WO2014192707A1 - 光半導体装置用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られる光半導体装置用リードフレーム、封止型光半導体素子ならびに光半導体装置 - Google Patents

光半導体装置用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られる光半導体装置用リードフレーム、封止型光半導体素子ならびに光半導体装置 Download PDF

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epoxy resin
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吉田 直子
一浩 福家
大西 秀典
内藤 龍介
佑一 深道
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日東電工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to, for example, an epoxy resin composition for an optical semiconductor device, which is a material for forming a reflector (reflecting portion) that reflects light emitted from an optical semiconductor element, and a lead frame for an optical semiconductor device obtained by using the epoxy resin composition
  • the present invention relates to a type optical semiconductor element and an optical semiconductor device.
  • an optical semiconductor device in which an optical semiconductor element is mounted has an optical semiconductor element 3 on a metal lead frame composed of a first plate portion 1 and a second plate portion 2, for example, as shown in FIG.
  • a light reflecting reflector 4 made of a resin material is formed so as to be mounted and to surround the optical semiconductor element 3 so as to fill the space between the first plate portion 1 and the second plate portion 2. It takes the composition that it is.
  • the optical semiconductor element 3 mounted in the recess 5 formed as the inner peripheral surface of the metal lead frame and the reflector 4 is resin-sealed using a transparent resin such as a silicone resin containing a phosphor as necessary. By doing so, the sealing resin layer 6 is formed.
  • a transparent resin such as a silicone resin containing a phosphor
  • the reflector 4 is manufactured by using, for example, transfer molding or the like, using a thermosetting resin typified by an epoxy resin or the like. Conventionally, titanium oxide is blended in the thermosetting resin as a white pigment, and light emitted from the optical semiconductor element 3 is reflected (see Patent Document 1).
  • the occurrence of warpage becomes a problem.
  • the molding material is adjusted by setting the inorganic filler to a high filling amount, there arises a new problem that the viscosity of the molding material becomes high.
  • An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition, a lead frame for an optical semiconductor device obtained by using the epoxy resin composition, a sealed optical semiconductor element, and an optical semiconductor device.
  • the present invention provides an epoxy resin composition for an optical semiconductor device containing the following components (A) to (E), comprising the following components (C) and (D):
  • the amount is 69 to 94% by weight of the whole epoxy resin composition, and the content of the following component (E) is 4 to 23 mol% with respect to the total amount of the component (B) and the component (E).
  • the epoxy resin composition for optical semiconductor devices be a 1st summary.
  • E At least one of carboxylic acid and water.
  • the present invention is a plate-shaped lead frame for an optical semiconductor device for mounting an optical semiconductor element only on one surface in the thickness direction, and includes a plurality of plate portions arranged with a gap therebetween, and A lead frame for an optical semiconductor device, in which a reflector formed by filling the gap with the epoxy resin composition for an optical semiconductor device of the first aspect and curing it, is a second aspect.
  • the present invention is a three-dimensional lead frame for an optical semiconductor device comprising an optical semiconductor element mounting region, wherein a reflector is formed in a state surrounding at least a part of the optical semiconductor element mounting region,
  • a third gist is a lead frame for an optical semiconductor device in which the reflector is formed using the epoxy resin composition for an optical semiconductor device of the first gist.
  • a plate portion having an element mounting area for mounting an optical semiconductor element on one side thereof is arranged with a gap therebetween, and the optical semiconductor element is mounted at a predetermined position of the element mounting area.
  • An optical semiconductor device, in which a reflector formed by filling and curing the gap in the gap using the epoxy resin composition for an optical semiconductor device according to the first aspect is formed as a fourth aspect.
  • the present invention also provides an optical semiconductor element at a predetermined position of a lead frame for an optical semiconductor device, which includes an optical semiconductor element mounting region, and in which a reflector is formed so as to surround at least a part of the optical semiconductor element.
  • the fifth aspect is an optical semiconductor device in which the reflector is formed using the epoxy resin composition for optical semiconductor devices according to the first aspect.
  • a reflector made of the epoxy resin composition for an optical semiconductor device according to the first aspect is formed on a side surface of an optical semiconductor element in which a plurality of connection electrodes are formed on the back surface.
  • a sealed optical semiconductor element in which the light emitting surface or the light receiving surface is covered with a sealing layer is a sixth gist.
  • the seventh aspect of the present invention is an optical semiconductor device in which the sealed optical semiconductor element of the sixth aspect is mounted via a connection electrode at a predetermined position of a printed circuit board.
  • the present inventors have suppressed the deterioration of moldability caused by this high filling amount and are excellent in blocking resistance.
  • intensive studies were repeated.
  • the inventors recalled the use of at least one of carboxylic acid and water in order to eliminate the deterioration of moldability due to the high loading of the inorganic filler.
  • the total content of the white pigment and the inorganic filler is set to a specific ratio to exhibit a sufficient effect for suppressing the occurrence of warpage, and the total content of the white pigment and the inorganic filler is set to a high filling amount.
  • high Tg is maintained, and at the same time, the moldability and resistance to moldability are reduced.
  • the inventors have found that an epoxy resin composition that can be a molding material having excellent blocking properties can be obtained, and have reached the present invention.
  • the present invention provides the epoxy resin [component (A)], a curing agent [component (B)], a white pigment [component (C)], an inorganic filler [component (D)], Light containing at least one of [carboxylic acid] and water [component (E)], the total content of component (C) and component (D) as a specific amount, and the content of component (E) as a specific range
  • It is an epoxy resin composition for semiconductor devices.
  • a highly reliable optical semiconductor device can be obtained in an optical semiconductor device in which a reflector is formed using the epoxy resin composition for an optical semiconductor device. For this reason, it is possible to produce by mold molding such as transfer molding, which is advantageous from the viewpoint of mass productivity.
  • the glass transition temperature (Tg) can be further improved.
  • component (E) is a solid carboxylic acid
  • the handleability is improved, so that the workability is improved.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line XX ′ of the plan view (FIG. 2) schematically showing another configuration of the optical semiconductor device. It is sectional drawing which shows typically the structure of a sealing type optical semiconductor element.
  • epoxy resin composition for optical semiconductor devices of the present invention (hereinafter also referred to as “epoxy resin composition”) is used, for example, as the reflector 4 forming material of the optical semiconductor device shown in FIG.
  • it is used in the reflector 4 forming material in the form of a liquid or powder, or a tablet obtained by tableting the powder.
  • Epoxy resin examples include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, novolac type epoxy resin such as phenol novolac type epoxy resin and cresol novolac type epoxy resin, and alicyclic ring.
  • Epoxy resins monoglycidyl isocyanurates, diglycidyl isocyanurates, triglycidyl isocyanurates, hydantoin epoxy resins and other nitrogen-containing ring epoxy resins, hydrogenated bisphenol A type epoxy resins, hydrogenated bisphenol F type epoxy resins, aliphatic epoxies Resins, glycidyl ether type epoxy resins, diglycidyl ethers such as alkyl-substituted bisphenols, polyamines such as diaminodiphenylmethane and isocyanuric acid and epichlorohydres Glycidylamine type epoxy resin obtained by reaction with hydrogen, linear aliphatic epoxy resin obtained by oxidizing olefinic bonds with peracid such as peracetic acid, biphenyl type epoxy resin that is the mainstream of low water absorption cured type, Examples thereof include a dicyclo ring type epoxy resin and a naphthalene type epoxy resin.
  • epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.
  • an alicyclic epoxy resin or an isocyanuric ring structure such as triglycidyl isocyanurate alone or in combination from the viewpoint of excellent transparency and discoloration resistance.
  • diglycidyl esters of dicarboxylic acids such as phthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, methyltetrahydrophthalic acid, nadic acid and methylnadic acid are also suitable.
  • glycidyl esters such as nuclear hydrogenated trimellitic acid and nuclear hydrogenated pyromellitic acid having an alicyclic structure in which an aromatic ring is hydrogenated.
  • the epoxy resin (component A) may be solid or liquid at room temperature, but in general, the epoxy resin used preferably has an average epoxy equivalent of 90 to 1000. From the viewpoint of convenience in handling, those having a softening point of 50 to 160 ° C. are preferable. That is, if the epoxy equivalent is too small, the cured epoxy resin composition may become brittle. Moreover, it is because the tendency for the glass transition temperature (Tg) of an epoxy resin composition hardened
  • Tg glass transition temperature
  • ⁇ B Curing agent>
  • the curing agent (component B) include acid anhydride curing agents and isocyanuric acid derivative curing agents. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use an acid anhydride curing agent from the viewpoint of heat resistance and light resistance.
  • acid anhydride curing agent examples include phthalic anhydride, maleic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, 3-methylhexahydrophthalic anhydride, and 4-methylhexahydroanhydride.
  • an oligomer having an acid anhydride as a terminal group of a saturated fatty chain skeleton, an unsaturated fatty chain skeleton, or a silicone skeleton or a side chain thereof alone or in combination of two or more thereof, and the above acid anhydride can be used together.
  • these acid anhydride curing agents phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, 3-methylhexahydrophthalic anhydride, 4-methylhexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, 3-methyltetrahydrophthalic anhydride, 4-Methyltetrahydrophthalic anhydride is preferably used.
  • the acid anhydride curing agent is preferably a colorless or light yellow acid anhydride curing agent.
  • Examples of the isocyanuric acid derivative-based curing agent include 1,3,5-tris (1-carboxymethyl) isocyanurate, 1,3,5-tris (2-carboxyethyl) isocyanurate, 1,3,5, Examples thereof include 5-tris (3-carboxypropyl) isocyanurate and 1,3-bis (2-carboxyethyl) isocyanurate. These may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, as the isocyanuric acid derivative-based curing agent, a colorless or light yellow curing agent is preferable.
  • the blending ratio of the epoxy resin (component A) and the curing agent (component B) is the same as the epoxy group in the curing agent (component B) with respect to 1 equivalent of the epoxy group in the epoxy resin (component A).
  • the reactive active group an acid anhydride group or carboxy group
  • the reactive active group is preferably set to 0.4 to 1.4 equivalents, more preferably 0.6 to 1.2 equivalents. That is, when there are too few active groups, the curing rate of the epoxy resin composition is slowed and the glass transition temperature (Tg) of the cured product tends to be low, and when there are too many active groups, the moisture resistance decreases. This is because there is a tendency.
  • curing agent (B component) As said hardening
  • curing agent for example, a phenol type hardening
  • a curing agent such as an amine curing agent or a partial esterification of the acid anhydride curing agent with an alcohol can be used alone or in combination of two or more.
  • blending ratio should just follow the mixing
  • White pigment> Examples of the white pigment (C component) used together with the A component and the B component include inorganic compounds such as magnesium oxide, antimony oxide, titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, lead white, kaolin, alumina, calcium carbonate, Examples include barium carbonate, barium sulfate, zinc sulfate, and zinc sulfide. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, titanium oxide and zirconium oxide are preferably used from the viewpoint of obtaining excellent light reflectivity. Particularly, titanium oxide has a rutile crystal structure, and zirconium oxide has a monoclinic crystal structure. It is preferable to use a crystal.
  • the said average particle diameter can be measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution analyzer, for example.
  • the specific surface area can be measured using, for example, an automatic specific surface area measuring apparatus by a gas adsorption method.
  • the content of the white pigment (component C) is preferably set in the range of 3 to 90% by weight of the entire epoxy resin composition.
  • Inorganic filler examples include silica glass powder, talc, silica powder such as fused silica powder and crystalline silica powder, alumina powder, aluminum nitride powder, boron nitride powder, Examples thereof include silicon nitride powder.
  • silica powder from the viewpoint of reducing the linear expansion coefficient
  • spherical fused silica powder from the viewpoint of high filling property and high fluidity.
  • the average particle size of the inorganic filler (component D) is preferably 5 to 100 ⁇ m, particularly preferably 10 to 40 ⁇ m.
  • the said average particle diameter can be measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution meter similarly to the above-mentioned.
  • the content of the inorganic filler (component D) is such that the total content of the white pigment (component C) and the inorganic filler (component D) is 69 to 94% by weight of the total epoxy resin composition.
  • ⁇ E at least one of carboxylic acid and water>
  • the carboxylic acid preferably has a valence of 2 or more. That is, when the valence of the carboxylic acid is monovalent, the glass transition temperature (Tg) tends to decrease because the degree of polymerization is lowered.
  • Tg glass transition temperature
  • the carboxylic acid those having at least a cyclic skeleton whose chemical structure does not have an unsaturated bond are preferable.
  • examples of the carboxylic acid used in the present invention include phthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, methyltetrahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, methylhexahydrophthalic acid, methylnadic acid, And nadic acid. Of these, hexahydrophthalic acid and methylhexahydrophthalic acid are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the water is not particularly limited, but preferably water with few impurities, for example, ion exchange water, distilled water or the like is preferably used.
  • ion exchange water for example, distilled water or the like.
  • water is used as the E component, a part of the acid anhydride curing agent reacts with the water to form a carboxylic acid, which is substantially the same mode as when the carboxylic acid is used. It becomes. Therefore, it is necessary to adjust the use amount of the above-mentioned acid anhydride curing agent and water so that the carboxylic acid concentration falls within the range described below. Specifically, acid anhydride curing that disappears by reacting with water. In consideration of the amount of the agent, it is necessary to add more acid anhydride curing agent than necessary.
  • a solid carboxylic acid is preferably used as the E component from the viewpoint that it shows a solid state at room temperature (25 ° C.) in consideration of material handling properties.
  • the average particle diameter is preferably 500 ⁇ m or less, preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 50 ⁇ m or less from the viewpoint of dispersibility.
  • the maximum particle size can also be measured using, for example, a laser diffraction / scattering particle size distribution meter, as described above.
  • the content of the E component needs to be set to 4 to 23 mol% with respect to the total amount of the B component and the E component. Preferably, it is 8 to 20 mol%.
  • the content of the E component is calculated as follows. That is, the content of the component E is expressed by (number of molecules of carboxylic acid) / (number of molecules of curing agent), and the number of each molecule is (each compounding amount) / (each molecular weight). ). Therefore, specifically, the content of the E component is calculated by the following equation.
  • the epoxy resin composition of the present invention can contain a curing accelerator, a release agent, and a silane coupling agent as necessary. Furthermore, various additives such as a modifier, an antioxidant, a flame retardant, a defoaming agent, a leveling agent, and an ultraviolet absorber can be appropriately blended.
  • curing accelerator examples include 1,8-diaza-bicyclo [5.4.0] undecene-7, triethylenediamine, tri-2,4,6-dimethylaminomethylphenol, N, N-dimethylbenzylamine. , Tertiary amines such as N, N-dimethylaminobenzene and N, N-dimethylaminocyclohexane, imidazoles such as 2-ethyl-4-methylimidazole and 2-methylimidazole, triphenylphosphine, tetraphenylphosphonium tetrafluoro Borate, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, tetra-n-butylphosphonium bromide, tetraphenylphosphonium bromide, methyltributylphosphonium dimethylphosphoate, tetra-n-butylphosphonium-o, o-diethylphosphoro Phosphorus compounds such as
  • tertiary amines imidazoles, and phosphorus compounds.
  • a tertiary amine or a phosphorus compound in order to obtain a transparent and tough cured product with a low degree of coloring.
  • the content of the curing accelerator is preferably set to 0.001 to 8.0% by weight, more preferably 0.01 to 3.0% by weight with respect to the epoxy resin (component A). That is, if the content of the curing accelerator is too small, a sufficient curing acceleration effect may not be obtained, and if the content of the curing accelerator is too large, the resulting cured product tends to be discolored. Because.
  • a release agent having an ether bond As the release agent. Among them, it is preferable to use a release agent having an ether bond.
  • R m, R n is an alkyl group having a hydrogen atom or a monovalent, both may be different from one another the same. Further, k is a positive number from 1 to 100, and x is a positive number from 1 to 100. ]
  • R m and R n are a hydrogen atom or a monovalent alkyl group, preferably k is a positive number of 10 to 50, and x is a positive number of 3 to 30. More preferably, R m and R n are hydrogen atoms, k is a positive number of 28 to 48, and x is a positive number of 5 to 20. That is, when the value of the number of repetitions k is too small, the releasability is lowered, and when the value of the number of repetitions x is too small, the dispersibility is lowered, so that stable strength and releasability tend not to be obtained. Be looked at.
  • the content of the release agent is preferably set in the range of 0.01 to 3% by weight of the entire epoxy resin composition object, and more preferably in the range of 0.1 to 1% by weight. That is, if the content of the release agent is too little or too much, the strength of the cured product tends to be insufficient or the release property tends to be lowered.
  • silane coupling agent examples include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the modifier examples include silicone compounds and alcohol compounds.
  • alcohol compounds are preferably used from the viewpoint that the decrease in Tg caused by the addition of the modifier can be suppressed.
  • Examples of the alcohol compounds include bifunctional alcohols (so-called dihydric alcohols) and trifunctional or higher alcohols (so-called trihydric or higher alcohols).
  • Examples of the dihydric alcohol include compounds having an aliphatic skeleton such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, polyethylene glycol, spiro glycol, dioxane glycol, and 1,3-butanediol. 1,3-benzenedimethanol, 1,4-benzenedimethanol, 2-benzyloxy-1,3-propanediol, and compounds having an aromatic skeleton such as 2,2'-biphenol.
  • trivalent or higher alcohol examples include glycerol, 1,2,3-butanetriol, 1,2,4-butanetriol, trimethylolpropane, 1,2,3-cyclohexanetriol, 1,2,7-
  • compounds having an aliphatic skeleton such as heptanetriol and 1,2,8-octanetriol, 1,2,3-benzenetriol, 1,2,4-benzenetriol, 3,4,5-toluentol, etc.
  • examples thereof include compounds having an aromatic skeleton.
  • alcohol compounds having an aliphatic skeleton with a small number of carbon atoms that is, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, glycerol, and trimethylolpropane are used from the viewpoint that the degree of decrease in Tg is small and coloring is small.
  • ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, glycerol, and trimethylolpropane are used from the viewpoint that the degree of decrease in Tg is small and coloring is small.
  • dihydric alcohols neopentyl glycol
  • trihydric or higher alcohols trimethylolpropane is used.
  • the content when the above modifier is blended is preferably set to 5% by weight or less of the total epoxy resin composition, and more preferably in the range of 0.1 to 1% by weight.
  • antioxidant examples include phenol compounds, amine compounds, organic sulfur compounds, phosphine compounds, and the like.
  • the flame retardant examples include metal hydroxides such as magnesium hydroxide, bromine-based flame retardants, nitrogen-based flame retardants, phosphorus-based flame retardants and the like, and further use a flame retardant aid such as antimony trioxide. You can also.
  • defoaming agent examples include conventionally known defoaming agents such as silicone.
  • the epoxy resin composition of the present invention can be produced, for example, as follows. That is, the above components A to E, further a curing accelerator and a release agent, and various additives to be blended as necessary, are appropriately blended, kneaded using a kneader or the like, melt-mixed, By pulverizing this, a powdery epoxy resin composition can be produced.
  • the cured product of the obtained epoxy resin composition preferably has a light reflectance of 80% or more at a wavelength of 450 to 800 nm, more preferably 90% or more.
  • the upper limit is usually 100%.
  • the light reflectance of the cured product at a wavelength of 450 nm is preferably 85 to 96%.
  • the light reflectance is measured as follows, for example. That is, a cured product of an epoxy resin composition having a thickness of 1 mm is prepared by curing at a predetermined curing condition, for example, 175 ° C. ⁇ 2 minutes, and then cured at 175 ° C. ⁇ 3 hours. Then, the reflectance of the cured product at a wavelength within the above range can be measured by using a spectrophotometer (for example, spectrophotometer V-670 manufactured by JASCO Corporation).
  • a spectrophotometer for example, spectrophotometer V-670 manufactured by JASCO Corporation.
  • An optical semiconductor device using the epoxy resin composition of the present invention is manufactured as follows, for example. That is, a metal lead frame is placed in a mold of a transfer molding machine, and a reflector is formed by transfer molding using the epoxy resin composition. In this manner, a metal lead frame for an optical semiconductor device in which an annular reflector is formed so as to surround the periphery of the optical semiconductor element mounting region is manufactured. Next, an optical semiconductor element is mounted in the optical semiconductor element mounting region on the metal lead frame inside the reflector, and the optical semiconductor element and the metal lead frame are electrically connected using a bonding wire. And the sealing resin layer is formed by resin-sealing the inner area
  • the three-dimensional (cup type) optical semiconductor device shown in FIG. 1 is manufactured.
  • an optical semiconductor element 3 is mounted on a second plate portion 2 of a metal lead frame composed of a first plate portion 1 and a second plate portion 2, and the periphery of the optical semiconductor element 3 is
  • the light reflection reflector 4 made of the epoxy resin composition of the present invention is formed so as to enclose it.
  • a transparent sealing resin layer 6 for sealing the optical semiconductor element 3 is formed in the recess 5 formed by the metal lead frame and the inner peripheral surface of the reflector 4.
  • the sealing resin layer 6 contains a phosphor as necessary.
  • 7 and 8 are bonding wires for electrically connecting the metal lead frame and the optical semiconductor element 3.
  • various substrates may be used in place of the metal lead frame shown in FIG.
  • the various substrates include organic substrates, inorganic substrates, and flexible printed substrates.
  • the reflector may be formed by injection molding.
  • an optical semiconductor device shown in FIGS. 2 and 3 cross-sectional view taken along the line XX ′ in FIG. 2 using a plate-like lead frame for an optical semiconductor device is provided.
  • the optical semiconductor elements 3 are respectively mounted at predetermined positions on one surface in the thickness direction of the metal lead frames 10 arranged at intervals, and the gap between the metal lead frames 10 is in accordance with the present invention.
  • the light reflection reflector 11 made of an epoxy resin composition is formed.
  • the reflector 11 formed by filling the epoxy resin composition of the present invention in the gap between the metal lead frames 10 and curing is formed.
  • reference numeral 12 denotes a bonding wire for electrically connecting the optical semiconductor element 3 and the metal lead frame 10.
  • the metal lead frame 10 is placed in a mold of a transfer molding machine, and the gap between the metal lead frames 10 arranged at intervals and the optical semiconductor of the metal lead frame 10 are formed by transfer molding.
  • the reflectors 11 are respectively formed by filling the epoxy resin composition in the recesses formed on the surface opposite to the element 3 mounting surface, and curing it.
  • the optical semiconductor element 3 is mounted in the optical semiconductor element mounting region at a predetermined position of the metal lead frame 10
  • the optical semiconductor element 3 and the metal lead frame 10 are electrically connected using the bonding wire 12. In this manner, the optical semiconductor device shown in FIGS. 2 and 3 is manufactured.
  • FIG. 4 shows a sealed optical semiconductor element using the epoxy resin composition of the present invention as a reflector forming material. That is, in this sealed optical semiconductor element, a light reflecting reflector 15 made of the epoxy resin composition of the present invention is formed on the entire side surface of the optical semiconductor element 3, and an upper portion (light emitting surface or The light receiving surface is covered with the sealing layer 16.
  • 17 is a connection electrode (bump).
  • the sealing layer 16 is formed of an epoxy resin, a silicone resin, or an inorganic material such as glass or ceramics, and the sealing layer 16 may be mixed with a phosphor or a phosphor. It does not have to be.
  • Such a sealed optical semiconductor element can be manufactured, for example, as follows. That is, a flip chip type optical semiconductor (light emitting) element 3 (for example, a blue LED chip) is provided on an adhesive surface such as a dicing tape, and connection electrodes (bumps) 17 provided on the surface opposite to the light emitting surface are provided. Arranged at a fixed interval in a state of being embedded in the tape surface. Subsequently, all the side surfaces of the optical semiconductor element 3 and further the light emitting surface are embedded with the epoxy resin composition of the present invention using a compression molding machine, a transfer molding machine, or an injection molding machine.
  • a flip chip type optical semiconductor (light emitting) element 3 for example, a blue LED chip
  • connection electrodes (bumps) 17 provided on the surface opposite to the light emitting surface
  • the thermosetting reaction of the said epoxy resin composition is completed, and the reflector for light reflection which consists of the epoxy resin composition of this invention on all the side surfaces of the optical semiconductor element 3 15 is formed.
  • the light emitting surface is exposed by grinding and removing the reflector 15 formed on the light emitting surface, and a sealing material such as a silicone resin is surrounded by a dam material on the exposed light emitting surface.
  • the sealing layer 16 is formed by casting in a state or by sticking a sheet-like sealing material to the light emitting surface.
  • the center line between the optical semiconductor elements 3 is separated into individual elements by dicing using a blade dicer. Then, the dicing tape is extended and stretched to reduce stickiness, and the sealed optical semiconductor elements 3 on which the reflectors 15 on the dicing tape are formed are completely separated and separated into individual pieces, as shown in FIG.
  • the sealed optical semiconductor element 3 can be manufactured.
  • connection electrode 17 of the optical semiconductor element 3 is provided at a predetermined position where a circuit of a printed circuit board is formed.
  • each component shown below was prepared prior to the preparation of the epoxy resin composition.
  • Examples 1 to 17, Comparative Examples 1 to 4 The components shown in Tables 1 to 3 below are blended in the proportions shown in the same table, melt mixed (temperature 100 to 160 ° C.) with a kneader, aged, and then cooled to room temperature (25 ° C.).
  • the target powdery epoxy resin composition was produced by pulverization.
  • Glass transition temperature (Tg) Using each of the epoxy resin compositions described above, a square columnar test piece having a cross section of 5 mm ⁇ 5 mm and a length of 20 mm is prepared under predetermined curing conditions (conditions: 175 ° C. ⁇ 2 minutes molding + 175 ° C. ⁇ 3 hours cure). did. And it measured by heating up from 25 degreeC to 220 degreeC with the temperature increase rate of 2 degree-C / min with the thermomechanical analyzer (the Shimadzu Corporation make, TMA-50) using the said test piece.
  • TMA-50 Glass transition temperature
  • each epoxy resin composition is filled in a spiral flow measurement mold and injected under the conditions of molding conditions of 175 ° C., clamping pressure of 18 MPa, and injection pressure of 4.9 MPa.
  • Spiral flow (SF) value (cm) was measured by visually confirming the scale engraved on the surface. In the present invention, an SF value of 60 cm or more was determined to be acceptable.
  • An optical semiconductor (light emitting) device having the configuration shown in FIG. 1 was manufactured using each of the epoxy resin compositions. That is, by installing a lead frame made of copper (silver plating) in a transfer molding machine and performing transfer molding (molding conditions: 175 ° C. ⁇ 2 minutes + 175 ° C. ⁇ 2 hours), the reflector 4 shown in FIG. In addition, a structure comprising a recess 5 formed in the reflector 4 and a first plate portion 1 and a second plate portion 2 provided in the recess 5 are arranged in 13 vertical and 13 horizontal configurations. A lead frame having a size of 50 mm ⁇ 59 mm was manufactured.
  • the lead frame (sample) thus obtained was left on a flat table at room temperature (25 ° C.), and a laser displacement meter (manufactured by TETECH Co., Ltd., temperature variable laser three-dimensional measuring machine).
  • a laser displacement meter manufactured by TETECH Co., Ltd., temperature variable laser three-dimensional measuring machine.
  • the case where the maximum warpage amount was less than 1.5 mm was evaluated as ⁇ , and the case where the maximum warpage amount was 1.5 mm or more was evaluated as ⁇ .
  • the examples containing the silica powder and the white pigment in a specific range and containing a specific amount of carboxylic acid or water exhibit high initial light reflectivity, as well as high glass transition. It had a temperature (Tg), and good measurement results were obtained with respect to the SF value, and good results were also obtained in blocking resistance. In addition, no problem occurred with respect to warpage evaluation. This shows that it has excellent performance as a reflector material and is excellent in terms of moldability, blocking resistance, and low warpage.
  • the total content of silica powder and white pigment is in a specific range, and contains a specific amount of carboxylic acid or water, and blends neopentyl glycol of dihydric alcohol or trimethylolpropane of trihydric alcohol as a modifier.
  • Examples 15, 16, and 17 thus obtained have high Tg, good fluidity and anti-blocking properties, and it can be said that particularly excellent results are obtained in which each property is balanced.
  • the product of Comparative Example 1 in which neither carboxylic acid nor water was blended had no problem with respect to blocking resistance, but had a low SF value and a problem with moldability.
  • the comparative example 2 product in which the blending amount of the carboxylic acid or water is out of the specific range and the comparative example 4 product in which the total content of the silica powder and the white pigment is too large out of the specific range has a viscosity of Therefore, kneading was impossible and various evaluations could not be performed.
  • the product of Comparative Example 3 in which the total content of the silica powder and the white pigment is out of the specific range and is set too low has resulted in significant warping.
  • an optical semiconductor (light-emitting) device having the configuration shown in FIG. 1 was manufactured using a tablet-like epoxy resin composition obtained by tableting the powders of the above-mentioned examples. That is, a metal lead frame having a plurality of pairs of a first plate portion 1 and a second plate portion 2 made of copper (silver plating) is placed in a mold of a transfer molding machine, and the epoxy resin composition The reflector 4 was formed at a predetermined position of the metal lead frame shown in FIG. 1 by performing transfer molding (condition: molding at 175 ° C. ⁇ 2 minutes + curing at 175 ° C. ⁇ 3 hours).
  • an optical semiconductor (light emitting) element (size: 0.5 mm ⁇ 0.5 mm) 3 is mounted, and the optical semiconductor element 3 and the metal lead frame are electrically connected by bonding wires 7 and 8.
  • a unit including the reflector 4, the metal lead frame, and the optical semiconductor element 3 was manufactured.
  • a recess 5 formed by the metal lead frame and the inner peripheral surface of the reflector 4 is filled with a silicone resin (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., KER-2500), and the optical semiconductor element 3 is resin-sealed (molded). (Condition: 150 ° C. ⁇ 4 hours), a transparent sealing resin layer 6 was formed, and each reflector was separated into pieces by dicing to produce the optical semiconductor (light emitting) device shown in FIG. The obtained optical semiconductor (light emitting) device was provided with the reflector 4 having a high initial light reflectance, and a good one with high reliability was obtained.
  • the optical semiconductor device shown in FIGS. 2 and 3 and the sealed optical semiconductor element shown in FIG. 4 were produced according to the above-described manufacturing method.
  • the obtained optical semiconductor device a good one having high reliability was obtained as described above.
  • an optical semiconductor device is fabricated by mounting the obtained sealed optical semiconductor element through a connection electrode of the sealed optical semiconductor element at a predetermined position where the circuit of the printed circuit board is formed. did.
  • a good one having high reliability was obtained as described above.
  • the epoxy resin composition for optical semiconductor devices of the present invention is useful as a reflector forming material that reflects light emitted from an optical semiconductor element incorporated in the optical semiconductor device.

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Abstract

 本発明は、第1のプレート部1と第2のプレート部2とからなる金属リードフレームと、その金属リードフレームに搭載された光半導体素子3の周囲を囲うように形成されるリフレクタ4を備えた光半導体装置において、上記リフレクタ4の形成材料が、エポキシ樹脂(A),硬化剤(B),白色顔料(C),無機質充填剤(D),カルボン酸および水の少なくとも一方(E)を含有し、上記(C)および(D)の合計含有量が、エポキシ樹脂組成物全体の69~94重量%であり、さらに上記(E)の含有量が、上記(B)および(E)の合計量に対して4~23モル%であるエポキシ樹脂組成物からなる。このため、優れた成形性および耐ブロッキング性を備えるとともに、反り発生の抑制および高いガラス転移温度の維持が可能となる。従って、トランスファー成形等による作製が可能となり、量産性の点からも有利となる。

Description

光半導体装置用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られる光半導体装置用リードフレーム、封止型光半導体素子ならびに光半導体装置
 本発明は、例えば、光半導体素子から発する光を反射させる、リフレクタ(反射部)の形成材料となる光半導体装置用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られる光半導体装置用リードフレーム、封止型光半導体素子ならびに光半導体装置に関するものである。
 従来、光半導体素子を搭載してなる光半導体装置は、例えば、図1に示すように、第1のプレート部1と第2のプレート部2とからなる金属リードフレーム上に光半導体素子3が搭載され、上記光半導体素子3の周囲を囲むように、さらに第1のプレート部1と第2のプレート部2の間を埋めるように、樹脂材料からなる光反射用のリフレクタ4が形成されているという構成をとる。そして、上記金属リードフレームとリフレクタ4の内周面として形成される凹部5に搭載された光半導体素子3を、必要に応じて蛍光体を含有するシリコーン樹脂等の透明樹脂を用いて樹脂封止することにより封止樹脂層6が形成されている。図1において、7,8は金属リードフレームと光半導体素子3とを電気的に接続するボンディングワイヤーであり、必要に応じて設けられるものである。
 このような光半導体装置では、近年、上記リフレクタ4を、エポキシ樹脂等に代表される熱硬化性樹脂を用いて、例えば、トランスファー成形等により成形し製造している。そして、上記熱硬化性樹脂には、従来から白色顔料として酸化チタンを配合し、上記光半導体素子3から発する光を反射させている(特許文献1参照)。
 上記のようにリフレクタ4をトランスファー成形等により成形する際、例えば、反りの発生が問題となる。このことから、上記反り発生を抑制するため、熱硬化性樹脂を主成分とする成形材料に無機質充填剤を高充填量にて配合する必要がある。しかしながら、無機質充填剤を高充填量に設定して成形材料を調整した場合、成形材料の粘度が高くなってしまう問題が新たに生じる。
特開2011-258845号公報
 このように、トランスファー成形等のような成形に際して必要充分な流動性を得るためには、成形材料中の有機成分の溶融粘度を低くする必要がある。通常、有機成分の溶融粘度を低くするためには、有機成分の反応率を下げる、すなわち、ガラス転移温度(Tg)を下げる必要がある。しかしながら、有機成分のTgが低くなると、有機成分および無機質充填剤を含有する成形材料(熱硬化性樹脂組成物)のブロッキングが発生し、作業性が低下するという新たな問題が発生する。したがって、従来では、反り発生の抑制等を目的に無機質充填剤を高充填量とした場合、成形時の流動性と作業性を両立させることが困難であり、これら全ての課題を解決してなる光半導体装置用の成形材料が要望されている。
 本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、高い光反射率はもちろん、高いガラス転移温度(Tg)を備えるとともに、成形性、耐ブロッキング性および低反り性に優れた光半導体装置用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られる光半導体装置用リードフレーム、封止型光半導体素子ならびに光半導体装置の提供をその目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明は、下記の(A)~(E)成分を含有する光半導体装置用エポキシ樹脂組成物であって、下記(C)成分および(D)成分の合計含有量が、エポキシ樹脂組成物全体の69~94重量%であり、さらに下記(E)成分の含有量が、(B)成分および(E)成分の合計量に対して4~23モル%である光半導体装置用エポキシ樹脂組成物を第1の要旨とする。
(A)エポキシ樹脂。
(B)硬化剤。
(C)白色顔料。
(D)無機質充填剤。
(E)カルボン酸および水の少なくとも一方。
 そして、本発明は、厚み方向の片面のみに光半導体素子を搭載するための板状の光半導体装置用リードフレームであって、互いに隙間を隔てて配置される複数のプレート部を備えるとともに、上記隙間に、上記第1の要旨の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物を用いて充填し、硬化してなるリフレクタが形成されてなる光半導体装置用リードフレームを第2の要旨とする。また、本発明は、光半導体素子搭載領域を備え、それ自体の少なくとも一部で素子搭載領域の周囲を囲んだ状態でリフレクタが形成されてなる立体状の光半導体装置用リードフレームであって、上記リフレクタが、上記第1の要旨の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物を用いて形成されてなる光半導体装置用リードフレームを第3の要旨とする。
 さらに、本発明は、その片面に光半導体素子を搭載するための素子搭載領域を有するプレート部が、互いに隙間を隔てて配置され、上記素子搭載領域の所定位置に光半導体素子が搭載されてなる光半導体装置であって、上記隙間に、上記第1の要旨の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物を用いて充填、硬化してなるリフレクタが形成されてなる光半導体装置を第4の要旨とする。また、本発明は、光半導体素子搭載領域を備え、それ自体の少なくとも一部で素子搭載領域の周囲を囲んだ状態でリフレクタが形成されてなる光半導体装置用リードフレームの所定位置に光半導体素子が搭載されてなる光半導体装置であって、上記リフレクタが、上記第1の要旨の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物を用いて形成されてなる光半導体装置を第5の要旨とする。
 そして、本発明は、裏面に複数の接続用電極が形成されてなる光半導体素子の側面に上記第1の要旨の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物からなるリフレクタが形成され、上記光半導体素子上部の発光面あるいは受光面が封止層にて被覆されてなる封止型光半導体素子を第6の要旨とする。また、本発明は、配線回路基板の所定位置に、上記第6の要旨の封止型光半導体素子が、その接続用電極を介して搭載されてなる光半導体装置を第7の要旨とする。
 本発明者らは、白色顔料および無機質充填剤の高充填量により反りの発生を抑制することに加えて、この高充填量により起因した成形性の低下を抑制するとともに、耐ブロッキング性において優れた特性を発揮しうる光半導体装置用エポキシ樹脂組成物を得るべく鋭意検討を重ねた。その研究の過程において、無機質充填剤の高充填量による成形性の低下を解消するためにカルボン酸および水の少なくとも一方を用いることを想起した。すなわち、白色顔料と無機質充填剤の合計含有量を特定割合に設定して反り発生の抑制に対して充分な作用効果を発揮させるとともに、白色顔料と無機質充填剤の合計含有量を高充填量とすることによる成形性の低下を、カルボン酸および水の少なくとも一方を特定の割合にて用いることにより抑制させ、結果、反り発生の抑制効果に加えて、高Tgを維持するとともに、成形性および耐ブロッキング性にも優れた成形材料となりうるエポキシ樹脂組成物が得られることを見出し本発明に到達した。
 このように、本発明は、前記エポキシ樹脂[(A)成分]と、硬化剤[(B)成分]と、白色顔料[(C)成分]と、無機質充填剤[(D)成分]と、カルボン酸および水の少なくとも一方[(E)成分]を含有し、かつ(C)成分および(D)成分の合計含有量を特定量とし、さらに(E)成分の含有量を特定範囲とする光半導体装置用エポキシ樹脂組成物である。このため、優れた成形性および耐ブロッキング性を備えるとともに、反り発生の抑制および高Tgの維持が可能となる。したがって、上記光半導体装置用エポキシ樹脂組成物を用いてリフレクタを形成してなる光半導体装置では、信頼性の高い光半導体装置が得られる。このようなことから、トランスファー成形等の金型成形による作製が可能となり、量産性の点からも有利となる。
 そして、上記白色顔料[(C)成分]の含有量が特定範囲であると、光反射性に一層優れるとともに、成形性にも優れたものが得られる。
 さらに、上記各成分に加えて(F)変性剤を含有すると、より一層優れた耐ブロッキング性が得られ、しかも上記(F)変性剤がアルコール類化合物であると、ガラス転移温度(Tg)の向上効果を奏するようになる。
 上記(C)成分が酸化ジルコニウムであると、より一層ガラス転移温度(Tg)の向上効果を奏するようになる。
 また、上記(E)成分が、固体状のカルボン酸であると、取り扱い性が向上することから、作業性の向上が実現する。
光半導体装置の構成を模式的に示す断面図である。 光半導体装置の他の構成を模式的に示す平面図である。 上記光半導体装置の他の構成を模式的に示す平面図(図2)のX-X′矢視断面図である。 封止型光半導体素子の構成を模式的に示す断面図である。
 以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、これらの内容に限定されるものではない。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 本発明の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物(以下「エポキシ樹脂組成物」ともいう)は、例えば、先に述べたように、図1に示す光半導体装置の、リフレクタ4形成材料として用いられるものであって、エポキシ樹脂(A成分)と、硬化剤(B成分)と、白色顔料(C成分)と、無機質充填剤(D成分)と、カルボン酸および水の少なくとも一方(E成分)とを用いて得られるものであり、通常、液状、あるいは粉末状、もしくはその粉末を打錠したタブレット状にしてリフレクタ4形成材料に供される。
〈A:エポキシ樹脂〉
 上記エポキシ樹脂(A成分)としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、モノグリシジルイソシアヌレート、ジグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジルイソシアヌレート、ヒダントインエポキシ樹脂等の含窒素環エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールF型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、アルキル置換ビスフェノール等のジグリシジルエーテル、ジアミノジフェニルメタンおよびイソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、低吸水率硬化体タイプの主流であるビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロ環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。これらエポキシ樹脂の中でも、透明性および耐変色性に優れるという点から、脂環式エポキシ樹脂や、トリグリシジルイソシアヌレート等のイソシアヌル環構造を有するものを単独でもしくは併せて用いることが好ましい。同様の理由から、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、ナジック酸、メチルナジック酸等のジカルボン酸のジグリシジルエステルも好適である。また、芳香環が水素化された脂環式構造を有する核水素化トリメリット酸、核水素化ピロメリット酸等のグリシジルエステル等もあげられる。
 上記エポキシ樹脂(A成分)としては、常温で固形であっても液状であってもよいが、一般に、使用するエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が90~1000のものが好ましく、また、固形の場合には、取り扱い性の利便性の観点から、軟化点が50~160℃のものが好ましい。すなわち、エポキシ当量が小さすぎると、エポキシ樹脂組成物硬化物が脆くなる場合がある。また、エポキシ当量が大きすぎると、エポキシ樹脂組成物硬化物のガラス転移温度(Tg)が低くなる傾向がみられるからである。
〈B:硬化剤〉
 上記硬化剤(B成分)としては、例えば、酸無水物系硬化剤、イソシアヌル酸誘導体系硬化剤等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。これらのなかでも、耐熱性および耐光性の観点から、酸無水物系硬化剤を用いることが好ましい。
 上記酸無水物系硬化剤としては、例えば、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、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、4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、3-メチルテトラヒドロ無水フタル酸、4-メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナジック酸、無水グルタル酸、無水ジメチルグルタル酸、無水ジエチルグルタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。また、飽和脂肪鎖骨格、不飽和脂肪鎖骨格、またはシリコーン骨格の末端基、ないし、側鎖としてこれら酸無水物を有するオリゴマーも単独で、もしくは2種以上併せて、および、上記酸無水物と併せて用いることができる。これら酸無水物系硬化剤の中でも、無水フタル酸、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、4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、3-メチルテトラヒドロ無水フタル酸、4-メチルテトラヒドロ無水フタル酸を用いることが好ましい。さらに、酸無水物系硬化剤としては、無色ないし淡黄色の酸無水物系硬化剤が好ましい。
 また、上記イソシアヌル酸誘導体系硬化剤としては、例えば、1,3,5-トリス(1-カルボキシメチル)イソシアヌレート、1,3,5-トリス(2-カルボキシエチル)イソシアヌレート、1,3,5-トリス(3-カルボキシプロピル)イソシアヌレート、1,3-ビス(2-カルボキシエチル)イソシアヌレート等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。さらに、イソシアヌル酸誘導体系硬化剤としては、無色ないし淡黄色の硬化剤が好ましい。
 ここで、上記エポキシ樹脂(A成分)と硬化剤(B成分)との配合割合は、エポキシ樹脂(A成分)中のエポキシ基1当量に対して、硬化剤(B成分)中におけるエポキシ基と反応可能な活性基(酸無水基あるいはカルボキシ基)が0.4~1.4当量となるよう設定することが好ましく、より好ましくは0.6~1.2当量である。すなわち、活性基が少なすぎると、エポキシ樹脂組成物の硬化速度が遅くなるとともに、その硬化物のガラス転移温度(Tg)が低くなる傾向がみられ、活性基が多すぎると耐湿性が低下する傾向がみられるからである。
 また、上記硬化剤(B成分)としては、その目的および用途に応じて、上記酸無水物系硬化剤およびイソシアヌル酸誘導体系硬化剤以外の他のエポキシ樹脂の硬化剤、例えば、フェノール系硬化剤、アミン系硬化剤、上記酸無水物系硬化剤をアルコールで部分エステル化したもの等の硬化剤を、単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。なお、これら硬化剤を用いる場合においても、その配合割合は、上記硬化剤(B成分)を用いた場合の配合割合(当量比)に準じればよい。
〈C:白色顔料〉
 上記A成分およびB成分とともに用いられる白色顔料(C成分)としては、例えば、無機化合物である、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、鉛白、カオリン、アルミナ、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、硫酸亜鉛、硫化亜鉛等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、優れた光反射率が得られる観点から、酸化チタン、酸化ジルコニウムを用いることが好ましく、特に酸化チタンの場合はルチル型の結晶構造を有するもの、酸化ジルコニウムの場合は結晶構造が単斜晶のものを用いることが好ましい。また、流動性および遮光性という観点から、平均粒径が0.05~5.0μmのものを用いることが好ましい。特に好ましくは、光反射性という観点から、0.08~4.5μmである。なお、上記平均粒径は、例えば、レーザー回折散乱式粒度分布計を用いて測定することができる。さらには、比表面積が1~30m2/gのものを用いることが好ましい。上記比表面積は、例えば、ガス吸着法による自動比表面積測定装置を用いて測定することができる。
 上記白色顔料(C成分)の含有量は、エポキシ樹脂組成物体全体の3~90重量%の範囲に設定することが好ましい。なかでも着色性および光反射率の観点から、エポキシ樹脂組成物全体の10~40重量%の範囲に設定することが特に好ましい。すなわち、C成分の含有量が少なすぎると、充分な光反射性が得られ難くなり、さらに耐熱性が低下する傾向がみられる。C成分の含有量が多すぎると、著しい増粘により混練等でのエポキシ樹脂組成物の作製に関して困難が生じる可能性がみられるからである。
〈D:無機質充填剤〉
 上記A~C成分とともに用いられる無機質充填剤(D成分)としては、例えば、石英ガラス粉末、タルク、溶融シリカ粉末や結晶性シリカ粉末等のシリカ粉末、アルミナ粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化ホウ素粉末、窒化ケイ素粉末等があげられる。中でも、線膨張係数の低減等の観点から、シリカ粉末を用いることが好ましく、特に高充填性および高流動性という観点から、球状溶融シリカ粉末を用いることが好ましい。上記無機質充填剤(D成分)の粒径およびその分布に関しては、上記白色顔料(C成分)の粒径およびその分布との組み合わせを、エポキシ樹脂組成物をトランスファー成形等により成形する際のバリ等が最も低減するように配慮することが好ましい。具体的には、無機質充填剤(D成分)の平均粒径は、5~100μmであることが好ましく、特に好ましくは10~40μmである。なお、上記平均粒径は、前述と同様、例えば、レーザー回折散乱式粒度分布計を用いて測定することができる。
 上記無機質充填剤(D成分)の含有量は、上記白色顔料(C成分)と無機質充填剤(D成分)の合計の含有量が、エポキシ樹脂組成物全体の69~94重量%となるように設定する必要がある。特に80~90重量%に設定することが好ましい。すなわち、合計の含有量が少なすぎると、成形時に発生する反りの抑制効果が得られなくなる。また、合計の含有量が多すぎると、材料を混練する際、混練機に多大な負荷がかかり、混練が不可能となり、結果、成形材料であるエポキシ樹脂組成物を作製することができなくなる。
〈E:カルボン酸および水の少なくとも一方〉
 本発明においては、上記A~D成分とともにカルボン酸および水の少なくとも一方(E成分)を用いることが特徴の一つである。上記カルボン酸の価数は2価以上のものが好ましい。すなわち、カルボン酸の価数が1価では重合度を下げるため、ガラス転移温度(Tg)が低下する傾向がみられる。そして、カルボン酸としては、その化学構造が不飽和結合をもたない、少なくとも環状骨格を有するものが好ましい。すなわち、鎖状構造を有する場合、分岐の有無に関わらず可塑性付与効果を示すため、Tgが低下する傾向がみられ、また不飽和結合を有する場合、これが加熱による酸化等に起因した着色の要因となることから、結果、光反射率が低下する傾向がみられる。従って、本発明にて用いられるカルボン酸としては、例えば、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、メチルテトラヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、メチルナジック酸、ナジック酸等があげられる。中でも、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸を用いることが好ましい。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
 一方、上記水としては、特に限定するものではないが、不純物の少ないものが好ましく、例えば、イオン交換水、蒸留水等を用いることが好ましい。このように、E成分として水を用いる場合、この水と反応して上記酸無水物系硬化剤の一部がカルボン酸を形成することとなり、実質的に上記カルボン酸を用いた場合と同じ態様となる。従って、カルボン酸濃度が後述の範囲となるように前述の酸無水物系硬化剤および水の使用量を調整する必要があり、具体的には水と反応することにより消失する酸無水物系硬化剤の量を考慮して酸無水物系硬化剤を必要量より多く配合する必要がある。
 本発明において、E成分としては、材料の取り扱い性を考慮した場合、常温(25℃)にて固体状を示すという点から、固体のカルボン酸が好ましく用いられる。固体のカルボン酸を用いる場合は、分散性の観点から平均粒径が500μm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下であることが好ましい。なお、上記最大粒径に関しても、前述と同様、例えば、レーザー回折散乱式粒度分布計を用いて測定することができる。
 上記E成分の含有量は、上記B成分およびE成分の合計量に対して、4~23モル%に設定する必要がある。好ましくは8~20モル%である。E成分の含有量が少なすぎると、成形性が低下する傾向がみられ、多すぎると、混練中に急激に反応することにより増粘が生じる傾向がある。なお、上記E成分の含有量はつぎのようにして算出される。すなわち、上記E成分の含有量は、(カルボン酸の分子数)/(硬化剤の分子数)で表されるものであり、上記各分子数とは(それぞれの配合量)/(それぞれの分子量)を意味する。従って、具体的には、上記E成分の含有量は、下記の式にて算出される。
 カルボン酸量[mol]/〔(カルボン酸量[mol]+硬化剤量[mol])〕×100
 なお、E成分として水を用いた場合は、添加した水の量[mol]=反応生成するカルボン酸量[mol]=水との反応により減少する酸無水物系硬化剤[mol]となることから、前述のとおり、水の使用量を調整し、具体的には酸無水物系硬化剤を必要量より多く配合する必要がある。
〈他の添加剤〉
 そして、本発明のエポキシ樹脂組成物には、上記A~E成分以外に、必要に応じて、硬化促進剤、離型剤、シランカップリング剤を配合することができる。さらには、変性剤、酸化防止剤、難燃剤、脱泡剤、レベリング剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤を適宜配合することができる。
 上記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、トリエチレンジアミン、トリ-2,4,6-ジメチルアミノメチルフェノール、N,N-ジメチルベンジルアミン、N,N-ジメチルアミノベンゼン、N,N-ジメチルアミノシクロヘキサン等の3級アミン類、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフルオロボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ-n-ブチルホスホニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、メチルトリブチルホスホニウムジメチルホスホエート、テトラ-n-ブチルホスホニウム-o,o-ジエチルホスホロジチオエート等のリン化合物、4級アンモニウム塩、有機金属塩類、およびこれらの誘導体等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。これら硬化促進剤の中では、3級アミン類、イミダゾール類、リン化合物を用いることが好ましい。その中でも、着色度が少なく、透明で強靱な硬化物を得るためには、3級アミン類、リン化合物を用いることが特に好ましい。
 上記硬化促進剤の含有量は、上記エポキシ樹脂(A成分)に対して0.001~8.0重量%に設定することが好ましく、より好ましくは0.01~3.0重量%である。すなわち、硬化促進剤の含有量が少なすぎると、充分な硬化促進効果を得られない場合があり、また硬化促進剤の含有量が多すぎると、得られる硬化物に変色が生じる傾向がみられるからである。
〈離型剤〉
 上記離型剤としては、各種離型剤が用いられるが、中でもエーテル結合を有する離型剤を用いることが好ましく、例えば、下記の一般式(1)で表される構造式を備えた離型剤があげられる。
CH3・(CH3k・CH2O(CHRm・CHRn・O)x・H ・・・(1)
[式(1)中、Rm,Rnは水素原子または一価のアルキル基であり、両者は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、kは1~100の正数であり、xは1~100の正数である。]
 上記式(1)において、Rm,Rnは水素原子または一価のアルキル基であり、好ましくはkは10~50の正数、xは3~30の正数である。より好ましくはRmおよびRnは水素原子であり、kは28~48の正数、xは5~20の正数である。すなわち、繰り返し数kの値が小さすぎると、離型性が低下し、また繰り返し数xの値が小さすぎると、分散性が低下するため、安定した強度と離型性が得られなくなる傾向がみられる。一方、繰り返し数kの値が大きすぎると、融点が高くなるため混練が困難となり、エポキシ樹脂組成物の製造工程において困難を生じる傾向がみられ、繰り返し数xの値が大きすぎると、離型性が低下する傾向がみられるからである。
 上記離型剤の含有量は、エポキシ樹脂組成物体全体の0.01~3重量%の範囲に設定することが好ましく、0.1~1重量%の範囲に設定することがより好ましい。すなわち、離型剤の含有量が少なすぎたり、多すぎたりすると、硬化体の強度不足を招いたり、離型性の低下を引き起こす傾向がみられるからである。
 上記シランカップリング剤としては、例えば、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
 上記変性剤としては、例えば、シリコーン類化合物、アルコール類化合物等があげられる。中でも変性剤添加に起因したTgの低下を抑制することができるという観点から、アルコール類化合物が好ましく用いられる。
 上記アルコール類化合物として、2官能のアルコール(いわゆる2価アルコール)と、3官能以上のアルコール(いわゆる3価以上のアルコール)があげられる。上記2価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、スピログリコール、ジオキサングリコール、1,3-ブタンジオール等の脂肪族骨格を有する化合物の他、1,3-ベンゼンジメタノール、1,4-ベンゼンジメタノール、2-ベンジロキシ-1,3-プロパンジオール、2,2′-ビフェノール等の芳香族骨格を有する化合物があげられる。上記3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセロール、1,2,3-ブタントリオール、1,2,4-ブタントリオール、トリメチロールプロパン、1,2,3-シクロヘキサントリオール、1,2,7-ヘプタントリオール、1,2,8-オクタントリオール等の脂肪族骨格を有する化合物の他、1,2,3-ベンゼントリオール、1,2,4-ベンゼントリオール、3,4,5-トルエントリオール等の芳香族骨格を有する化合物があげられる。中でも、Tgの低下度合いが少なく着色も少ないという点から、炭素数の小さい脂肪族骨格を有するアルコール類化合物、すなわち、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、ネオペンチルグリコール、グリセロール、トリメチロールプロパンを用いることが好ましい。より好ましくは、2価アルコールではネオペンチルグリコール、3価以上のアルコールではトリメチロールプロパンがあげられる。なお、上記変性剤を配合する場合の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の5重量%以下に設定することが好ましく、より好ましくは0.1~1重量%の範囲に設定することである。
 上記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、アミン系化合物、有機硫黄系化合物、ホスフィン系化合物等があげられる。
 上記難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、臭素系難燃剤、窒素系難燃剤、リン系難燃剤等があげられ、さらに三酸化アンチモン等の難燃助剤を用いることもできる。
 上記脱泡剤としては、例えば、シリコーン系等の従来公知の脱泡剤があげられる。
〈エポキシ樹脂組成物〉
 本発明のエポキシ樹脂組成物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、上記A~E成分、さらには硬化促進剤および離型剤、ならびに必要に応じて配合される各種添加剤を適宜配合した後、混練機等を用いて混練して溶融混合し、ついで、これを粉砕することにより粉末状のエポキシ樹脂組成物を製造することができる。
 そして、上記得られたエポキシ樹脂組成物の硬化物としては、その光反射率が、波長450~800nmにおいて80%以上であることが好ましく、より好ましくは90%以上である。なお、上限は、通常100%である。具体的には、上記硬化物の波長450nmにおける光の反射率が85~96%であることが好ましい。上記光反射率は、例えば、つぎのようにして測定される。すなわち、厚み1mmのエポキシ樹脂組成物の硬化物を、所定の硬化条件、例えば、175℃×2分間の成形後、175℃×3時間のキュアにて作製し、室温(25±10℃)にて上記範囲内の波長での上記硬化物の反射率を分光光度計(例えば、日本分光社製の分光光度計V-670)を用いることにより測定することができる。
 本発明のエポキシ樹脂組成物を用いてなる光半導体装置は、例えば、つぎのようにして製造される。すなわち、金属リードフレームをトランスファー成形機の金型内に設置して上記エポキシ樹脂組成物を用いてトランスファー成形によりリフレクタを形成する。このようにして、光半導体素子搭載領域の周囲を囲うように環状のリフレクタが形成されてなる光半導体装置用の金属リードフレームを作製する。ついで、上記リフレクタの内部の、金属リードフレーム上の光半導体素子搭載領域に光半導体素子を搭載し、光半導体素子と金属リードフレームとをボンディングワイヤーを用いて電気的に接続する。そして、上記光半導体素子を含むリフレクタの内側領域を、シリコーン樹脂等を用いて樹脂封止することにより封止樹脂層が形成される。このようにして、例えば、図1に示す立体状(カップ型)の光半導体装置が作製される。この光半導体装置は、第1のプレート部1と第2のプレート部2とからなる金属リードフレームの第2のプレート部2上に光半導体素子3が搭載され、上記光半導体素子3の周囲を囲むように、本発明のエポキシ樹脂組成物からなる光反射用のリフレクタ4が形成されているという構成をとる。そして、上記金属リードフレームとリフレクタ4の内周面とで形成される凹部5には、光半導体素子3を封止する透明性を有する封止樹脂層6が形成されている。この封止樹脂層6には必要に応じて蛍光体が含有されている。図1において、7,8は金属リードフレームと光半導体素子3とを電気的に接続するボンディングワイヤーである。
 なお、本発明において、上記図1の金属リードフレームに代えて各種基板を用いてもよい。上記各種基板としては、例えば、有機基板、無機基板、フレキシブルプリント基板等があげられる。また、上記トランスファー成形に変えて、射出成形によりリフレクタを形成してもよい。
 また、上記構成と異なる光半導体装置として、板状の光半導体装置用リードフレームを用いた、例えば、図2および図3(図2のX-X′矢視断面図)に示す光半導体装置があげられる。すなわち、この光半導体装置は、互いに間隔を設けて配置された金属リードフレーム10の厚み方向の片面の所定位置に光半導体素子3がそれぞれ搭載され、上記金属リードフレーム10間の隙間に本発明のエポキシ樹脂組成物からなる光反射用のリフレクタ11が形成されているという構成をとる。また、図3に示すように、金属リードフレーム10の隙間に本発明のエポキシ樹脂組成物を充填し硬化してなるリフレクタ11が複数箇所形成されている。なお、図2および図3において、12は、上記光半導体素子3と金属リードフレーム10とを電気的に接続するボンディングワイヤーである。このような光半導体装置は、上記金属リードフレーム10をトランスファー成形機の金型内に設置してトランスファー成形により、間隔を設けて配置された金属リードフレーム10の隙間および金属リードフレーム10の光半導体素子3搭載面とは反対面に形成された凹部に、エポキシ樹脂組成物を充填し、硬化させることによりリフレクタ11をそれぞれ形成する。ついで、上記金属リードフレーム10の所定位置となる光半導体素子搭載領域に光半導体素子3を搭載した後、光半導体素子3と金属リードフレーム10とをボンディングワイヤー12を用いて電気的に接続する。このようにして、図2および図3に示す光半導体装置が作製される。
〈封止型光半導体素子〉
 さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物をリフレクタ形成材料として用いた封止型光半導体素子を、図4に示す。すなわち、この封止型光半導体素子は、光半導体素子3の側面全部に本発明のエポキシ樹脂組成物からなる光反射用のリフレクタ15が形成され、さらに上記光半導体素子3の上部(発光面あるいは受光面)が封止層16にて被覆されているという構成をとる。図において、17は接続用電極(バンプ)である。また、上記封止層16はエポキシ樹脂やシリコーン樹脂、あるいはガラスやセラミックス等の無機材料によって形成され、上記封止層16には蛍光体が配合分散されていてもよいし蛍光体が配合されていなくてもよい。
 このような封止型光半導体素子は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、ダイシングテープ等の粘着面上にフリップチップタイプの光半導体(発光)素子3(例えば、青色LEDチップ等)を、その発光面とは反対面に設けられた接続用電極(バンプ)17を上記テープ面に埋め込んだ状態で一定の間隔を設けて配置する。ついで、圧縮成形機,トランスファー成形機,または射出成形機を用いて上記光半導体素子3の側面全部、さらには発光面を本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて包埋する。そして、乾燥機等を用いて後加熱を行なうことにより、上記エポキシ樹脂組成物の熱硬化反応を完了させて光半導体素子3の側面全部に本発明のエポキシ樹脂組成物からなる光反射用のリフレクタ15を形成する。つぎに、発光面上に形成されたリフレクタ15を研削して除去することにより発光面を露呈させ、この露呈した発光面上にシリコーン樹脂等の封止材を、周囲をダム材にて囲った状態で注型する、あるいはシート状の封止材を発光面に貼付して封止層16を形成する。つぎに、互いに光半導体素子3間の中央線を、ブレードダイサーを用いてダイシングすることにより個々の素子に個片化させる。そして、ダイシングテープを拡張延伸して粘着性を低減させ、ダイシングテープ上のリフレクタ15が形成された封止型の光半導体素子3同士を完全に分離,個片化させることにより、図4に示す封止型の光半導体素子3を製造することができる。
 このようにして得られる封止型の光半導体素子3を用いた構成の光半導体装置としては、例えば、配線回路基板の回路が形成された所定位置に、上記光半導体素子3の接続用電極17を介して搭載してなる構成を備えた光半導体装置があげられる。
 つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
 まず、エポキシ樹脂組成物の作製に先立って下記に示す各成分を準備した。
[エポキシ樹脂]
 トリス(2,3-エポキシプロピル)イソシアヌレート(日産化学工業社製、TEPIC-S)
[硬化剤]
 4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(x)およびヘキサヒドロ無水フタル酸(y)の混合物[混合重量比x:y=70:30](新日本理化社製、リカシッドMH-700)
[カルボン酸]
 ヘキサヒドロフタル酸(固体状、新日本理化社製、リカシッドHH-W。なお、平均粒径500μm以下となるように処理したものを使用)
[水]
 イオン交換水
[可塑剤f1]
 ネオペンチルグリコール(三菱ガス化学社製)
[可塑剤f2]
 トリメチロールプロパン(三菱ガス化学社製)
[硬化促進剤]
 メチルトリブチルホスホニウム・ジメチルホスホエート(日本化学工業社製、PX-4MP)
[シランカップリング剤a]
 3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM-803)
[シランカップリング剤b]
 3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM-403)
[離型剤]
 C(炭素数)>14、エトキシ化アルコール/エチレンホモポリマー(丸菱油化工業社製、UNT750)
[酸化防止剤]
 テトラキス[メチレン-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート](共同薬品社製、SONGNOX 1010)
[シリカ粉末]
 溶融球状シリカ粉末(非晶質)(平均粒径20μm)
[白色顔料c1]
 ルチル型酸化チタン(平均粒径0.28μm、比表面積13m2/g)
[白色顔料c2]
 酸化ジルコニウム(平均粒径4.3μm、比表面積3.8m2/g)
[実施例1~17、比較例1~4]
 後記の表1~表3に示す各成分を同表に示す割合で配合し、混練機にて溶融混合(温度100~160℃)を行ない、熟成した後、室温(25℃)まで冷却して粉砕することにより目的とする粉末状のエポキシ樹脂組成物を作製した。
 このようにして得られた実施例および比較例のエポキシ樹脂組成物を用い、下記の方法に従って各種特性評価[ガラス転移温度(Tg)、初期光反射率、耐ブロッキング性、スパイラルフロー(SF)値、反り評価]の測定を行なった。その結果を後記の表1~表3に示す。
[ガラス転移温度(Tg)]
 上記各エポキシ樹脂組成物を用い、所定の硬化条件(条件:175℃×2分間の成形+175℃×3時間キュア)にて、断面が5mm×5mmで長さ20mmの四角柱状の試験片を作製した。そして、上記試験片を用い、熱機械分析装置(島津製作所社製、TMA-50)にて、2℃/minの昇温速度で25℃から220℃まで昇温することにより測定した。
[初期光反射率]
 上記各エポキシ樹脂組成物を用い、厚み1mmの試験片を所定の硬化条件(条件:175℃×2分間の成形+175℃×3時間キュア)にて作製し、この試験片(硬化物)を用いて、室温(25℃)での光反射率を測定した。なお、測定装置として日本分光社製の分光光度計V-670を使用して、波長450nmの光反射率を室温(25℃)にて測定した。
[耐ブロッキング性]
 上記粉末状のエポキシ樹脂組成物(50g)を100mlビーカー内に入れた後、その上から400gの荷重をかけた。この状態を維持し、25℃にて3時間放置した。その後、上記エポキシ樹脂組成物を目開き10mmの篩にかけてブロッキング(凝集)物が残留した場合を×、残留物が無くても目視にて認識できる凝集物がある場合を△、残留物はもちろん凝集物も全く確認されなかった場合を○として評価した。
[スパイラルフロー(SF)値]
 EMMI 1-66の方法に準じ、スパイラルフロー測定用金型に各エポキシ樹脂組成物を充填し、成形条件175℃、型締め圧18MPa、射出圧4.9MPaの条件で射出した後、上記金型に刻まれた目盛を目視にて確認することによりスパイラルフロー(SF)値(cm)を測定した。なお、本発明においては、SF値が60cm以上のものを合格と判断した。
[反り評価]
 上記各エポキシ樹脂組成物を用いて、図1に示す構成の光半導体(発光)装置を製造した。すなわち、銅(銀メッキ)製のリードフレームをトランスファー成形機に設置し、トランスファー成形(成形条件:175℃×2分間+175℃×2時間キュア)を行なうことにより、図1に示す、リフレクタ4と、そのリフレクタ4に形成された凹部5と、その凹部5内に設けられた第1のプレート部1と第2のプレート部2とからなる構造を縦に13個、横に13個配置した外寸が50mm×59mmのリードフレームを製造した。
 このようにして得られた上記リードフレーム(サンプル)を、常温(25℃)にて平坦な台の上に静置して、レーザー変位計(ティーテック社製、温度可変レーザー三次元測定機)を用い、台からみてサンプルの位置する最高点と最低点を測定し、その差を最大反り量とした。その結果、最大反り量が1.5mm未満のものを○、1.5mm以上のものを×として評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 上記結果から、シリカ粉末および白色顔料の合計含有量が特定範囲であり、かつカルボン酸または水を特定量含有してなる実施例品は、高い初期光反射率を奏することはもちろん、高いガラス転移温度(Tg)を有しており、またSF値に関して良好な測定結果が得られ、かつ耐ブロッキング性においても良好な結果が得られた。しかも、反り評価に関しても問題が生じなかった。このことから、リフレクタ材料として優れた性能を備えるものであり、成形性、耐ブロッキング性、低反り性に関して優れたものであることがわかる。中でも、シリカ粉末および白色顔料の合計含有量が特定範囲であり、かつカルボン酸または水を特定量含有するとともに、変性剤として2価アルコールのネオペンチルグリコールあるいは3価アルコールのトリメチロールプロパンを配合してなる実施例15,16,17品は、高Tgで良好な流動性および耐ブロッキング性を備えており、各特性においてバランスのとれた特に優れた結果が得られていると言える。
 これに対して、カルボン酸および水のいずれも配合しなかった比較例1品は、耐ブロッキング性に関して問題はなかったが、SF値が低く成形性に問題があった。また、カルボン酸または水の配合量が特定範囲を外れ多く配合してなる比較例2品およびシリカ粉末および白色顔料の合計含有量が特定範囲を外れ多すぎる設定となる比較例4品は、粘度が高く混練が不可能となり、各種評価を行なうことができなかった。そして、シリカ粉末および白色顔料の合計含有量が特定範囲を外れ少なすぎる設定となる比較例3品は、著しい反りが生じる結果となった。
[光半導体(発光)装置の作製]
 つぎに、上記実施例品である粉末を打錠したタブレット状のエポキシ樹脂組成物を用いて、図1に示す構成の光半導体(発光)装置を製造した。すなわち、銅(銀メッキ)製の複数の対となった第1のプレート部1と第2のプレート部2を有する金属リードフレームをトランスファー成形機の金型内に設置し、上記エポキシ樹脂組成物を用いてトランスファー成形(条件:175℃×2分間の成形+175℃×3時間キュア)を行なうことにより、図1に示す、金属リードフレームの所定位置にリフレクタ4を形成した。ついで、光半導体(発光)素子(大きさ:0.5mm×0.5mm)3を搭載し、この光半導体素子3と上記金属リードフレームをボンディングワイヤー7,8にて電気的に接続することにより、リフレクタ4と、金属リードフレームと、光半導体素子3とを備えたユニットを製造した。
 つぎに、上記金属リードフレームとリフレクタ4の内周面とで形成される凹部5に、シリコーン樹脂(信越シリコーン社製、KER-2500)を充填して上記光半導体素子3を樹脂封止(成形条件:150℃×4時間)することにより透明な封止樹脂層6を形成し、リフレクタごとにダイシングにより個片化し、図1に示す光半導体(発光)装置を作製した。得られた光半導体(発光)装置は、高い初期光反射率を有するリフレクタ4を備えており、高信頼性を備えた良好なものが得られた。
 また、前述の図2および図3に示す光半導体装置、および、図4に示す封止型光半導体素子におけるリフレクタ11,15形成材料として、上記実施例品である粉末を打錠したタブレット状のエポキシ樹脂組成物を用い、前述の製造方法に従って、図2および図3に示す光半導体装置、および、図4に示す封止型光半導体素子を作製した。得られた光半導体装置は、上記と同様、高信頼性を備えた良好なものが得られた。一方、上記得られた封止型光半導体素子を、配線回路基板の回路が形成された所定位置に、上記封止型光半導体素子の接続用電極を介して搭載することにより光半導体装置を作製した。得られた光半導体装置は、上記と同様、高信頼性を備えた良好なものが得られた。
 上記実施例においては、本発明における具体的な形態について示したが、上記実施例は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。当業者に明らかな様々な変形は、本発明の範囲内であることが企図されている。
 本発明の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物は、光半導体装置に内蔵された光半導体素子から発する光を反射させるリフレクタの形成材料として有用である。
 1 第1のプレート部
 2 第2のプレート部
 3 光半導体素子
 4,11,15 リフレクタ
 5 凹部
 6 封止樹脂層
 7,8,12 ボンディングワイヤー
 10 金属リードフレーム
 16 封止層

Claims (16)

  1.  下記の(A)~(E)成分を含有する光半導体装置用エポキシ樹脂組成物であって、下記(C)成分および(D)成分の合計含有量が、エポキシ樹脂組成物全体の69~94重量%であり、さらに下記(E)成分の含有量が、(B)成分および(E)成分の合計量に対して4~23モル%であることを特徴とする光半導体装置用エポキシ樹脂組成物。
    (A)エポキシ樹脂。
    (B)硬化剤。
    (C)白色顔料。
    (D)無機質充填剤。
    (E)カルボン酸および水の少なくとも一方。
  2.  上記(B)成分が酸無水物系硬化剤である請求項1記載の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物。
  3.  上記(C)成分の含有量が、エポキシ樹脂組成物全体の3~90重量%である請求項1または2記載の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物。
  4.  上記(A)~(E)成分に加えて、(F)変性剤を含有する請求項1~3のいずれか一項に記載の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物。
  5.  上記(F)変性剤が、アルコール類化合物である請求項4記載の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物。
  6.  上記(C)成分が、酸化ジルコニウムである請求項1~5のいずれか一項に記載の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物。
  7.  上記(E)成分が、固体状のカルボン酸である請求項1~6のいずれか一項に記載の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物。
  8.  厚み方向の片面のみに光半導体素子を搭載するための板状の光半導体装置用リードフレームであって、互いに隙間を隔てて配置される複数のプレート部を備えるとともに、上記隙間に、請求項1~7のいずれか一項に記載の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物を用いて充填し、硬化してなるリフレクタが形成されてなることを特徴とする光半導体装置用リードフレーム。
  9.  光半導体素子搭載領域を備え、それ自体の少なくとも一部で素子搭載領域の周囲を囲んだ状態でリフレクタが形成されてなる立体状の光半導体装置用リードフレームであって、上記リフレクタが、請求項1~7のいずれか一項に記載の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物を用いて形成されてなることを特徴とする光半導体装置用リードフレーム。
  10.  上記リフレクタが、リードフレームの片面にのみ形成されている請求項9記載の光半導体装置用リードフレーム。
  11.  上記リフレクタがトランスファー成形または射出成形により光半導体装置用リードフレームに形成されてなる請求項8~10のいずれか一項に記載の光半導体装置用リードフレーム。
  12.  その片面に光半導体素子を搭載するための素子搭載領域を有するプレート部が、互いに隙間を隔てて配置され、上記素子搭載領域の所定位置に光半導体素子が搭載されてなる光半導体装置であって、上記隙間に、請求項1~7のいずれか一項に記載の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物を用いて充填し、硬化してなるリフレクタが形成されてなることを特徴とする光半導体装置。
  13.  光半導体素子搭載領域を備え、それ自体の少なくとも一部で素子搭載領域の周囲を囲んだ状態でリフレクタが形成されてなる光半導体装置用リードフレームの所定位置に光半導体素子が搭載されてなる光半導体装置であって、上記リフレクタが、請求項1~7のいずれか一項に記載の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物を用いて形成されてなることを特徴とする光半導体装置。
  14.  リフレクタで囲まれた光半導体素子を含む領域をシリコーン樹脂にて樹脂封止されてなる請求項13記載の光半導体装置。
  15.  裏面に複数の接続用電極が形成されてなる光半導体素子の側面に請求項1~7のいずれか一項に記載の光半導体装置用エポキシ樹脂組成物からなるリフレクタが形成され、上記光半導体素子上部の発光面あるいは受光面が封止層にて被覆されてなることを特徴とする封止型光半導体素子。
  16.  配線回路基板の所定位置に、請求項15記載の封止型光半導体素子が、その接続用電極を介して搭載されてなる光半導体装置。
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