JP2523512B2 - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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- JP2523512B2 JP2523512B2 JP15837386A JP15837386A JP2523512B2 JP 2523512 B2 JP2523512 B2 JP 2523512B2 JP 15837386 A JP15837386 A JP 15837386A JP 15837386 A JP15837386 A JP 15837386A JP 2523512 B2 JP2523512 B2 JP 2523512B2
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- light
- resin composition
- optical semiconductor
- sphericity
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、発行ダイオードやフオトダイオード等の
光半導体素子を樹脂組成物で一次封止および二次封止し
てなる光半導体装置に関するものである。
光半導体素子を樹脂組成物で一次封止および二次封止し
てなる光半導体装置に関するものである。
一般に、光半導体装置は、光透過型樹脂組成物で光半
導体素子を一次封止し、さらに外乱光による誤動作を防
ぐため、非光透過型樹脂組成物で二次封止することによ
り構成されている。このような構造の光半導体装置を図
面に示す。図において、1,2は光半導体素子、３はそれ
らのリード、４は光透過型樹脂層、４は非光透過型樹脂
層である。上記光透過型樹脂層４および非透過型樹脂層
５がプラスチツクパツケージを構成する。上記図面の装
置において、外部リード３は銅系材料や鉄系材料で構成
されており、また、光半導体素子1,2自体も熱膨脹係数
が小さい。したがつて、樹脂層と素子等との熱膨脹係数
の差に起因する封止時の熱応力を小さくするため、一次
封止樹脂層である光透過型樹脂層４および二次封止樹脂
層である非光透過型樹脂層５の双方とも熱膨脹係数を小
さくすることが求められており、多量の無機質充填剤が
配合されている。
導体素子を一次封止し、さらに外乱光による誤動作を防
ぐため、非光透過型樹脂組成物で二次封止することによ
り構成されている。このような構造の光半導体装置を図
面に示す。図において、1,2は光半導体素子、３はそれ
らのリード、４は光透過型樹脂層、４は非光透過型樹脂
層である。上記光透過型樹脂層４および非透過型樹脂層
５がプラスチツクパツケージを構成する。上記図面の装
置において、外部リード３は銅系材料や鉄系材料で構成
されており、また、光半導体素子1,2自体も熱膨脹係数
が小さい。したがつて、樹脂層と素子等との熱膨脹係数
の差に起因する封止時の熱応力を小さくするため、一次
封止樹脂層である光透過型樹脂層４および二次封止樹脂
層である非光透過型樹脂層５の双方とも熱膨脹係数を小
さくすることが求められており、多量の無機質充填剤が
配合されている。
通常、上記二次封止樹脂層である非光透過型樹脂層５
では、無機質充填剤として高純度のシリカ粉末（破砕タ
イプ）が用いられてる。しかしながら、一次封止樹脂層
である光透過型樹脂層４に上記破砕タイプのシリカ粉末
を使用すると、光が樹脂中に進入しても乱反射し光透過
性が悪くなつて光信号の伝達能力が低くなるという問題
が生じている。
では、無機質充填剤として高純度のシリカ粉末（破砕タ
イプ）が用いられてる。しかしながら、一次封止樹脂層
である光透過型樹脂層４に上記破砕タイプのシリカ粉末
を使用すると、光が樹脂中に進入しても乱反射し光透過
性が悪くなつて光信号の伝達能力が低くなるという問題
が生じている。
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、
一次封止樹脂層の光透過性の良好な光半導体装置の提供
をその目的とする。
一次封止樹脂層の光透過性の良好な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、この発明の光半導体装置
は、光半導体素子を光透過型樹脂組成物で一次封止し、
非光透過型樹脂組成物で二次封止してなる光半導体装置
であつて、一次封止に使用する上記光透過型樹脂組成物
がエポキシ樹脂を主要成分とし、かつ上記光透過型樹脂
組成物に無機質充填剤としてワーデルの球形度で0.5〜
1.0の球形度をもつ無定形シリカ粉末が使用されたとい
う構成をとる。
は、光半導体素子を光透過型樹脂組成物で一次封止し、
非光透過型樹脂組成物で二次封止してなる光半導体装置
であつて、一次封止に使用する上記光透過型樹脂組成物
がエポキシ樹脂を主要成分とし、かつ上記光透過型樹脂
組成物に無機質充填剤としてワーデルの球形度で0.5〜
1.0の球形度をもつ無定形シリカ粉末が使用されたとい
う構成をとる。
すなわち、本発明者は、一次封止樹脂層に含有させる
無機質充填剤と二次封止樹脂層に含有させる無機質充填
剤とを同種のものにすると、両層の熱膨脹係数が近似す
るようになつて両層の界面からの剥離の防止に有利であ
るという前提のもとにシリカ粉末を中心に研究を重ね
た。その結果、ワーデルの球形度で0.5〜1.0の球形度を
有する無定形シリカ粉末を使用すると所期の目的を達成
しうることを見いだしこの発明に到達した。
無機質充填剤と二次封止樹脂層に含有させる無機質充填
剤とを同種のものにすると、両層の熱膨脹係数が近似す
るようになつて両層の界面からの剥離の防止に有利であ
るという前提のもとにシリカ粉末を中心に研究を重ね
た。その結果、ワーデルの球形度で0.5〜1.0の球形度を
有する無定形シリカ粉末を使用すると所期の目的を達成
しうることを見いだしこの発明に到達した。
この発明の光半導体装置は、一次封止樹脂層を構成す
る光透過型樹脂組成物としてエポキシ樹脂を主要成分と
し、無機質充填剤としてワーデルの球形度で0.5〜1.0の
球形度を有する無定形シリカ粉末を用いて得られる。
る光透過型樹脂組成物としてエポキシ樹脂を主要成分と
し、無機質充填剤としてワーデルの球形度で0.5〜1.0の
球形度を有する無定形シリカ粉末を用いて得られる。
上記無定形シリカ粉末は、ワーデルの球形度で0.5〜
1.0の球形度のものである必要がある。このような無定
形シリカは、溶融固化したインゴツト状の無定形シリカ
を機械粉砕し、所定粒径に分級したのち、火炎中を通過
させることにより得ることができる。すなわち、液体は
その表面張力により最小の表面積をとる性質があること
から、滴下等により空中にある場合、球形状をとること
は、良く知られた事実である。したがって、この液体の
性質を利用し、上記機械粉砕されたシリカを、火炎中を
通すことにより、表面が溶融するとともに、その表面張
力により、ワーデルの球形度で0.5〜1.0の範囲の球形状
となる。そして、機械粉砕シリカの火炎通過時間を長く
すれば、より真球（ワーデルの球形度で1.0）に近い球
形状となる。ここで、ワーデルの球形度（化学工学便
覧、丸善株式会社発行参照）とは、粒子の球形度を、
（粒子の投影面積に等しい円の直径）／（粒子の投影像
に外接する最小円の直径）で測る指数で、この指数が1.
0に近いほど真球体に近い粒子であることを意味する。
そして、この発明において使用する無定形シリカ粉末を
ワーデルの球形度で0.5〜1.0の球形度のものに限定する
理由は、つぎのとおりである。すなわち、球形度が0.5
未満のものは異形状で鋭利な突片を持つことが多く、そ
のようなものを含むエポキシ樹脂組成物で光半導体素子
を一次封すると、鋭利な突片を持つシリカ粉末により光
が乱反射し目的とする光信号伝達機能が得られなくなる
からである。
1.0の球形度のものである必要がある。このような無定
形シリカは、溶融固化したインゴツト状の無定形シリカ
を機械粉砕し、所定粒径に分級したのち、火炎中を通過
させることにより得ることができる。すなわち、液体は
その表面張力により最小の表面積をとる性質があること
から、滴下等により空中にある場合、球形状をとること
は、良く知られた事実である。したがって、この液体の
性質を利用し、上記機械粉砕されたシリカを、火炎中を
通すことにより、表面が溶融するとともに、その表面張
力により、ワーデルの球形度で0.5〜1.0の範囲の球形状
となる。そして、機械粉砕シリカの火炎通過時間を長く
すれば、より真球（ワーデルの球形度で1.0）に近い球
形状となる。ここで、ワーデルの球形度（化学工学便
覧、丸善株式会社発行参照）とは、粒子の球形度を、
（粒子の投影面積に等しい円の直径）／（粒子の投影像
に外接する最小円の直径）で測る指数で、この指数が1.
0に近いほど真球体に近い粒子であることを意味する。
そして、この発明において使用する無定形シリカ粉末を
ワーデルの球形度で0.5〜1.0の球形度のものに限定する
理由は、つぎのとおりである。すなわち、球形度が0.5
未満のものは異形状で鋭利な突片を持つことが多く、そ
のようなものを含むエポキシ樹脂組成物で光半導体素子
を一次封すると、鋭利な突片を持つシリカ粉末により光
が乱反射し目的とする光信号伝達機能が得られなくなる
からである。
上記のような無定形シリカ粉末は光透過型樹脂組成物
全体の50〜85％（重量、以下同じ）使用することが好ま
しい。その使用量が50％未満になるとエポキシ樹脂組成
物にチキソトロピー物性を付与しにくく、したがつて、
成形作業性に支障を生じると同時に応力歪みの低減効果
が不充分になるからである。逆に、使用量が85％を超え
るとトランスフアーモールド成形等の成形作業に問題が
生じ、また被膜形成能が低下する傾向がみられるからで
ある。上記のような特定の球形度をもつ無定形シリカ粉
末は、粒径が150μｍ以下のものであることが好まし
く、より好ましいのは平均粒径が16μｍ程度のものであ
る。すなわち、粒径が150μｍを超えるとエポキシ樹脂
組成物の未充填部分が生じ、成形作業性に問題が生じる
と同時に不良品の発生率が高くなるからである。
全体の50〜85％（重量、以下同じ）使用することが好ま
しい。その使用量が50％未満になるとエポキシ樹脂組成
物にチキソトロピー物性を付与しにくく、したがつて、
成形作業性に支障を生じると同時に応力歪みの低減効果
が不充分になるからである。逆に、使用量が85％を超え
るとトランスフアーモールド成形等の成形作業に問題が
生じ、また被膜形成能が低下する傾向がみられるからで
ある。上記のような特定の球形度をもつ無定形シリカ粉
末は、粒径が150μｍ以下のものであることが好まし
く、より好ましいのは平均粒径が16μｍ程度のものであ
る。すなわち、粒径が150μｍを超えるとエポキシ樹脂
組成物の未充填部分が生じ、成形作業性に問題が生じる
と同時に不良品の発生率が高くなるからである。
なお、上記ワーデルの球形度で0.5〜1.0の球形度を有
する無定形シリカ粉末の一部に代えて、従来から使用さ
れている他の無機質充填剤を使用してもよい。この場
合、上記他の無機質充電剤の多量使用は、上記無定形シ
リカ粉末の使用の効果を損なうため、できるだけ少量に
とどめることが好適である。
する無定形シリカ粉末の一部に代えて、従来から使用さ
れている他の無機質充填剤を使用してもよい。この場
合、上記他の無機質充電剤の多量使用は、上記無定形シ
リカ粉末の使用の効果を損なうため、できるだけ少量に
とどめることが好適である。
一次封止に使用する光透過型樹脂組成物の主要成分と
なるエポキシ樹脂は特に制限するものではない。なお、
この発明において「主要成分」とは、上記光透過型樹脂
組成物の母材となる樹脂をいい、前述のように無定形シ
リカ粉末の配合割合が上記光透過型樹脂組成物の半分以
上を占めていても、これは添加剤として用いるものであ
り、主要成分ではない。そして、この主要成分となるエ
ポキシ樹脂としては、ノボラツク系，ビスフエノール
系，環式樹脂族系の各種のものがあげられる。また、難
燃性を付与するために、これらに臭素や塩素等のハロゲ
ン原子を導入したものも使用の対象となる。好ましいの
は作業性等の観点からフエノールノボラツク，クレゾー
ルノボラツク等のノボラツク系のものである。これらの
ものは、エポキシ当量が175〜250、軟化点60〜130℃で
あることが好適である。すなわち、上記の値を有するも
のは良好なプラスチツクパツケージを生成しうるからで
ある。
なるエポキシ樹脂は特に制限するものではない。なお、
この発明において「主要成分」とは、上記光透過型樹脂
組成物の母材となる樹脂をいい、前述のように無定形シ
リカ粉末の配合割合が上記光透過型樹脂組成物の半分以
上を占めていても、これは添加剤として用いるものであ
り、主要成分ではない。そして、この主要成分となるエ
ポキシ樹脂としては、ノボラツク系，ビスフエノール
系，環式樹脂族系の各種のものがあげられる。また、難
燃性を付与するために、これらに臭素や塩素等のハロゲ
ン原子を導入したものも使用の対象となる。好ましいの
は作業性等の観点からフエノールノボラツク，クレゾー
ルノボラツク等のノボラツク系のものである。これらの
ものは、エポキシ当量が175〜250、軟化点60〜130℃で
あることが好適である。すなわち、上記の値を有するも
のは良好なプラスチツクパツケージを生成しうるからで
ある。
上記エポキシ樹脂とともに用いられる硬化剤は、上記
エポキシ樹脂を硬化させるものであり、通常使用されて
いる、１分子中に２個以上の水酸基を有するフエノール
ノボラツク系硬化剤，クレゾールノボラツク系硬化剤等
が用いられる。特に好適なのはフエノールノボラツク系
硬化剤である。アミン系硬化剤は毒性やライフが短くな
るという難点を有し、酸無水物系硬化剤は成形性に問題
を有しており、その使用は好ましくない。
エポキシ樹脂を硬化させるものであり、通常使用されて
いる、１分子中に２個以上の水酸基を有するフエノール
ノボラツク系硬化剤，クレゾールノボラツク系硬化剤等
が用いられる。特に好適なのはフエノールノボラツク系
硬化剤である。アミン系硬化剤は毒性やライフが短くな
るという難点を有し、酸無水物系硬化剤は成形性に問題
を有しており、その使用は好ましくない。
なお、この発明で用いるエポキシ樹脂組成物には、上
記のエポキシ樹脂，硬化剤および上記無定形シリカ粉末
に加え、通常、内部離型剤，硬化促進剤およびその他の
添加剤が適宜配合される。
記のエポキシ樹脂，硬化剤および上記無定形シリカ粉末
に加え、通常、内部離型剤，硬化促進剤およびその他の
添加剤が適宜配合される。
上記内部離型剤としては、ステアリン酸，バルミチン
酸等の長鎖カルボン酸、ステアリン酸亜鉛，ステアリン
酸カルシウム等の長鎖カルボン酸の金属塩、カルナバワ
ツクス，モンタンワツクス等のワツクス類があげられ
る。硬化促進剤としては、各種イミダゾール類や三級ア
ミン類、フエノール類、有機金属化合物あるいは三フツ
化ホウ素化合物があげられる。また、その他の添加剤と
して、β−（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，γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン等のシランカツプリング剤からなる充填剤の
表面処理剤や、酸化アンチモン，ハロゲン化合物，リン
化合物等の難燃化剤、各種顔料等があげられる。
酸等の長鎖カルボン酸、ステアリン酸亜鉛，ステアリン
酸カルシウム等の長鎖カルボン酸の金属塩、カルナバワ
ツクス，モンタンワツクス等のワツクス類があげられ
る。硬化促進剤としては、各種イミダゾール類や三級ア
ミン類、フエノール類、有機金属化合物あるいは三フツ
化ホウ素化合物があげられる。また、その他の添加剤と
して、β−（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，γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン等のシランカツプリング剤からなる充填剤の
表面処理剤や、酸化アンチモン，ハロゲン化合物，リン
化合物等の難燃化剤、各種顔料等があげられる。
この発明に用いる一次封止用のエポキシ樹脂組成物
は、従来公知の方法で製造しうるものであり、例えば上
記エポキシ樹脂と、硬化剤，上記無定形シリカ粉末，内
部離型剤，その他の添加剤を適宜に配合し、この配合物
をミキシングロール機等の混練機に掛け加熱状態で混練
して半硬化状の樹脂組成物とし、これを室温に冷却した
のち、公知の手段によつて粉砕し必要に応じて打錠する
ことにより得ることができる。
は、従来公知の方法で製造しうるものであり、例えば上
記エポキシ樹脂と、硬化剤，上記無定形シリカ粉末，内
部離型剤，その他の添加剤を適宜に配合し、この配合物
をミキシングロール機等の混練機に掛け加熱状態で混練
して半硬化状の樹脂組成物とし、これを室温に冷却した
のち、公知の手段によつて粉砕し必要に応じて打錠する
ことにより得ることができる。
なお、一次封止に使用する上記光透過型樹脂組成物と
ともに使用する二次封止用の非光透過型樹脂組成物とし
ては、従来公知のものをそのまま使用することができ
る。
ともに使用する二次封止用の非光透過型樹脂組成物とし
ては、従来公知のものをそのまま使用することができ
る。
このようなエポキシ樹脂組成物を用いての光半導体素
子の封止は特に限定するものではなく、通常の方法、例
えばトランスフアー成形等の公知のモールド方法により
行うことができる。
子の封止は特に限定するものではなく、通常の方法、例
えばトランスフアー成形等の公知のモールド方法により
行うことができる。
以上のように、この発明の光半導体装置は、一次封止
樹脂層が、ワーデルの球形度で0.5〜1.0の球形度をもつ
特殊な無定形シリカ粉末を使用したエポキシ樹脂組成物
で形成されているため、光の乱反射が生じず光信号の伝
達能力が高い。したがって、高性能装置として、広範囲
な展開が可能となる。
樹脂層が、ワーデルの球形度で0.5〜1.0の球形度をもつ
特殊な無定形シリカ粉末を使用したエポキシ樹脂組成物
で形成されているため、光の乱反射が生じず光信号の伝
達能力が高い。したがって、高性能装置として、広範囲
な展開が可能となる。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
〔実施例１〜３、比較例１〜３〕 まず、各原料を下記の第１表に示す組成で配合し、こ
の配合物を120℃の熱ロールで５分間混練したのち、冷
却後粉砕し粉末状組成物とした。ついで、得られた粉末
状組成物を用い、光半導体装置を、圧力70kg/cm2、温度
175℃、時間90秒の条件でトランスフアー成形して一次
封止し、ついでエポキシ樹脂組成物（粉末エポキシ樹脂
成形材料,MP-10,日東電工社製〕で二次封止し試験品と
なる装置を得た。
の配合物を120℃の熱ロールで５分間混練したのち、冷
却後粉砕し粉末状組成物とした。ついで、得られた粉末
状組成物を用い、光半導体装置を、圧力70kg/cm2、温度
175℃、時間90秒の条件でトランスフアー成形して一次
封止し、ついでエポキシ樹脂組成物（粉末エポキシ樹脂
成形材料,MP-10,日東電工社製〕で二次封止し試験品と
なる装置を得た。
このようにして得られた実施例１〜３および比較例１
〜３の試験品装置で光透過率を測定した。この結果を第
１表に示す。
〜３の試験品装置で光透過率を測定した。この結果を第
１表に示す。
第１表から明らかなように、実施例品はいずれも光透
過率が比較例品よりも著しく優れていることがわかる。
過率が比較例品よりも著しく優れていることがわかる。
図面は光半導体装置の構成図である。 1,2……光半導体素子、３……リード、４……光透過型
樹脂層、５……非光透過型樹脂層
樹脂層、５……非光透過型樹脂層
Claims (2)
- 【請求項１】光半導体素子を光透過型樹脂組成物で一次
封止し、非光透過型樹脂組成物で二次封止してなる半導
体装置であつて、一次封止に使用する上記光透過型樹脂
組成物がエポキシ樹脂を主要成分とし、かつ上記光透過
型樹脂組成物に無機質充填剤としてワーデルの球形度で
0.5〜1.0の球形度をもつ無定形シリカ粉末が使用された
ことを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項２】上記無定形シリカ粉末が、ワーデルの球形
度で0.7〜1.0の球形度をもつ特許請求の範囲第１項に記
載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15837386A JP2523512B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15837386A JP2523512B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6314457A JPS6314457A (ja) | 1988-01-21 |
| JP2523512B2 true JP2523512B2 (ja) | 1996-08-14 |
Family
ID=15670282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15837386A Expired - Lifetime JP2523512B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2523512B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011037034A1 (ja) | 2009-09-24 | 2011-03-31 | 旭硝子株式会社 | 離型フィルムおよび発光ダイオードの製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005043928B4 (de) | 2004-09-16 | 2011-08-18 | Sharp Kk | Optisches Halbleiterbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP4041824B2 (ja) * | 2004-09-16 | 2008-02-06 | シャープ株式会社 | 光半導体装置および電子機器 |
| JP2007180275A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Sharp Corp | 光半導体装置および電子機器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5915391B2 (ja) * | 1979-05-25 | 1984-04-09 | シャープ株式会社 | 光結合素子 |
| JPS594630A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 樹脂組成物 |
-
1986
- 1986-07-04 JP JP15837386A patent/JP2523512B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011037034A1 (ja) | 2009-09-24 | 2011-03-31 | 旭硝子株式会社 | 離型フィルムおよび発光ダイオードの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6314457A (ja) | 1988-01-21 |
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