JP3771020B2

JP3771020B2 - 光半導体封止用エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JP3771020B2
Application number: JP32401797A
Authority: JP
Inventors: 慶一作道
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1997-11-26
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2017-11-26
Also published as: JPH11158356A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【０００２】
【従来の技術】
フォトカプラーは受光素子と発光素子とを組合せ、光を用いて信号を伝えるものである。このため、発光側からの光を効率よく受光側に伝えることが重要である。しかし、フォトカプラーの設計上、発光素子の正面には、導通のためのワイヤーがあるため、光量が低くなり素子側面の光を使わなければならない。このため、封止樹脂組成物の光散乱性が重要である。
従来、フォトカプラー用には光散乱材としてシリカを用いたエポキシ樹脂組成物（以下、樹脂組成物という）が用いられてきた。しかし、近年フォトカプラーの高効率化が望まれ、光伝達性に優れた樹脂組成物が必要となってきている。フォトカプラーの効率は、ＣＴＲ（ＣｕｒｒｅｎｔＴｒａｎｓｆｅｒＲａｔｉｏ）で表され、発光側の電流と受光側の起電力の比で求められる。このため、これまで樹脂組成物中の鉄濃度の低減や、透明ワックス、光散乱材であるシリカの形状等の最適化等についての検討がなされてきたが、ＣＴＲの充分な向上は達成できなかった。又、対向型フォトカプラーは、パッケージサイズがコンパクトにできる長所はあるが、パッケージの構造上、発光素子の光を直接受光素子に伝えることができない。このため、ＣＴＲを高めるには光散乱材が必要であるが、これまで十分な検討がなされていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、フォトカプラーにおける光伝達性を向上させた、ＣＴＲの高い光半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）シリカ、（Ｄ）硬化促進剤、及び（Ｅ）全エポキシ樹脂組成物に対して０．５〜５重量％の式（１）で示されるシランカップリング剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物において、該シリカ中の粒径１〜１０μｍの粒度のものが４０〜１０重量％、１μｍ未満の粒度のものが２．０〜０．２重量％、最大粒径が１５０μｍ以下で、且つ全エポキシ樹脂組成物中のシリカの含有量が６０〜７５重量％であ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である。
（Ｃ₂Ｈ₅Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨＣＯＮＨ₂ （１）
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるエポキシ樹脂は、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を言う。例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、ナフタレン型エポキシ樹脂、３官能型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも混合して用いても良い。
【０００６】
本発明で用いるフェノール樹脂硬化剤は、フェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を言う。例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、キシリレン変性フェノール樹脂等が挙げられる。これらは単独でも混合して用いても良い。
【０００７】
本発明で用いるシリカとしては、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ等が挙げられる。本発明のシリカの粒度分布としては、全シリカ中に粒径１〜１０μｍ以下の粒度のものが４０〜２０重量％、１μｍ未満の粒度のものが２．０〜０．２重量％、最大粒径は１５０μｍ以下のものが好ましい。粒径１〜１０μｍの粒度のものが４０重量％を越えると、光散乱が不充分で、１０重量％未満だと光透過率が低下し、それぞれＣＴＲが低下する。粒径１μｍ未満のものが２．０重量％を越えると透過率が低下し、０．２重量％未満だと成形時のバリが多くなり安定した成形ができない。又、シリカの最大粒径が１５０μｍを越えると製造時の設備摩耗による異物混入が増え透過率が低下する。本発明でのシリカの粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定装置（堀場製作所（株）・製，ＬＡ−５００）を用いて測定するものである。
シリカの含有量は、全樹脂組成物中に６０〜７５重量％が好ましい。６０重量％未満だと、耐クラック性の低下、耐電圧の低下が起こり、７５重量％を越えると製造時の設備摩耗による異物混入が増え透過率が低下する。
【０００８】
本発明で用いる硬化促進剤としては、エポキシ基とフェノール性水酸基との反応を促進するものであればよく、一般に封止用材料に使用されているものを広く使用することができ、例えば１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリフェニルホスフィン、ジメチルベンジルアミン、２−メチルイミダゾール等が挙げられる。これらは単独でも混合して用いても良い。
【０００９】
ＣＴＲ向上には光散乱と光透過の両方を向上させることが必要であるが、両特性は背反するものでありシリカ添加量及びシリカ粒径による制御だけでは十分にＣＴＲを向上することができない。
本発明で用いる式（１）で示されるシランカップリング剤は、光散乱材であるシリカと樹脂成分との密着性を向上し、光の減衰を防止する効果がある。前述のシリカと式（１）のカップリング剤を用いることにより大幅にＣＴＲを向上させることができる。式（１）で示されるシランカップリング剤の添加量は全樹脂組成物中に対して０．５〜５．０重量％、特に好ましくは１．０〜２．０重量％である。添加量が０．５重量％未満だと、ＣＴＲが十分に向上せず、５．０重量％を越えると、シランカップリング剤自体が染み出し、パッケージ表面を汚染してしまうので好ましくない。
【００１０】
本発明の樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分の他、必要に応じて、アゾ系、キノン系の染料、モンタン酸等の離型剤、酸化防止剤等を添加しても良い。本発明の樹脂組成物は、例えば、（Ａ）〜（Ｄ）成分を加熱混練して得られる。
【００１１】
【実施例】

を粉砕後混合し、７０〜９０℃の二軸混練機を用いて加熱混練を行い、冷却固化後粉砕して樹脂組成物の粉末を得た。この樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機を用いて１５０℃、７０ｋｇ／ｃｍ²、１８０秒の条件でフォトカプラーに成形し、以下に示す方法で評価した。結果を表１に示す。
【００１２】
評価方法
ＣＴＲ：上記で得られたフォトカプラーを用いてＣＴＲを測定した。発光側（ＧａＡｓ発光ダイオード、波長９４０ｎｍ）に２０ｍＡ、１．２Ｖの電流を流し、受光側のコレクター−エミッタ間に３０Ｖの電圧をかけてコレクター電流を測定し、発光側の電流との比からＣＴＲ（単位％）を求めた。
光透過率：樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機を用いて１５０℃、７０ｋｇ／ｃｍ²、１８０秒の条件で１０×３０×厚さ１ｍｍのテストピースに成形後、１７５℃、２時間のポストキュアーを行い、光透過率測定用テストピースとした。得られたテストピースは、分光光度計（日立製作所（株）・製、３３０型自記分光光度計）を用いて、９４０ｎｍの光透過率（単位％）を測定した。
【００１３】
実施例２〜８、比較例１〜８
表１、表２の配合に従い、実施例１と同様にして樹脂組成物を得、実施例１と同様にして評価した。結果を表１、表２に示す。
【表１】

【００１４】
【表２】

【００１５】
【発明の効果】
本発明に従うと、フォトカプラーの光伝達性を向上することができる。

Claims

（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）シリカ、（Ｄ）硬化促進剤、及び（Ｅ）全エポキシ樹脂組成物に対して０．５〜５重量％の式（１）で示されるシランカップリング剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物において、該シリカ中の粒径１〜１０μｍの粒度のものが４０〜１０重量％、１μｍ未満の粒度のものが２．０〜０．２重量％、最大粒径が１５０μｍ以下で、且つ全エポキシ樹脂組成物中のシリカの含有量が６０〜７５重量％であ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。
（Ｃ₂Ｈ₅Ｏ）₃ＳｉＣ₃Ｈ₆ＮＨＣＯＮＨ₂ （１）