JP4799883B2 - エポキシ樹脂組成物硬化体およびその製法ならびにそれを用いた光半導体装置 - Google Patents
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Description
(A)エポキシ樹脂。
(B)酸無水物系硬化剤。
(C)下記の一般式(2)〜(5)で表されるA1〜A4単位からなるシロキサン単位により構成され、上記A1〜A4単位の構成割合が、下記の(a)〜(d)の割合に設定されているシリコーン樹脂。
(b)A2単位が0〜80モル%
(c)A3単位が20〜100モル%
(d)A4単位が0〜30モル%
(D)硬化促進剤。
(a)A1単位が0〜30モル%
(b)A2単位が0〜80モル%
(c)A3単位が20〜100モル%
(d)A4単位が0〜30モル%
下記の構造式(a)で表されるトリグリシジルイソシアヌレート(エポキシ当量100)
下記の構造式(b)で表される脂環式エポキシ樹脂(エポキシ当量134)
4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(x)とヘキサヒドロ無水フタル酸(y)の混合物(混合重量比x:y=7:3)(酸無水当量168)
フェニルトリクロロシラン148.2g(66mol%)、メチルトリクロロシラン38.1g(24mol%)、ジメチルジクロロシラン13.7g(10mol%)およびトルエン215gの混合物を、あらかじめフラスコ内に用意した水550g、メタノール150gおよびトルエン150gの混合溶媒に激しく攪拌しながら5分かけて滴下した。フラスコ内の温度は75℃まで上昇し、そのまま10分間攪拌を続けた。この溶液を静置し、室温(25℃)まで冷却した後、分離した水層を除去し、引き続き水を混合して攪拌後静置し、水層を除去するという水洗浄操作をトルエン層が中性になるまで行った。残った有機層は30分還流を続け、水およびトルエンの一部を留去した。得られたオルガノシロキサンのトルエン溶液を濾過して、不純物を除去した後、さらに残ったトルエンをロータリーエバポレータを用いて減圧留去することによって、固形のシリコーン樹脂aを得た。得られたシリコーン樹脂aはOH基を6重量%含むものであった。なお、使用した原料クロロシランは全て反応しており、得られたシリコーン樹脂aは前記A2単位が10モル%、A3単位が90モル%からなり、フェニル基が60%、メチル基が40%のものであった。
フェニルトリクロロシラン200g(100mol%)およびトルエン215gの混合物を、あらかじめフラスコ内に用意した水550g、メタノール150gおよびトルエン150gの混合溶媒に激しく攪拌しながら5分かけて滴下した。フラスコ内の温度は75℃まで上昇し、そのまま10分間攪拌を続けた。この溶液を静置し、室温(25℃)まで冷却した後、分離した水層を除去し、引き続き水を混合して攪拌後静置し、水層を除去するという水洗浄操作をトルエン層が中性になるまで行った。残った有機層は30分還流を続け、水およびトルエンの一部を留去した。得られたオルガノシロキサンのトルエン溶液を濾過して、不純物を除去した後、さらに残ったトルエンをロータリーエバポレータを用いて減圧留去することによって、固形のシリコーン樹脂bを得た。得られたシリコーン樹脂bはOH基を6重量%含むものであった。なお、使用した原料クロロシランは全て反応しており、得られたシリコーン樹脂bは前記A3単位が100モル%からなり、フェニル基が100%のものであった。
フェニルトリメトキシシラン206g(50mol%)およびジメチルジメトキシシラン126g(50mol%)をフラスコ内に投入し、1.2gの20%のHCl水溶液と40gの水との混合物を滴下した。滴下終了後、1時間還流を続けた。ついで、室温(25℃)まで冷却した後、炭酸水素ナトリウムで溶液を中和した。得られたオルガノシロキサン溶液を濾過して、不純物を除去した後、ロータリーエバポレータを用いて低沸物を減圧留去することによって、液状のシリコーン樹脂cを得た。得られたシリコーン樹脂cは、水酸基およびアルコキシ基をOH基換算で9重量%含むものであった。また、得られたシリコーン樹脂cは前記A2単位が50モル%、A3単位が50モル%からなり、フェニル基が33%、メチル基が67%のものであった。
メチルトリクロロシラン182.5g(90mol%)、ジメチルジクロロシラン17.5g(10mol%)およびトルエン215gの混合物を、予めフラスコ内に用意した水550g、メタノール150gおよびトルエン150gの混合溶媒に激しく攪拌しながら5分かけて滴下した。フラスコ内の温度は75℃まで上昇し、そのまま10分間攪拌を続けた。この溶液を静置し、室温(25℃)まで冷却した後、分離した水層を除去し、引き続き水を混合して攪拌後静置し、水層を除去するという水洗浄操作をトルエン層が中性になるまで行った。残った有機層は30分還流を続け、水およびトルエンの一部を留去した。得られたオルガノシロキサンのトルエン溶液を濾過して、不純物を除去した後、さらに残ったトルエンをロータリーエバポレータを用いて減圧留去することによって、固形のシリコーン樹脂dを得た。得られたシリコーン樹脂dはOH基を6重量%含むものであった。なお、使用した原料クロロシランは全て反応しており、得られたシリコーン樹脂dは前記A2単位が10モル%、A3単位が90モル%からなり、メチル基が100%のものであった。
テトラ−n−ブチルホスホニウム−o,o−ジエチルホスホロンジチオエート
プロピレングリコール
9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド
下記の表1〜表2に示す各成分を同表に示す割合で配合し、下記に示すいずれかの方法にしたがってエポキシ樹脂組成物を調製した。
液状エポキシ樹脂を80〜100℃にて加熱溶融し、これにシリコーン樹脂を30〜60分間溶融混合し、室温まで冷却することによりA液を調製した。一方、B液として、酸無水物系硬化剤に70〜100℃で各種添加剤を混合し、さらに硬化促進剤を50〜70℃で混合することにより作製した。ついで、注型にて試験片を作製する直前に室温にてA液とB液を混合した。
まず、エポキシ樹脂および酸無水物系硬化剤を融点以上(例えば、120℃)で加熱混合し、これにシリコーン樹脂を100〜120℃で溶融混合した後、硬化促進剤および他の添加剤を添加した。その後、常温(40〜50℃)でエージングすることによりBステージ状のエポキシ樹脂組成物が得られ、さらにこれを適宜粉砕して打錠することによりエポキシ樹脂組成物を作製した。
上記各エポキシ樹脂組成物を用い、試験片をつぎのようにして作製した。すなわち、液状注型法においては、注型にて作製する直前にA液およびB液を室温にて混合し、減圧装置を用いて気泡を脱泡した。ついで、混合したものを成形用金型に充填し、120℃×1時間+150℃×3時間の硬化条件にて試験片を作製した。一方、トランスファー成形法においては、上記エポキシ樹脂組成物の打錠品を用いて、トランスファー成形(硬化条件:150℃×4分間+150℃×5時間)にて試験片を作製した。
上記各エポキシ樹脂組成物を用い、上記と同様にして試験片(20mm×5mm×厚み5mm)を作製し、上記試験片(硬化体)を用いて熱分析装置(TMA、島津製作所社製TMA−50)により2℃/分の昇温速度でガラス転移温度を測定した。また、線膨張係数は、上記試験片を用いて、上記熱分析装置により、2℃/分の昇温速度で、ガラス転移温度より低い温度での線膨張係数を測定した。
上記各エポキシ樹脂組成物を用い、上記と同様にして試験片(厚み1mm)を作製し、上記硬化体を用いて流動パラフィン浸漬中にて測定した。測定には、島津製作所社製の分光光度計UV3101を使用して、波長450nmの光透過率を室温(25℃)にて測定した。
上記各エポキシ樹脂組成物を用い、上記と同様にして試験片(100mm×10mm×厚み5mm)を作製し、上記試験片(硬化体)を用いてオートグラフ(島津製作所社製AG500C)によりヘッドスピード5mm/分の条件で曲げ弾性率および曲げ強度を常温(25℃)にて測定した。
上記各エポキシ樹脂組成物を用い、上記と同様にして試験片(厚み1mm)を作製し、この試験片を用いてショアーD硬度計(上島製作所社製)にて室温(25℃)下で測定した。
Claims (7)
- 下記の(A)〜(D)成分を含有する光半導体素子封止用のエポキシ樹脂組成物を用いて形成された硬化体であって、上記硬化体中に、上記(C)成分であるシリコーン樹脂粒子が粒径1〜100nmにて均一に分散されていることを特徴とするエポキシ樹脂組成物硬化体。
(A)エポキシ樹脂。
(B)酸無水物系硬化剤。
(C)下記の一般式(2)〜(5)で表されるA1〜A4単位からなるシロキサン単位により構成され、上記A1〜A4単位の構成割合が、下記の(a)〜(d)の割合に設定されているシリコーン樹脂。
(b)A2単位が0〜80モル%
(c)A3単位が20〜100モル%
(d)A4単位が0〜30モル%
(D)硬化促進剤。 - 上記(A)成分であるエポキシ樹脂が、下記の構造式(a)で表されるトリグリシジルイソシアヌレートまたは下記の構造式(b)で表される脂環式エポキシ樹脂である請求項1記載のエポキシ樹脂組成物硬化体。
- 下記の(A)成分と(C)成分を溶融混合してエポキシ樹脂−シリコーン樹脂溶液を調製する工程と、下記の(B)成分と(D)成分ならびに残り配合成分を混合してなる硬化剤溶液を調製する工程と、上記エポキシ樹脂−シリコーン樹脂溶液と硬化剤溶液を混合し、この混合溶液を成形型に充填した後、この混合溶液を硬化させる工程とを備えたことを特徴とする光半導体素子封止用のエポキシ樹脂組成物硬化体の製法。
(A)エポキシ樹脂。
(B)酸無水物系硬化剤。
(C)下記の一般式(2)〜(5)で表されるA1〜A4単位からなるシロキサン単位により構成され、上記A1〜A4単位の構成割合が、下記の(a)〜(d)の割合に設定されているシリコーン樹脂。
(b)A2単位が0〜80モル%
(c)A3単位が20〜100モル%
(d)A4単位が0〜30モル%
(D)硬化促進剤。 - 上記(A)成分であるエポキシ樹脂が、下記の構造式(a)で表されるトリグリシジルイソシアヌレートまたは下記の構造式(b)で表される脂環式エポキシ樹脂である請求項3記載の光半導体素子封止用のエポキシ樹脂組成物硬化体の製法。
- 下記の(A)成分と(B)成分を加熱混合した後、これに下記の(C)成分および(D)成分ならびに残りの配合成分を添加して混合してエポキシ樹脂組成物を調製する工程と、上記エポキシ樹脂組成物を半硬化状態とした後、この半硬化状態のエポキシ樹脂組成物を所定の成形型に投入して硬化させる工程とを備えたことを特徴とする光半導体素子封止用のエポキシ樹脂組成物硬化体の製法。
(A)エポキシ樹脂。
(B)酸無水物系硬化剤。
(C)下記の一般式(2)〜(5)で表されるA1〜A4単位からなるシロキサン単位により構成され、上記A1〜A4単位の構成割合が、下記の(a)〜(d)の割合に設定されているシリコーン樹脂。
(b)A2単位が0〜80モル%
(c)A3単位が20〜100モル%
(d)A4単位が0〜30モル%
(D)硬化促進剤。 - 上記(A)成分であるエポキシ樹脂が、下記の構造式(a)で表されるトリグリシジルイソシアヌレートまたは下記の構造式(b)で表される脂環式エポキシ樹脂である請求項5記載の光半導体素子封止用のエポキシ樹脂組成物硬化体の製法。
- 請求項1または2記載のエポキシ樹脂組成物硬化体からなる封止樹脂層により光半導体素子が樹脂封止されている光半導体装置。
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