JP3408744B2 - 光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置 - Google Patents
光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置Info
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Description
びその製造に使用される光半導体封止用エポキシ樹脂組
成物に関するものである。
して、エポキシ樹脂組成物による封止が広く行われてい
る。このエポキシ樹脂組成物で封止する方法としては、
作業性及び量産性の面で優れているため、一般にトラン
スファー成形が行われている。
オード、LED、CCD、EPROM等の発光や受光を
伴う光半導体装置を製造するために用いられる光半導体
封止用エポキシ樹脂組成物(以下、封止樹脂と記す)に
は、透明性、密着性、耐熱性、耐湿信頼性及び電気絶縁
性等が優れていることが要求されている。
すると、封止樹脂の硬化物(以下、樹脂硬化物と記す)
と金型とが接着して離れにくくなる場合があるため、封
止樹脂には離型性が優れていることも要求されており、
封止樹脂にカルナバワックスやモンタン酸ワックス等の
離型剤を配合することにより、金型と樹脂硬化物の離型
性を改良することが検討されている。
られる封止樹脂の場合、透明性が優れていることが特に
重要である。そのため、透明性を満足したうえで離型性
を向上させる必要があり、そのために封止樹脂中に相溶
する離型剤を用いる必要があるが、従来から使用されて
いる相溶する離型剤では、離型性や耐湿信頼性が不十分
であるという問題があった。
フッ素系やシリコン系の離型剤を、スプレーや塗布によ
り金型の表面に供給した後、トランスファー成形するこ
とにより金型からの離型性を高めることが検討されてい
る。しかし、このような離型剤を金型の表面に供給した
後、トランスファー成形する方法の場合、離型剤を金型
の表面に供給する時間が必要になるため、成形サイクル
が長くなり生産性が低いという問題や、離型剤を金型の
表面に均一に供給するために、一般的に離型剤に溶剤を
含有させる必要があり、この溶剤の蒸発による環境悪化
の恐れがあるという問題があった。
を改善するために成されたもので、その目的とするとこ
ろは、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び離型剤を
含有する封止樹脂(光半導体封止用エポキシ樹脂組成
物)であって、繰り返して封止する場合であっても金型
と樹脂硬化物との離型性が優れると共に、透明性及び耐
湿信頼性が優れた樹脂硬化物が得られる封止樹脂を提供
することを目的とする。
明性及び耐湿信頼性が優れた光半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
封止樹脂(光半導体封止用エポキシ樹脂組成物)は、エ
ポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び離型剤を含有する
封止樹脂において、離型剤として、下記式(a)で表さ
れ、且つ、下記式(c)で表される構造部分の重量分率
が40〜90重量%である化合物を含有することを特徴
とする。
項1記載の封止樹脂において、上記式(a)で表される
化合物の平均分子量が、500〜3000であることを
特徴とする。
請求項1又は請求項2記載の封止樹脂を用いて、半導体
チップを封止してなる。
(c)で表される構造部分の重量分率が40〜90重量
%である化合物は、エポキシ樹脂等と混合したときに白
濁しにくいと共に、耐湿信頼性を低下させにくい化合物
であるため、本発明に係る封止樹脂を用いると、透明性
が優れると共に耐湿信頼性が優れた樹脂硬化物が得られ
る。更にこの化合物は、離型性能をも持ち合わせている
ため、金型と樹脂硬化物との離型性が優れた封止が可能
となる。
ともエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、及び、離型剤
として上記式(a)で表され、且つ、上記式(c)で表
される構造部分の重量分率が40〜90重量%である化
合物(以下、これをA化合物と記す)を含有してなる。
このA化合物を含有していることが重要であり、含有し
ていない場合は、繰り返して封止した場合に金型と樹脂
硬化物との離型性が低下したり、得られる樹脂硬化物が
白濁して透明性が低下したり、得られる樹脂硬化物の耐
湿信頼性が低下しやすくなる。
重量分率が40重量%未満の場合は、樹脂硬化物の透明
性が低下しやすくなり、90重量%を越える場合は、離
型性が低下しやすくなったり、樹脂硬化物の吸湿性が高
まるため、耐湿信頼性等が低下する恐れがある。なお、
この式(c)で表される構造部分の重量分率とは、A化
合物の分子量中に占める式(c)で表される構造部分の
分子量の比率を表し、例えば、A化合物の分子量が14
00で、式(c)で表される構造部分の分子量が700
の場合、50重量%となる。
3000であると、安定した離型性と透明性が得られ好
ましい。500未満の場合は、離型性が低下しやすくな
り、3000を越える場合は、樹脂硬化物の透明性が低
下しやすくなる。
止樹脂100重量部に対して、0.1〜5重量部配合し
ていることが好ましい。0.1重量部未満の場合は、金
型と樹脂硬化物との離型性を改良する効果が小さく、5
重量部を越える場合は、樹脂硬化物の透明性が低下しや
すくなったり、半導体チップと樹脂硬化物の接着強度が
低下して耐湿信頼性等が低下する恐れがある。
合していることに限定するものではなく、本発明の目的
を損なわない程度であれば、必要に応じて天然カルナバ
や、上記式(a)で表されるが、上記式(c)で表され
る構造部分の重量分率が40重量%未満の化合物等をも
配合してもよい。
分子内にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂を含
有していれば特に限定するものではなく、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、オルソクレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、脂環式
エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、複素環式エポ
キシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート等が挙げら
れ、これらを単独で用いても、2種類以上を併用しても
よい。なお、使用するエポキシ樹脂としては、比較的着
色の少ないものを用いると、樹脂硬化物の透明性が優れ
好ましい。
シ樹脂と反応して硬化させるものであれば特に限定する
ものではなく、例えば無水ヘキサヒドロフタル酸、無水
メチルヘキサヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル
酸等の酸無水物や、フェノール、クレゾール、キシレノ
ール、レゾルシン等とホルムアルデヒドとを縮合反応さ
せて得られるノボラック型樹脂等が挙げられる。上記硬
化剤は、単独で用いても、2種類以上を併用してもよ
い。なお、使用する硬化剤としても、比較的着色の少な
いものを用いると、樹脂硬化物の透明性が優れ好まし
い。なお、アミン系硬化剤をも配合しても良いが、アミ
ン系硬化剤を用いると、一般的に樹脂硬化物の着色が大
きくなるため、使用する際には配合量等に注意する必要
がある。硬化剤の配合量としては、エポキシ樹脂に対し
て当量比で0.5〜5の範囲で一般に配合されるが、
0.7〜1.3程度が好ましい。
ポキシ樹脂と硬化剤との反応を促進させるものであれば
特に限定するものではなく、例えばトリフェニルホスフ
ィン、ジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン系化合
物、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチル
イミダゾール、2−フェニルイミダゾール等のイミダゾ
ール系化合物、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,
0)ウンデセン−7、トリエタノールアミン、ベンジル
ジメチルアミン等の三級アミン系化合物、テトラフェニ
ルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニル
ホスフィンテトラフェニルボレート等のテトラフェニル
ボレート系化合物が挙げられる。上記硬化促進剤は、単
独で用いても、2種類以上を併用してもよい。なお、使
用する硬化促進剤としても、比較的着色の少ないものを
用いると、樹脂硬化物の透明性が優れ好ましい。
機充填材、変色防止剤、酸化防止剤、難燃剤、着色剤、
変性剤、可塑剤及び希釈剤等を含有することもできる。
なお、無機充填材としては、例えば結晶シリカ、溶融シ
リカ、アルミナ等が挙げられる。
混合されていることが好ましい。室温で固体状の封止樹
脂を製造する場合には、例えば、ホモミキサー等の高速
攪拌装置や、3本ロール等を用いて加熱して混練した
後、冷却、粉砕し、必要に応じてタブレット状に打錠す
るなどの方法で製造する。また、室温で液体状の封止樹
脂を製造する場合には、例えば攪拌装置を用いて、必要
に応じて加熱しながら混合した後、必要に応じて冷却す
ることにより製造する。
て、室温で固体状の封止樹脂の場合にはトランスファー
成形等を行い、室温で液体状の封止樹脂の場合にはキャ
スティング法やポッティング法等を行い半導体チップを
封止すると、金型との離型性が優れると共に、透明性及
び耐湿信頼性が優れた光半導体装置(本発明の請求項3
に係る光半導体装置)が得られる。なお成形する方法と
しては、上記封止樹脂を用いること以外は特に限定する
ものではなく、一般の方法で成形が可能である。
化剤、硬化促進剤及び離型剤3種類を用いた。 ・エポキシ樹脂1:ビスフェノールA型エポキシ樹脂
[油化シェルエポキシ社製、商品名827、エポキシ当
量185]と、 ・エポキシ樹脂2:3官能エポキシ樹脂[三井石油化学
社製、商品名VG3101H、エポキシ当量210]
と、 ・エポキシ樹脂3:3官能エポキシ樹脂[日産化学工業
社製、商品名TEPIC、エポキシ当量105]と、 ・硬化剤:無水ヘキサヒドロフタル酸と、 ・硬化促進剤:メチルトリフェニルホスホニウムブロマ
イドと、 ・離型剤1:上記式(a)で表され、且つ、上記式
(c)で表される構造部分の重量分率が50重量%であ
る化合物(平均分子量1400)と、 ・離型剤2:上記式(a)で表され、且つ、上記式
(c)で表される構造部分の重量分率が60重量%であ
る化合物(平均分子量1800)と、 ・離型剤3:上記式(a)で表され、且つ、上記式
(c)で表される構造部分の重量分率が80重量%であ
る化合物(平均分子量2400)。
後、ホモミキサー攪拌装置を用いて、温度120℃で5
分間混練し、次いで冷却した後、粉砕した。そしてその
粉砕物をタブレット状に打錠して封止樹脂を得た。
ックス[ヘキスト社製、商品名ワックスS](離型剤
6)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして封止樹
脂を得た。
750であり、下記式(d)で表される化合物(離型剤
7)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして封止樹
脂を得た。なお、この離型剤7は、上記式(c)で表さ
れる構造部分の重量分率が0重量%の化合物とも言える
化合物である。
1500であり、上記式(a)で表されるが、上記式
(c)で表される構造部分の重量分率が20重量%の化
合物(離型剤8)を用いたこと以外は、実施例2と同様
にして封止樹脂を得た。
1500であり、上記式(a)で表されるが、上記式
(c)で表される構造部分の重量分率が20重量%の化
合物(離型剤8)を用いたこと以外は、実施例6と同様
にして封止樹脂を得た。
封止樹脂を用いて、評価用サンプルを下記の方法で作製
し、光透過率、白濁性、離型性、密着性及び耐湿信頼性
を下記の方法で測定した。
て、注入時間20秒、注入圧力7.85MPa、金型温
度165℃、キュア時間90秒の条件で成形して、厚み
1mmの評価用サンプルを作製した。そして得られた評
価用サンプルを、分光光度計(日立製作所社製、U−3
400)を用いて、940nmの光透過率を測定した。
厚み1〜8mmの評価用サンプルを、白色紙にBの鉛筆
で記入した線の上に置き、8mmの評価用サンプルを通
して線が見えた場合を○、8mmでは見えないが5mm
の評価用サンプルを通して線が見えた場合を△、5mm
の評価用サンプルを通して線が見えない場合を×とし
た。
ルミニウムパターンチップ、窒化珪素膜、5μm配線
幅)をリードフレーム(42アロイ合金の一部に銀メッ
キを施したもの)に搭載して、25μmの金線で両者を
接続したものを、光透過率と同様の条件で成形して封止
して、16DPI型の評価用サンプルを作製した。そし
て、この成形を繰り返し、スムーズに脱型する連続成形
回数を求め、離型性の値とした。なお、100回繰り返
しても、スムーズに脱型する場合は、○とした。
評価用サンプルを20個抜き取り、125℃で12時間
アフターキュアーした後、60℃95%の恒温恒湿槽に
投入した。そして、250時間毎に取り出してオープン
・ショ−トを評価し、累積不良が10%を越える処理時
間を求めて、耐湿信頼性の値とした。なお、1000時
間処理しても10%に達しない場合は、○とした。
施例は各比較例と比べて光透過率及び白濁性が優れてお
り、本発明に係る封止樹脂を用いると、透明性が優れた
樹脂硬化物が得られることが確認された。また、各実施
例は各比較例と比べて離型性及び耐湿信頼性が同等又は
優れており、繰り返して封止する場合であっても、金型
と樹脂硬化物との離型性が優れると共に、耐湿信頼性が
優れた樹脂硬化物が得られることが確認された。
止樹脂(光半導体封止用エポキシ樹脂組成物)は、離型
剤としてA化合物を配合しているため、繰り返して封止
する場合であっても金型と樹脂硬化物との離型性が優れ
ると共に、透明性及び耐湿信頼性が優れた樹脂硬化物が
得られる。
本発明の請求項1又は請求項2記載の封止樹脂を用いて
いるため、金型との離型性が優れると共に、透明性及び
耐湿信頼性が優れた光半導体装置となる。
Claims (3)
- 【請求項1】 エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び
離型剤を含有する光半導体封止用エポキシ樹脂組成物に
おいて、離型剤として、下記式(a)で表され、且つ、
下記式(c)で表される構造部分の重量分率が40〜9
0重量%である化合物を含有することを特徴とする光半
導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化1】 - 【請求項2】 上記式(a)で表される化合物の平均分
子量が、500〜3000であることを特徴とする請求
項1記載の光半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 - 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の光半導体封
止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体チップを封止
してなる光半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14398398A JP3408744B2 (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP14398398A JP3408744B2 (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置 |
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JP2003013884A Division JP3965689B2 (ja) | 2003-01-22 | 2003-01-22 | 光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11335524A JPH11335524A (ja) | 1999-12-07 |
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ID=15351592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14398398A Expired - Lifetime JP3408744B2 (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3408744B2 (ja) |
-
1998
- 1998-05-26 JP JP14398398A patent/JP3408744B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11335524A (ja) | 1999-12-07 |
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