっても異なっていてもよい]
で表されるホスホニウムイオンと該ホスホニウムイオンとイオン対を形成しうるハロゲンアニオンとのイオン結合体を含有する前記の光半導体封止用樹脂組成物を提供する。
 さらに、前記ハロゲンアニオンが、臭素イオン又はヨウ素イオンである前記の光半導体封止用樹脂組成物を提供する。
 また、本発明は、前記の光半導体封止用樹脂組成物を硬化してなる硬化物を提供する。
 また、本発明は、前記の光半導体封止用樹脂組成物によって光半導体素子が封止されてなる光半導体装置を提供する。
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物は上記構成を有するため、該樹脂組成物を硬化させることによって、優れた透明性、耐熱性、耐光性、及び耐クラック性を有する硬化物を得ることができる。このため、本発明の光半導体封止用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は、各種の信頼性試験における光度の変動が小さく、通電特性(特に、高温高湿条件下での通電特性)及び耐冷熱衝撃性に優れ、高い品質を有する。
<光半導体封止用樹脂組成物>
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、脂環式エポキシ化合物(A)、脂環式ポリエステル樹脂(B)、硬化剤(C)、及び硬化促進剤(D)を少なくとも含有する光半導体封止用樹脂組成物である。
[脂環式エポキシ化合物(A)]
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物の必須成分である脂環式エポキシ化合物(A)は、(A1)下記式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
[式(I)中、Xは単結合又は連結基(1以上の原子を有する2価の基)を示し、上記連結基は、2価の炭化水素基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、カーボネート基、アミド結合、又はこれらが複数個連結した基である]
で表される化合物、(A2)脂環にエポキシ基が直接単結合で結合している化合物、及び(A3)脂環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基を3以上有する化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物である。本発明の光半導体封止用樹脂組成物は脂環式エポキシ化合物(A)を含有することにより、硬化物に対して高い耐熱性および透明性を付与できる。
 (A1)上記式(I)で表される化合物において、連結基Xとして示される2価の炭化水素基としては、炭素数が1~18の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基、2価の脂環式炭化水素基(特に2価のシクロアルキレン基)などが好ましく例示される。炭素数が1~18の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基などが挙げられる。2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、1,2-シクロペンチレン基、1,3-シクロペンチレン基、シクロペンチリデン基、1,2-シクロヘキシレン基、1,3-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキシレン基、シクロヘキシリデン基等の2価のシクロアルキレン基(シクロアルキリデン基を含む)などが挙げられる。
 上記式(I)で表される脂環式エポキシ化合物の代表的な例としては、下記式(I-1)~(I-6)で表される化合物などが挙げられる。これらの脂環式エポキシ化合物としては、例えば、セロキサイド2021P、セロキサイド2081((株)ダイセル製)等の市販品を使用することもできる。なお、下記式(I-5)中、mは、1~30の整数を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 また、(A1)上記式(I)で表される化合物としては、例えば、3,4,3’,4’-ジエポキシビシクロヘキサンなどの脂環式エポキシ化合物も使用できる。
 (A2)脂環にエポキシ基が直接単結合で結合している化合物としては、例えば、下記式(I-7)、(I-8)で表される化合物などが挙げられる。また、(A3)脂環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基を3以上有する化合物としては、例えば下記式(I-9)、(I-10)で表される化合物などが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 上記式(I-7)中、Rはq価のアルコールからq(q個)の-OHを除した基であり、例えば、炭素数2~18程度の炭化水素基を表し、直鎖でも分岐鎖でもよく、また環状骨格が含まれていてもよい。Rとしては、例えば、アルキル基、アルキレン基、アルカン-トリイル基、シクロアルキル基、シクロアルキレン基などの非芳香族性炭化水素基などが挙げられる。p、qは自然数を表す。q価のアルコール[R-(OH)q]としては、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノール等の多価アルコールなど(炭素数1~15のアルコール等)が挙げられる。qは1~6が好ましく、pは1~30が好ましい。qが2以上の場合、それぞれの[ ]内(qが付された括弧内)の基におけるpは同一でもよく異なっていてもよい。上記式(I-7)で表される化合物としては、具体的には、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物、EHPE3150((株)ダイセル製)などが挙げられる。また、上記式(I-9)、(I-10)中の、a、b、c、d、e、fは、それぞれ、0~30の整数である。
 上記脂環式エポキシ化合物(A)として使用される化合物(A1)~(A3)は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、化合物(A1)~(A3)としては、例えば、セロキサイド2021P、セロキサイド2081、EHPE3150、EHPE3150CE((株)ダイセル製)等の市販品を使用することもできる。
 上記脂環式エポキシ化合物(A)の含有量(使用量)(脂環式エポキシ化合物(A)全量の含有量)は、光半導体封止用樹脂組成物に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量(全エポキシ化合物)(100重量%)に対して、55~100重量%であり、好ましくは70~100重量%、より好ましくは80~100重量%である。含有量が55重量%未満であると、硬化物の透明性、耐熱性、耐光性が低下する場合がある。
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、脂環式エポキシ化合物(A)以外のエポキシ化合物(エポキシ樹脂)(「その他のエポキシ化合物」と称する場合がある)を含んでいてもよい。その他のエポキシ化合物としては、例えば、下記式で表されるグリシジル型エポキシ化合物(グリシジル型エポキシ樹脂)などが挙げられる。中でも、上記その他のエポキシ化合物としては、脂環式エポキシ化合物(A)以外の脂環式エポキシ化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 なお、本発明の光半導体封止用樹脂組成物(100重量%)における、エポキシ基を有する化合物の全量(全エポキシ化合物)の含有量は、特に限定されないが、30~99.9重量%が好ましい。
[脂環式ポリエステル樹脂(B)]
 本発明の硬化性エポキシ樹脂組成物の必須成分である脂環式ポリエステル樹脂(B)は、硬化物の耐熱性、耐光性、耐クラック性を向上させ、光半導体装置の光度低下を抑制し、光度安定性及び耐冷熱衝撃性を向上させる役割を担う。上記脂環式ポリエステル樹脂(B)は、主鎖に脂環構造(脂肪族環構造)を有するポリエステル樹脂(脂環式ポリエステル)である。なお、脂環式ポリエステル樹脂(B)は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用できる。
 脂環式ポリエステル樹脂(B)における脂環構造としては、特に限定されないが、例えば、単環炭化水素構造や橋かけ環炭化水素構造(例えば、二環系炭化水素等)などが挙げられる。中でも、上記脂環構造としては、特に、脂環(脂環を構成する炭素-炭素結合)が全て炭素-炭素単結合により構成された、飽和単環炭化水素構造や飽和橋かけ環炭化水素構造が好ましい。また、上記脂環式ポリエステル樹脂(B)における脂環構造は、ジカルボン酸由来の構成単位とジオール由来の構成単位のいずれか一方にのみ導入されていてもよいし、両方共に導入されていてもよく、特に限定されない。
 脂環式ポリエステル樹脂(B)は、脂環構造を有するモノマー成分由来の構成単位を有している。上記脂環構造を有するモノマーとしては、公知慣用の脂環構造を有するジオールやジカルボン酸が挙げられ、特に限定されないが、例えば、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、4-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、ハイミック酸、1,4-デカヒドロナフタレンジカルボン酸、1,5-デカヒドロナフタレンジカルボン酸、2,6-デカヒドロナフタレンジカルボン酸、2,7-デカヒドロナフタレンジカルボン酸などの脂環構造を有するジカルボン酸(酸無水物等の誘導体も含む)等;1,2-シクロペンタンジオール、1,3-シクロペンタンジオール、1,2-シクロペンタンジメタノール、1,3-シクロペンタンジメタノール、ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.0]デカン等の5員環ジオール、1,2-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、2,2-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン等の6員環ジオール、水素添加ビスフェノールAなどの脂環構造を有するジオール(これらの誘導体も含む)等が挙げられる。
 脂環式ポリエステル樹脂(B)は、脂環構造を有しないモノマー成分に由来する構成単位を有していてもよい。上記脂環構造を有しないモノマー成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸(酸無水物等の誘導体も含む);アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸等の脂肪族ジカルボン酸(酸無水物等の誘導体も含む);エチレングリコール、プロピレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、キシリレングリコール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物などのジオール(これらの誘導体も含む)等が挙げられる。なお、上記の脂環構造を有しないジカルボン酸やジオールに適宜な置換基(例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子等)が結合したものも、脂環構造を有しないモノマー成分に含まれる。
 脂環式ポリエステル樹脂(B)を構成する全モノマー単位(全モノマー成分)(100モル%)に対する脂環を有するモノマー単位の割合は、特に限定されないが、10モル%以上(例えば、10~80モル%)が好ましく、より好ましくは25~70モル%、さらに好ましくは40~60モル%である。脂環を有するモノマー単位の割合が10モル%未満であると、硬化物の耐熱性、耐光性、耐クラック性が低下する場合がある。
 脂環式ポリエステル樹脂(B)としては、特に、下記式(1)~(3)で表される構成単位を少なくとも一種以上含む脂環式ポリエステルが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
[式中、R1は直鎖状、分岐鎖状、又は環状の炭素数2~15のアルキレン基を表す。また、R2~R5は、それぞれ独立に、水素原子又は直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1~4のアルキル基を表し、R2~R5から選ばれる二つが結合して環を形成していてもよい。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
[式中、R1は直鎖状、分岐鎖状、又は環状の炭素数2~15のアルキレン基を表す。また、R2~R5は、それぞれ独立に、水素原子又は直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1~4のアルキル基を表し、R2~R5から選ばれる二つが結合して環を形成していてもよい。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[式中、R1は直鎖状、分岐鎖状、又は環状の炭素数2~15のアルキレン基を表す。また、R2~R5は、それぞれ独立に、水素原子又は直鎖状若しくは分岐鎖状の炭素数1~4のアルキル基を表し、R2~R5から選ばれる二つが結合して環を形成していてもよい。]
 上記式(1)~(3)で表される構成単位の好ましい具体例としては、例えば、下記式(4)で表される4-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸及びエチレングリコール由来の構成単位が挙げられる。当該構成単位を有する脂環式ポリエステル樹脂(B)は、例えば、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸とエチレングリコールとを重縮合することにより得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 また、上記式(1)~(3)で表される構成単位の他の好ましい具体例としては、例えば、下記式(5)で表される1,4-シクロヘキサンジカルボン酸及びネオペンチルグリコール由来の構成単位が挙げられる。当該構成単位を有する脂環式ポリエステル樹脂(B)は、例えば、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸とネオペンチルグリコールとを重縮合することにより得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 なお、脂環式ポリエステル樹脂(B)の末端構造は、特に限定されず、水酸基、カルボキシル基であってもよいし、これら水酸基やカルボキシル基が適宜変性された構造(例えば、末端の水酸基がモノカルボン酸や酸無水物によりエステル化された構造や、末端のカルボキシル基がアルコールによりエステル化された構造など)であってもよい。
 脂環式ポリエステル樹脂(B)が上記式(1)~(3)で表される構成単位を有する場合、該構成単位の含有量の合計量(合計含有量;該構成単位を構成する全モノマー単位)は、特に限定されないが、脂環式ポリエステル樹脂(B)の全構成単位(100モル%;脂環式ポリエステル樹脂(B)を構成する全モノマー単位)に対し、20モル%以上(例えば、20~100モル%)が好ましく、より好ましくは50~100モル%、さらに好ましくは80~100モル%である。上記式(1)~(3)で表される構成単位の含有量が20モル%未満であると、硬化物の耐熱性、耐光性、耐クラック性が低下する場合がある。
 脂環式ポリエステル樹脂(B)の数平均分子量は、特に限定されないが、300~100000が好ましく、より好ましくは300~30000である。脂環式ポリエステル樹脂(B)の数平均分子量が300未満であると、硬化物の強靭性が十分でなく、耐クラック性が低下する場合がある。一方、脂環式ポリエステル樹脂(B)の数平均分子量が100000を超えると、硬化剤(C)との相溶性が低下し、硬化物の透明性が低下する場合がある。なお、脂環式ポリエステル樹脂(B)の数平均分子量は、例えば、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法により、標準ポリスチレン換算の値として測定することができる。
 脂環式ポリエステル樹脂(B)は、特に限定されず、公知慣用の方法により製造することができる。より詳しくは、例えば、脂環式ポリエステル樹脂(B)を、上述のジカルボン酸とジオールとを常法により重縮合させることにより得てもよいし、上述のジカルボン酸の誘導体(酸無水物、エステル、酸ハロゲン化物等)とジオールとを常法により重縮合させることにより得てもよい。
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物において、脂環式ポリエステル樹脂(B)の含有量(使用量)は、特に限定されないが、脂環式ポリエステル樹脂(B)と硬化剤(C)の合計量(100重量%)に対して、1~60重量%が好ましく、より好ましくは1~30重量%である。脂環式ポリエステル樹脂(B)の含有量が1重量%未満であると、硬化物の耐クラック性が低下する場合がある。一方、脂環式ポリエステル樹脂(B)の含有量が60重量%を超えると、硬化物の透明性や耐熱性が低下する場合がある。
[硬化剤(C)]
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物に含まれる硬化剤(C)は、酸無水物系硬化剤である。上記酸無水物系硬化剤としては、一般にエポキシ樹脂用硬化剤として慣用されているものの中から任意に選択して使用することができる。中でも、常温で液状のものが好ましく、具体的には、例えば、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸などが挙げられる。また、例えば、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物などの常温で固体の酸無水物についても、常温で液状の酸無水物に溶解させて液状の混合物とすることで、硬化剤(C)として使用することができる。なお、硬化剤(C)は単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
 また、本発明においては、硬化剤(C)として、「リカシッドMH-700」(新日本理化(株)製)、「HN-5500」(日立化成工業(株)製)等の市販品を使用することもできる。
 硬化剤(C)の含有量(使用量)は、特に限定されないが、光半導体封止用樹脂組成物中に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、50~200重量部が好ましく、より好ましくは80~145重量部である。より具体的には、硬化剤(C)の含有量(使用量)は、光半導体封止用樹脂組成物中に含まれる全てのエポキシ基を有する化合物におけるエポキシ基1当量当たり、0.5~1.5当量となる割合で使用することが好ましい。硬化剤(C)の使用量が50重量部を下回ると、硬化が不十分となり、硬化物の強靱性が低下する傾向がある。一方、硬化剤(C)の使用量が200重量部を上回ると、硬化物が着色して色相が悪化する場合がある。
[硬化促進剤(D)]
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、硬化促進剤(D)として、有機カルボン酸亜鉛を必須成分として含有する。上記有機カルボン酸亜鉛としては、エポキシ基を有する化合物と硬化剤(C)(酸無水物系硬化剤)との反応における硬化促進剤として機能し、無色透明な硬化物(エポキシ樹脂硬化物)を与えるものが好ましい。具体的には、上記有機カルボン酸亜鉛における有機カルボン酸成分により耐光性に優劣があるため、特に、炭素数6~18の直鎖型、分岐型、エーテル基含有型のいずれかからなる脂肪酸の1種又は2種よりなる脂肪酸亜鉛であることが好ましい。具体的には、例えば、オクチル酸亜鉛、ラウリル酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛などが挙げられる。
 また、本発明においては、上記有機カルボン酸亜鉛として、ニッカオクチックス亜鉛(日本化学産業(株)製)等の市販品を使用することもできる。
 本発明者は、本発明の光半導体封止用樹脂組成物における硬化促進剤(D)として、有機カルボン酸亜鉛を必須成分として含有させることにより、硬化物のガラス転移温度が低下し、さらに、光半導体装置において硬化物とリードフレームとの密着性が低下する傾向があることを見出した。そして、このように硬化物のリードフレームに対する密着性を低下させることによって、光半導体装置の光度安定性(特に、高温高湿条件下における光度安定性)が著しく向上することを見出した。
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物においては、硬化促進剤(D)として上記有機カルボン酸亜鉛単独を用いてもよいし、有機カルボン酸亜鉛以外の硬化促進剤(「その他の硬化促進剤」と称する場合がある)を併用してもよい。上記その他の硬化促進剤としては、特に、さらなる光度安定性向上の観点から、下記式(6)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
[式(6)中のR6、R7、R8、及びR9は、それぞれ、炭素数1~20の炭化水素基を表し、相互に同じであっても異なっていてもよい]
で表されるホスホニウムイオンと該ホスホニウムイオンとイオン対を形成しうるハロゲンアニオンとのイオン結合体が好ましい。即ち、本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、硬化促進剤(D)として、有機カルボン酸亜鉛を含み、さらに、上記式(6)で表されるホスホニウムイオンと該ホスホニウムイオンとイオン対を形成しうるハロゲンアニオンとのイオン結合体を含むことが好ましい。
 上記式(6)で表されるホスホニウムイオンとハロゲンアニオンとのイオン結合体(第4級有機ホスホニウム塩)は、ホスホニウムイオンとハロゲンアニオンが少なくとも1個のイオン対を形成したものである。上記イオン結合体は、高温にさらされる硬化時にすみやかに解離し、ホスホニウムイオンが硬化を促進する作用を有する。このため、光半導体装置を製造した場合に、封止材中のハロゲンアニオンがリードフレームとの密着性を低下させることにより光度安定性を向上させる作用を有するものと考えられる。
 式(6)中のR6、R7、R8、及びR9における炭素数1~20の炭化水素基としては、例えば、炭素数1~20のアルキル基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数6~20のアリール基等が挙げられる。炭素数1~20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基などの直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基等が挙げられる。炭素数7~20のアラルキル基としては、ベンジル基、メチルベンジル基、エチルベンジル基、ジメチルベンジル基、ジエチルベンジル基、フェネチル基、メチルフェネチル基、エチルフェネチル基、メチルフェネチル基、エチルフェネチル基等が挙げられる。炭素数6~20のアリール基としては、例えば、フェニル基;メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基などの置換フェニル基;ナフチル基等が挙げられる。これらの中でも、エチル基、プロピル基、ブチル基などの炭素数2~4のアルキル基;ベンジル基、エチルベンジル基、フェネチル基、エチルフェネチル基などの炭素数7~10のアラルキル基;フェニル基、メチルフェニル基などの炭素数6~8のアリール基等が好ましく、フェニル基、ブチル基、エチル基が特に好ましい。
 上記式(6)で表されるホスホニウムイオンとイオン対を形成しうるハロゲンアニオンとしては、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン等が挙げられる。中でも、臭素イオン、ヨウ素イオンが好ましい。
 上記式(6)で表されるホスホニウムイオンとハロゲンアニオンとのイオン結合体(第4級有機ホスホニウム塩)としては、例えば、テトラブチルホスホニウムクロリド、テトラブチルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムヨージド、テトラフェニルホスホニウムクロリド、テトラフェニルホスホニウムブロミド、テトラフェニルホスホニウムヨージド、エチルトリフェニルホスホニウムクロリド、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド、エチルトリフェニルホスホニウムヨージド、プロピルトリフェニルホスホニウムクロリド、プロピルトリフェニルホスホニウムブロミド、プロピルトリフェニルホスホニウムヨージド、ブチルトリフェニルホスホニウムクロリド、ブチルトリフェニルホスホニウムブロミド、ブチルトリフェニルホスホニウムヨージド、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド、メチルトリフェニルホスホニウムヨージド、テトラメチルホスホニウムヨージド、テトラエチルホスホニウムブロミドなどが挙げられる。中でも、テトラフェニルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムブロミド、テトラフェニルホスホニウムヨージド、エチルトリフェニルホスホニウムヨージドなどが好ましい。
 また、上記式(6)で表されるホスホニウムイオンとハロゲンアニオンとのイオン結合体(第4級有機ホスホニウム塩)として、商品名「U-CAT 5003」(サンアプロ(株)製)等の市販品を使用することもできる。
 上記その他の硬化促進剤としては、上記式(6)で表されるホスホニウムイオンとハロゲンアニオンとのイオン結合体以外にも、公知乃至慣用の硬化促進剤を用いることができる。このような硬化促進剤としては、例えば、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)、及びその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩);1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5(DBN)、及びその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩);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、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミンなどの3級アミン;2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾールなどのイミダゾール;リン酸エステル、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類;テトラフェニルホスホニウムテトラ(p-トリル)ボレートなどのホスホニウム化合物;金属キレートなどが挙げられる。
 硬化促進剤(D)の使用量(含有量)としては、例えば、光半導体封止用樹脂組成物中に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、0.05~7重量部が好ましく、より好ましくは0.1~5重量部、特に好ましくは0.2~5重量部、最も好ましくは0.25~4重量部程度である。硬化促進剤(D)の使用量が0.05重量部を下回ると、硬化促進効果が不十分となる場合があり、一方、硬化促進剤(D)の使用量が7重量部を上回ると、硬化物が着色して色相が悪化する場合がある。なお、上記「硬化促進剤(D)の使用量」とは、2種以上の硬化促進剤を使用する場合には、これらの含有量の合計(合計含有量)を意味するものとする。
 硬化促進剤(D)の中でも、特に、有機カルボン酸塩(特に、オクチル酸亜鉛)の含有量は、特に限定されないが、光半導体封止用樹脂組成物中に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、0.1~4重量部が好ましく、より好ましくは0.3~3.5重量部、さらに好ましくは0.5~3重量部である。有機カルボン酸亜鉛の含有量が0.1重量部未満であると、光半導体装置の光度安定性(特に、高温高湿条件での光度安定性)向上の効果が得られにくい場合がある。一方、含有量が4重量部を超えると、光半導体装置の耐クラック性(耐冷熱衝撃性)が低下する場合がある。
 また、上記式(6)で表されるホスホニウムイオンとハロゲンアニオンとのイオン結合体(第4級有機ホスホニウム塩)は、特に限定されないが、光半導体封止用樹脂組成物中に含まれるハロゲン(特に、臭素若しくはヨウ素)の含有量が200mg/kg以上(例えば、200~8000mg/kg)となるような量で配合することが好ましく、より好ましくは200~5000mg/kg、さらに好ましくは300~4000mg/kgである。上記ハロゲンの含有量が200mg/kg未満であると、光半導体装置の光度安定性向上の効果が得られにくくなる場合がある。
[溶媒]
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、溶媒を含んでいてもよい。溶媒として、例えば、グリコール(エチレングリコール;ポリアルキレングリコール;ネオペンチルアルコールなど)、エーテル(ジエチルエーテル;エチレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、プロピレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、プロピレングリコールモノ又はジアリールエーテル、ジプロピレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、トリプロピレングリコールモノ又はジアルキルエーテル、1,3-プロパンジオールモノ又はジアルキルエーテル、1,3-ブタンジオールモノ又はジアルキルエーテル、1,4-ブタンジオールモノ又はジアルキルエーテル、グリセリンモノ,ジ又はトリアルキルエーテル等のグリコールエーテル類などの鎖状エーテル;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテルなど)、エステル(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-メトキシブチルアセテート、C5-6シクロアルカンジオールモノ又はジアセテート、C5-6シクロアルカンジメタノールモノ又はジアセテート等のカルボン酸エステル類;エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ又はジアセテート、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノ又はジアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ又はジアセテート、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノ又はジアセテート、1,3-プロパンジオールモノアルキルエーテルアセテート、1,3-プロパンジオールモノ又はジアセテート、1,3-ブタンジオールモノアルキルエーテルアセテート、1,3-ブタンジオールモノ又はジアセテート、1,4-ブタンジオールモノアルキルエーテルアセテート、1,4-ブタンジオールモノ又はジアセテート、グリセリンモノ,ジ又はトリアセテート、グリセリンモノ又はジC1-4アルキルエーテルジ又はモノアセテート、トリプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノ又はジアセテート等のグリコールアセテート類又はグリコールエーテルアセテート類など)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、3,5,5-トリメチル-2-シクロヘキセン-1-オンなど)、アミド(N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミドなど)、スルホキシド(ジメチルスルホキシドなど)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、3-メトキシ-1-ブタノール、C5-6シクロアルカンジオール、C5-6シクロアルカンジメタノールなど)、炭化水素(ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素など)、これらの混合溶媒などが挙げられる。
[ゴム粒子]
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、ゴム粒子を含んでいてもよい。ゴム粒子としては、例えば、粒子状NBR(アクリロニトリル-ブタジエンゴム)、反応性末端カルボキシル基NBR(CTBN)、メタルフリーNBR、粒子状SBR(スチレン-ブタジエンゴム)、SMB(スチレン-ブタジエン-メチルメタクリレートゴム)、MAM(メチルメタクリレート-ブチルアクリレート-メチルメタクリレートゴム)、官能基付与MAM等が挙げられる。ゴム粒子としては、ゴム弾性を有するコア部分と、該コア部分を被覆する少なくとも1層のシェル層とから成る多層構造(コアシェル構造)を有し、表面にエポキシ基(例えば、脂環式エポキシ化合物(A)のエポキシ基)と反応し得る官能基としてヒドロキシル基及び/又はカルボキシル基を有し、平均粒子径が10~500nm、最大粒子径が50~1000nmであるゴム粒子であって、該ゴム粒子の屈折率と当該光半導体封止用樹脂組成物の硬化物の屈折率との差が±0.02以内であるゴム粒子を用いることもできる。上記ゴム粒子の配合量は、必要に応じて適宜調整することができ、特に限定されないが、光半導体封止用樹脂組成物中に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量100重量部に対して、0.5~30重量部が好ましく、より好ましくは1~20重量部である。ゴム粒子の使用量が0.5重量部を下回ると、耐クラック性が低下する傾向があり、一方、ゴム粒子の使用量が30重量部を上回ると、耐熱性及び透明性が低下する傾向がある。
[添加剤]
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、上記以外にも、本発明の効果を損なわない範囲内で各種添加剤を含んでいてもよい。上記添加剤として、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどの水酸基を有する化合物を使用すると、反応を緩やかに進行させることができる。その他にも、粘度や透明性を損なわない範囲内で、シリコーン系やフッ素系消泡剤、レベリング剤、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤、界面活性剤、シリカ、アルミナなどの無機充填剤、難燃剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、イオン吸着体、顔料、蛍光体、離型剤などの慣用の添加剤を使用することができる。
<光半導体封止用樹脂組成物の調製方法>
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、上述の脂環式エポキシ化合物(A)、脂環式ポリエステル樹脂(B)、硬化剤(C)、及び硬化促進剤(D)を少なくとも含んでいればよく、その調製方法は特に限定されない。例えば、脂環式エポキシ化合物(A)を必須成分として含むα剤と、硬化剤(C)及び硬化促進剤(D)を必須成分として含むβ剤とを別々に調製し、当該α剤とβ剤とを所定の割合で攪拌・混合し、必要に応じて真空下で脱泡することにより調製することができる。なお、この場合、脂環式ポリエステル樹脂(B)は、あらかじめα剤及び/又はβ剤(α剤及びβ剤のいずれか一方又は両方)の構成成分として混合しておいてもよいし、α剤とβ剤とを混合する際にα剤、β剤以外の成分として配合してもよい。特に、均一な樹脂組成物を得る観点で、脂環式ポリエステル樹脂(B)と硬化剤(C)とをあらかじめ混合してこれらの混合物(脂環式ポリエステル樹脂(B)と硬化剤(C)の混合物)を得た後、該混合物に硬化促進剤(D)やその他の添加剤を配合してβ剤を調製し、引き続き該β剤とα剤を混合することにより調製することが好ましい。
 上記α剤を調製する際の攪拌、混合時の温度は、特に限定されないが、30~150℃が好ましく、より好ましくは35~130℃である。また、上記β剤を調製する際の攪拌、混合時の温度は、特に限定されないが、30~100℃が好ましく、より好ましくは35~80℃である。攪拌・混合には公知の装置、例えば、自転公転型ミキサー、プラネタリーミキサー、ニーダー、ディゾルバーなどを使用できる。
 さらに、脂環式ポリエステル樹脂(B)と硬化剤(C)を混合する際の温度は、特に限定されないが、60~130℃が好ましく、より好ましくは90~120℃である。混合時間は、特に限定されないが、30~100分間が好ましく、より好ましくは45~80分間である。混合は、特に限定されないが、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。また、混合には、上述の公知の装置を使用できる。
 脂環式ポリエステル樹脂(B)と硬化剤(C)を混合した後には、特に限定されないが、さらに適宜な化学処理(例えば、水素添加や脂環式ポリエステルの末端変性など)等を施してもよい。なお、上記脂環式ポリエステル樹脂(B)と硬化剤(C)の混合物においては、硬化剤(C)の一部が脂環式ポリエステル樹脂(B)(例えば、脂環式ポリエステルの水酸基など)と反応していてもよい。
 上述の脂環式ポリエステル樹脂(B)と硬化剤(C)の混合物としては、例えば、「HN-7200」(日立化成工業(株)製)、「HN-5700」(日立化成工業(株)製)などの市販品を用いることもできる。
<硬化物>
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物は、特に限定されないが、例えば、温度45~200℃(より好ましくは100~190℃、さらに好ましくは100~180℃)で、硬化時間30~600分(より好ましくは45~540分、さらに好ましくは60~480分)の条件で硬化させることができる。硬化温度及び硬化時間のいずれか一方又は両方が上記範囲の下限値より低い場合は、硬化が不十分となり、逆にいずれか一方又は両方が上記範囲の上限値より高い場合、樹脂成分の分解が起きる場合があるので、何れも好ましくない。硬化条件は種々の条件に依存するが、硬化温度が高い場合は硬化時間を短く、硬化温度が低い場合は硬化時間を長くする等により、適宜調整することができる。本発明の光半導体封止用樹脂組成物を硬化させることによって、耐熱性、透明性、耐光性、耐クラック性などの諸物性に優れた硬化物が得られる。
<光半導体装置>
 本発明の光半導体装置は、本発明の光半導体封止用樹脂組成物で光半導体素子を封止することにより得られる。光半導体素子の封止は、前述の方法で調製された光半導体封止用樹脂組成物を所定の成形型内に注入し、所定の条件で加熱硬化して行う。これによって、光半導体封止用樹脂組成物の硬化物で光半導体素子が封止されてなる、通電特性(光度安定性)(特に、高温高湿条件下での通電特性(光度安定性))、耐冷熱衝撃性などの諸物性に優れた光半導体装置が得られる。硬化温度と硬化時間は、上記硬化物を得る際と同様とすることができる。
 以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
 実施例1
 表1に示すように、脂環式エポキシ化合物を必須成分として含むα剤(以下、単に「α剤」と記載する)として、商品名「セロキサイド2021P」((株)ダイセル製):55重量部、商品名「EHPE3150」((株)ダイセル製):15重量部、商品名「jER YX8034」(三菱化学(株)製):20重量部、及び商品名「セロキサイド2081」((株)ダイセル製):10重量部の混合物を用いた。
 また、表1に示すように、硬化剤及び硬化促進剤を必須成分として含むβ剤(以下、「β剤」と記載する)として、商品名「リカシッドMH-700」(新日本理化(株)製):90重量部、商品名「HN-5700」(日立化成工業(株)製):40重量部、商品名「ニッカオクチックス亜鉛15%」(オクチル酸亜鉛、日本化学産業(株)製):2.0重量部、及び商品名「U-CAT 5003」(サンアプロ(株)製):0.7重量部の混合物を用いた。
 上記α剤及びβ剤を表1に示す配合割合(単位:重量部)で、自公転式攪拌装置(商品名「あわとり練太郎」、(株)シンキー製)を用いて均一に混合し(2000rpm、5分)、脱泡して、光半導体封止用樹脂組成物を得た。
 実施例2
 表1に示すように、α剤として、商品名「セロキサイド2021P」((株)ダイセル製):65重量部、商品名「EHPE3150」((株)ダイセル製):15重量部、商品名「jER YX8034」(三菱化学(株)製):10重量部、及び商品名「セロキサイド2081」((株)ダイセル製):10重量部の混合物を用いたこと以外は実施例1と同様にして、光半導体封止用樹脂組成物を得た。
 実施例3
 表1に示すように、α剤として、商品名「セロキサイド2021P」((株)ダイセル製):75重量部、商品名「EHPE3150」((株)ダイセル製):15重量部、商品名「セロキサイド2081」((株)ダイセル製):10重量部、及び商品名「Nanostrength M52N」(アルケマ製):5重量部を混合し、100℃で2時間攪拌することでNanostrength M52Nを溶解させたもの(混合物)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、光半導体封止用樹脂組成物を得た。
 比較例1
 表1に示すように、β剤として、商品名「リカシッドMH-700」(新日本理化(株)製):90重量部、商品名「HN-5700」(日立化成工業(株)製):40重量部、及び商品名「U-CAT 5003」(サンアプロ(株)製):0.7重量部の混合物を用いたこと以外は実施例1と同様にして、光半導体封止用樹脂組成物を得た。
 比較例2
 表1に示すように、β剤として、商品名「リカシッドMH-700」(新日本理化(株)製):90重量部、商品名「HN-5700」(日立化成工業(株)製):40重量部、及び商品名「U-CAT 5003」(サンアプロ(株)製):0.7重量部の混合物を用いたこと以外は実施例2と同様にして、光半導体封止用樹脂組成物を得た。
 比較例3
 表1に示すように、β剤として、商品名「リカシッドMH-700」(新日本理化(株)製):90重量部、商品名「HN-5700」(日立化成工業(株)製):40重量部、及び商品名「U-CAT 5003」(サンアプロ(株)製):0.7重量部の混合物を用いたこと以外は実施例3と同様にして、光半導体封止用樹脂組成物を得た。
[評価]
 実施例及び比較例にて得られた光半導体封止用樹脂組成物を、下記方法により評価した。
<光度安定性(高温高湿通電特性)>
 光半導体素子(InGaN)付きリードフレームに、実施例、比較例で得られた光半導体封止用樹脂組成物を注型し、樹脂硬化オーブンを用いて、110℃で2時間、続いて140℃で3時間加熱することによって硬化させ、光半導体装置を作製した。
 作製した光半導体装置について、高温高湿通電(85℃/85%RH/20mA)を行い、100時間後の光度保持率、500時間後の光度保持率を測定し、これらによって、経時での高温高湿通電特性を評価した。なお、光半導体装置の光度は、下記の測定装置を用いて測定した。
  測定装置:OPTRONIC LABORATORIES社製、「OL771」
 具体的な評価方法を以下に示す。
 まず、作製した光半導体装置について、高温高湿条件下に保存する前の光度(20mA)を測定した(「初期の光度」とする)。続いて、高温高湿槽(85℃/85%RH)に入れて通電(20mA)し、通電開始から100時間後の光度、500時間後の光度をそれぞれ測定した。そして、下記の算出式にて、100時間後の光度保持率、500時間後の光度保持率を算出した。
 ・[100時間後の光度保持率(%)]=100×[100時間後の光度(lm)]/[初期の光度(lm)]
 ・[500時間後の光度保持率(%)]=100×[500時間後の光度(lm)]/[初期の光度(lm)]
 結果を表1の「光度保持率 100時間後」、「光度保持率 500時間後」の欄にそれぞれ示した。
 そして、100時間後の光度保持率から、100時間後の光度保持率の変動率([100時間後の光度保持率(%)]-100(%))を算出し、以下の指標により光度安定性(高温高湿通電特性)を評価した。
 100時間後の光度保持率の変動率が-3%を超えて3%未満であり、なおかつ500時間後の光度保持率が80%以上の場合を○(光度安定性良好)とし、それ以外の場合を×(光度安定性不良)と評価した。結果を表1の「光度安定性(高温高湿通電特性)」の欄に示した。
<耐クラック性(耐冷熱衝撃性)>
 光半導体素子(InGaN)付きリードフレームに、実施例及び比較例で得られた光半導体封止用樹脂組成物を注型し、樹脂硬化オーブンを用いて、110℃で2時間、続いて140℃で3時間加熱することによって硬化させ、光半導体装置を作製した。
 作製した光半導体装置について、冷熱衝撃試験機を用いて冷熱衝撃試験[-40℃で30分間、続いて100℃で30分間の冷却及び加熱を1サイクルとした熱衝撃を繰り返し与える試験]を行い、800サイクル後に光半導体装置における硬化物に生じたクラックの長さを、下記の測定装置を用いて計測した。
 測定装置:(株)キーエンス製、「デジタルマイクロスコープ VHX-900」
 耐クラック性は、光半導体装置のリードフレームのエッジ部分から発生したクラックを対象とし、800サイクル後のクラックの長さが800μm以上であった場合を×(耐クラック性不良)、800μm未満であった場合を○(耐クラック性良好)と評価した。結果を表1の「耐クラック性(耐冷熱衝撃性)」の欄に示す。
<総合判定>
 上記試験の結果、光度安定性(高温高湿通電特性)の評価結果が○(良好)であり、なおかつ耐クラック性(耐冷熱衝撃性)の評価結果が○(良好)であった場合を総合判定○(優れている)とし、それ以外の場合を総合判定×(劣っている)と評価した。結果を表1の「総合判定」の欄に示した。
 以下に、実施例にて使用した成分を示す。
[α剤]
 セロキサイド2021P:3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(3,4-エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレート、(株)ダイセル製
 EHPE3150:2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキセン付加物、(株)ダイセル製
 セロキサイド2081:ε-カプロラクトン変性3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(3,4-エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレート、(株)ダイセル製
 jER YX8034:水素添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂、三菱化学(株)製
 Nanostrength M52N:ゴム粒子、アルケマ製
[β剤]
 リカシッドMH-700:4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸/ヘキサヒドロ無水フタル酸=70/30、新日本理化(株)製
 HN-5700:4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸/3-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸=70/30と、脂環式ポリエステル樹脂の混合物、日立化成工業(株)製
 オクチル酸亜鉛:ニッカオクチックス亜鉛15%(T)、日本化学産業(株)製
 U-CAT 5003:第4級ホスホニウムブロマイド、サンアプロ(株)製
 試験機器
 ・樹脂硬化オーブン
  エスペック(株)製、GPHH-201
 ・高温高湿槽
  エスペック(株)製、小型環境試験器 SH-641
 ・冷熱衝撃試験機
  エスペック(株)製、小型冷熱衝撃装置 TSE-11-A
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 本発明の光半導体封止用樹脂組成物を用いた光半導体装置(実施例)は、高温高湿条件下での光度安定性(高温高湿通電特性)に優れており、耐クラック性(耐冷熱衝撃性)にも優れていた。
 一方、オクチル酸亜鉛を含有しない樹脂組成物を用いた光半導体装置(比較例)は、光度安定性と耐クラック性のいずれにも劣っていた。

Claims (6)

  1.  脂環式エポキシ化合物(A)、脂環式ポリエステル樹脂(B)、硬化剤(C)、及び硬化促進剤(D)を含有する光半導体封止用樹脂組成物であって、
     前記脂環式エポキシ化合物(A)が、(A1)下記式(I)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式(I)中、Xは単結合又は連結基を示し、前記連結基は、2価の炭化水素基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、カーボネート基、アミド結合、又はこれらが複数個連結した基である]
    で表される化合物、(A2)脂環にエポキシ基が直接単結合で結合している化合物、及び(A3)脂環を構成する隣接する2つの炭素原子と酸素原子とで構成されるエポキシ基を3以上有する化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物であり、
     前記脂環式エポキシ化合物(A)全量の含有量が、光半導体封止用樹脂組成物に含まれるエポキシ基を有する化合物の全量(100重量%)に対して、55~100重量%であり、
     前記脂環式ポリエステル樹脂(B)が主鎖に脂環構造を有する脂環式ポリエステルであり、
     前記硬化剤(C)が酸無水物系硬化剤であり、且つ、
     前記硬化促進剤(D)として有機カルボン酸亜鉛を含有することを特徴とする光半導体封止用樹脂組成物。
  2.  前記有機カルボン酸亜鉛がオクチル酸亜鉛である請求項1に記載の光半導体封止用樹脂組成物。
  3.  前記硬化促進剤(D)として、さらに、下記式(6)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式(6)中のR6、R7、R8、及びR9は、それぞれ、炭素数1~20の炭化水素基を表し、相互に同じであっても異なっていてもよい]
    で表されるホスホニウムイオンと該ホスホニウムイオンとイオン対を形成しうるハロゲンアニオンとのイオン結合体を含有する請求項1又は2に記載の光半導体封止用樹脂組成物。
  4.  前記ハロゲンアニオンが、臭素イオン又はヨウ素イオンである請求項3に記載の光半導体封止用樹脂組成物。
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載の光半導体封止用樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
  6.  請求項1~4のいずれか1項に記載の光半導体封止用樹脂組成物によって光半導体素子が封止されてなる光半導体装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013187394A1 (ja) * 2012-06-15 2013-12-19 古河電気工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子封止用樹脂組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子用封止フィルム、有機エレクトロルミネッセンス素子用ガスバリアフィルムおよびこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06128359A (ja) * 1992-10-19 1994-05-10 Hitachi Chem Co Ltd エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた光半導体装置
JP2002226674A (ja) * 2001-02-02 2002-08-14 Konishi Co Ltd 揺変性持続型エポキシ樹脂組成物
JP2004131553A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Yokohama Tlo Co Ltd エポキシ樹脂組成物
JP2007314740A (ja) * 2006-04-26 2007-12-06 Hitachi Chem Co Ltd エポキシ樹脂組成物、その硬化物及び光半導体装置
WO2012093591A1 (ja) * 2011-01-07 2012-07-12 株式会社ダイセル 硬化性エポキシ樹脂組成物

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5037385B2 (ja) * 2008-02-26 2012-09-26 新日鐵化学株式会社 エポキシシリコーン樹脂を含む硬化性樹脂組成物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06128359A (ja) * 1992-10-19 1994-05-10 Hitachi Chem Co Ltd エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた光半導体装置
JP2002226674A (ja) * 2001-02-02 2002-08-14 Konishi Co Ltd 揺変性持続型エポキシ樹脂組成物
JP2004131553A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Yokohama Tlo Co Ltd エポキシ樹脂組成物
JP2007314740A (ja) * 2006-04-26 2007-12-06 Hitachi Chem Co Ltd エポキシ樹脂組成物、その硬化物及び光半導体装置
WO2012093591A1 (ja) * 2011-01-07 2012-07-12 株式会社ダイセル 硬化性エポキシ樹脂組成物

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013187394A1 (ja) * 2012-06-15 2013-12-19 古河電気工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子封止用樹脂組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子用封止フィルム、有機エレクトロルミネッセンス素子用ガスバリアフィルムおよびこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2014002875A (ja) * 2012-06-15 2014-01-09 Furukawa Electric Co Ltd:The 有機エレクトロルミネッセンス素子封止用樹脂組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子用封止フィルム、有機エレクトロルミネッセンス素子用ガスバリアフィルムおよびこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
US9913324B2 (en) 2012-06-15 2018-03-06 Furukawa Electric Co., Ltd. Resin composition for sealing organic electroluminescent element, sealing film for organic electroluminescent element, gas-barrier film for organic electroluminescent element, and organic electroluminescent element using these films

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