光半导体装置用环氧树脂组合物及使用其得到的光半导体装置用引线框、封装型光半导...的制作方法

xiaoxiao2021-2-18  149

光半导体装置用环氧树脂组合物及使用其得到的光半导体装置用引线框、封装型光半导 ...的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及成为例如使自光半导体元件发出的光反射的反射器(反射部)的形成 材料的光半导体装置用环氧树脂组合物及使用其得到的光半导体装置用引线框、封装型光 半导体元件W及光半导体装置。
【背景技术】
[0002] 迄今为止,搭载光半导体元件而成的光半导体装置例如如图1所示,采用如下构 成:在由第1板部1和第2板部2形成的金属引线框上搭载光半导体元件3, W包围上述光半导 体元件3的周围的方式,进而W填埋第1板部1与第2板部2之间的方式形成由树脂材料形成 的光反射用的反射器4。并且,对于搭载于W上述金属引线框和反射器4的内周面的形式形 成的凹部5的光半导体元件3,根据需要而使用含有巧光体的有机娃树脂等透明树脂进行树 脂封装,从而形成封装树脂层6。在图1中,7、8为对金属引线框和光半导体元件3进行电连接 的键合引线,是视需要而设置的。
[0003] 在运种光半导体装置中,近年来,使用W环氧树脂等为代表的热固化性树脂,通过 例如传递成型等成型并制造上述反射器4。此外,一直W来在上述热固化性树脂中配混氧化 铁作为白色颜料,使自上述光半导体元件3发出的光反射(参见专利文献1)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开2011-258845号公报

【发明内容】

[0007] 发明要解决的问题
[0008] 然而,如上所述,使用氧化铁作为白色颜料来形成反射器时,虽然在设及初始的光 反射率方面没有问题地实现了高的光反射率,但存在因经时使用导致其光反射率降低的问 题。如此,在长期发挥高的光反射率、即长期的耐光性运一点上尚不充分,关于该长期耐光 性,强烈需要进一步的提高。进而,考虑到其用途时,在上述耐光性提高的同时还希望固化 物的玻璃化转变溫度(Tg)更高的物质,但现实情况是尚未得到足够的物质。
[0009] 本发明是鉴于运种情况而做出的,其目的在于提供能够得到不仅具有高的初始光 反射率还具有优异的长期耐光性、并且玻璃化转变溫度高的固化物的光半导体装置用环氧 树脂组合物及使用其得到的光半导体装置用引线框、封装型光半导体元件W及光半导体装 置。
[0010] 用于解决问题的方案
[0011] 为了实现上述目的,本发明的第1方案为一种光半导体装置用环氧树脂组合物,其 含有下述的(A)~化),下述(C)和化)的总含量为环氧树脂组合物整体的70~90体积%,且 下述(D)的含量相对于下述(C)为0.1~8重量%。
[0012] (A)环氧树脂。
[0013] (B)W液态固化剂为主要成分的固化剂。
[0014] (C)氧化错。
[0015] (D)硅烷类化合物。
[0016] 化)无机质填充剂。
[0017] 此外,本发明的第2方案为一种光半导体装置用引线框,其为用于仅在厚度方向的 单面搭载光半导体元件的板状的光半导体装置用引线框,其是具备相互隔开间隙配置的多 个板部、并且使用上述第1方案的光半导体装置用环氧树脂组合物填充上述间隙并固化形 成反射器而成的。此外,本发明的第3方案为一种光半导体装置用引线框,其为具备光半导 体元件搭载区域、并W用反射器自身的至少一部分包围元件搭载区域的周围的状态形成反 射器而成的立体状的光半导体装置用引线框,所述反射器使用上述第1方案的光半导体装 置用环氧树脂组合物形成。
[0018] 进而,本发明的第4方案为一种光半导体装置,其为板部相互隔开间隙配置、所述 板部在其单面具有用于搭载光半导体元件的元件搭载区域、在上述元件搭载区域的规定位 置搭载光半导体元件而成的光半导体装置,所述光半导体装置是使用上述第1方案的光半 导体装置用环氧树脂组合物填充上述间隙并固化形成反射器而成的。此外,本发明的第5方 案为一种光半导体装置,其为在光半导体装置用引线框的规定位置搭载光半导体元件而成 的光半导体装置,所述光半导体装置用引线框是具备光半导体元件搭载区域、并W用反射 器自身的至少一部分包围元件搭载区域的周围的状态形成反射器而成的,上述反射器使用 上述第1方案的光半导体装置用环氧树脂组合物形成。
[0019] 此外,本发明的第6方案为一种封装型光半导体元件,其在于背面形成多个连接用 电极而成的光半导体元件的侧面形成由上述第1方案的光半导体装置用环氧树脂组合物形 成的反射器,用封装层被覆所述光半导体元件上部的发光面或者受光面而成。此外,本发明 的第7方案为一种光半导体装置,其是上述第6方案的封装型光半导体元件通过其连接用电 极搭载在布线电路基板的规定位置上而成的。
[0020] 本发明人等为了得到在高的初始光反射率的基础上长期耐光性也优异、并且具有 高的玻璃化转变溫度的光半导体装置用环氧树脂组合物而进行了大量的深入研究。在其研 究的过程中,想到通过作为白色颜料使用其他白色颜料而非一直W来所使用的氧化铁来改 善长期耐光性,进行了多方面的研究,结果着眼于使用氧化错作为白色颜料。认识到,氧化 错作为材料而言硬度高于颜料级的氧化铁,因此在W高填充量配混二氧化娃等无机质填充 剂的树脂组合物中代替颜料级的氧化铁而应用氧化错时,因在树脂材料的制作过程中直接 与树脂组合物接触的金属制装置的磨耗导致所得树脂组合物变黑,即,会发生初始光反射 率降低的问题。因此,本发明人等为了解决运种问题而进一步反复研究,结果发现,在使用 上述氧化错的同时作为固化剂使用液态固化剂,并且将含有无机质填充剂和上述氧化错的 填充剂整体设定为特定比例,而且W特定比例使用硅烷类化合物时,可得到能够成为在能 够实现高的初始光反射率的同时长期耐光性优异、并且具备高的玻璃化转变溫度的反射器 的形成材料的环氧树脂组合物。
[0021] 发明的效果
[0022] 如此,本发明的光半导体装置用环氧树脂组合物含有前述环氧树脂(A)、W液态固 化剂为主要成分的固化剂(B)、氧化错(C)、硅烷类化合物(D)和无机质填充剂化),而且将上 述(C)和巧)的总含量和上述化)的含量设定为特定量。因此,形成不仅具备高的初始光反射 率还具备优异的长期耐光性、并且还具有高的玻璃化转变溫度的物质。因此,使用上述光半 导体装置用环氧树脂组合物形成反射器而成的光半导体装置可得到可靠性高的光半导体 装置。
[0023] 此外,在上述硅烷类化合物(D)为特定的硅烷类化合物时,会具备更进一步优异的 初始光反射率和长期耐光性、还有高的玻璃化转变溫度。
【附图说明】
[0024] 图1是示意性示出光半导体装置的构成的剖视图。
[0025] 图2是示意性示出光半导体装置的另一构成的俯视图。
[0026] 图3是示意性示出上述光半导体装置的另一构成的俯视图的X-X'箭头方向剖视 图。
[0027] 图4是示意性示出封装型光半导体元件的构成的剖视图。
【具体实施方式】
[0028] W下记载的技术特征的说明为本发明的实施方式的一个例子(代表例),并不限定 于运些内容。
[0029] W下,对本发明进行详细说明。
[0030] 本发明的光半导体装置用环氧树脂组合物下也称为"环氧树脂组合物")例如 如前所述,是用作图1所示的光半导体装置或者后述的图2和图3所示的光半导体装置、图4 所示的封装型光半导体元件的反射器4、11、15形成材料的树脂组合物,使用环氧树脂(A成 分)、W液态固化剂为主要成分的固化剂(B成分)、氧化错(C成分)、硅烷类化合物(D成分)和 无机质填充剂化成分)而得到,通常制成液态或者粉末状或将其粉末压片得到的片剂状供 于反射器4、11、15形成材料。需要说明的是,在本发明中,上述…为主要成分"涵盖仅由 主要成分形成的情况。
[0031] 〈A:环氧树脂〉
[0032] 作为上述环氧树脂(A成分),可列举出:双酪A型环氧树脂、双酪F型环氧树脂、双酪 S型环氧树脂、苯酪酪醒清漆型环氧树脂、甲酪酪醒清漆型环氧树脂等酪醒清漆型环氧树 月旨、单缩水甘油基异氯脈酸醋、二缩水甘油基异氯脈酸醋、Ξ缩水甘油基异氯脈酸醋、乙内 酷脈环氧树脂等含氮环环氧树脂、氨化双酪A型环氧树脂、氨化双酪F型环氧树脂、脂肪族类 环氧树脂、有机娃改性环氧树脂、缩水甘油酸型环氧树脂、烷基取代双酪等二缩水甘油酸、 通过二氨基二苯甲烧和异氯脈酸等聚胺与表氯醇的反应而得的缩水甘油胺型环氧树脂,用 过氧乙酸等过酸氧化締控键而得的线状脂肪族和脂环式环氧树脂、作为低吸水率固化物型 的主流的联苯型环氧树脂、二环环型环氧树脂、糞型环氧树脂等。运些可W单独使用或并用 2种W上。运些环氧树脂当中,从透明性和耐変色性优异的角度来看,优选单独使用或并用 脂环式环氧树脂、Ξ缩水甘油基异氯脈酸醋等具有异氯脈环结构的树脂。基于同样的理由, 邻苯二甲酸、四氨邻苯二甲酸、六氨邻苯二甲酸、甲基四氨邻苯二甲酸、纳迪克酸、甲基纳迪 克酸等二簇酸的二缩水甘油醋也是适宜的。此外,还可列举出:具有芳香环被氨化而成的脂 环式结构的芳香环氨化偏苯Ξ酸、芳香环氨化均苯四酸等的缩水甘油醋等。
[0033] 作为上述环氧树脂(Α成分),常溫下可W为固态也可W为液态,一般优选所使用的 环氧树脂的平均环氧当量为90~1000,此外,为固态时,从操作性的便利性的角度来看,优 选软化点为50~160°C。即,运是由于,环氧当量过小时,有时环氧树脂组合物固化物会变 脆。此外,环氧当量过大时,会出现环氧树脂组合物固化物的玻璃化转变溫度(Tg)降低的倾 向。
[0034] 〈B:固化剂〉
[0035] 在本发明中,固化剂(B成分)是指W液态固化剂为主要成分的物质,如前所述,包 括固化剂成分仅由液态固化剂形成的情况。具体而言,优选液态固化剂占固化剂整体的40 重量%^上,特别优选为固化剂成分仅由液态固化剂构成。另外,上述液态固化剂是指在室 溫(25°C)下呈液态的固化剂。此外,作为运种液态固化剂,例如,从耐热性和耐光性的角度 来看,可列举出呈液态的酸酢类固化剂等。
[0036] 作为上述呈液态的酸酢类固化剂,例如可列举出:3-甲基六氨邻苯二甲酸酢(液 态)、4-甲基六氨邻苯二甲酸酢(液态)、3-甲基四氨邻苯二甲酸酢(液态)、4-甲基四氨邻苯 二甲酸酢(液态)、甲基纳迪克酸酢(液态)、环己烧-1,2,4-Ξ簇酸-1,2-酢(液态)等。运些可 W单独使用或并用巧巾W上。此外,还可W单独使用或并用巧巾W上或与上述酸酢并用作为 饱和脂肪链骨架、不饱和脂肪链骨架或者有机娃骨架的末端基或侧链具有运些酸酢的低聚 物。运些呈液态的酸酢类固化剂当中,优选使用3-甲基六氨邻苯二甲酸酢、4-甲基六氨邻苯 二甲酸酢、3-甲基四氨邻苯二甲酸酢、4-甲基四氨邻苯二甲酸酢、还有在它们中混合呈固态 的六氨邻苯二甲酸酢而得的物质。
[0037] 此外,在使用上述呈液态的液态固化剂的同时,可W在不损害本发明的效果的范 围内适当单独使用或并用巧巾W上的呈固态的酸酢类固化剂,例如,六氨邻苯二甲酸酢(固 态)、邻苯二甲酸酢(固态)、马来酸酢(固态)、下二酸酢(固态)、偏苯Ξ酸酢(固态)、纳迪克 酸酢(固态)、均苯四酸酢(固态)、糞-1,4,5,8-四簇酸二酢(固态)及其芳香环氨化物、四氨 邻苯二甲酸酢(固态)、二甲基戊二酸酢(固态)、戊二酸酢(固态)等。另外,上述酸酢类固化 剂的固态是指在室溫(25°C)下呈固态。
[0038] 进而,在使用上述呈液态的酸酢类固化剂的同时,可W在不损害本发明的效果的 范围内使用作为上述酸酢的水解产物的簇酸、异氯脈酸衍生物类固化剂等。
[0039] 此外,作为上述异氯脈酸衍生物类固化剂,例如可列举出:1,3,5-Ξ(1-簇基甲基) 异氯脈酸醋、1,3,5-Ξ (2-簇基乙基)异氯脈酸醋、1,3,5-Ξ (3-簇基丙基)异氯脈酸醋、1,3-双(2-簇基乙基)异氯脈酸醋等。运些可W单独使用或并用巧巾W上。进而,作为异氯脈酸衍 生物类固化剂,优选无色或淡黄色的固化剂。
[0040] 在此,上述A成分与上述Β成分的配混比例优选设定为相对于A成分中的环氧基1当 量,B成分中的可与环氧基反应的活性基团(酸酢基或者簇基)为0.4~1.4当量,更优选为 0.6~1.2当量。即,运是由于,活性基团过少时,会出现环氧树脂组合物的固化速度变慢、并 且其固化物的玻璃化转变溫度(Tg)降低的倾向,活性基团过多时,会出现耐湿性降低的倾 向。
[0041] 此外,根据其目的和用途而可W在不损害本发明的效果的范围内单独使用或并用 2种W上的除上述固化剂W外的其他环氧树脂类固化剂,例如,酪类固化剂、胺类固化剂、用 醇将上述酸酢类固化剂部分醋化而得到的物质等固化剂。需要说明的是,在使用运些固化 剂的情况下,其配混比例也按照上述A成分与B成分的配混比例(当量比)即可。
[0042] 〈C:氧化错怔 〇2)〉
[0043] 与上述A成分和B成分一起使用的氧化错(C成分)在本发明中用作白色颜料。上述 氧化错有单斜晶、四方晶、立方晶等多个晶系,其中从成本等的角度来看优选使用单斜晶的 氧化错。作为上述氧化错,从流动性等角度来看,优选使用平均粒径为0.01~50WI1的物质, 更优选为0.1~30μπι,特别优选为0.1~20μπι。需要说明的是,上述平均粒径例如可W使用激 光衍射散射式粒度分布计进行测定。
[0044] 对于上述氧化错(C成分)的含有比率,相对于环氧树脂组合物整体,优选为3~50 体积%,更优选为5~30体积%。即,运是由于,C成分的含有比率过少时,会出现难W获得充 分的光反射性、特别是优异的初始光反射率的倾向。C成分的含有比率过多时,有可能会因 显著的增粘而导致在W混炼等制作环氧树脂组合物方面产生困难。
[0045] 〈D:硅烷类化合物〉
[0046] 作为上述硅烷类化合物(D成分),可列举出各种硅烷类化合物,例如下述的通式 (1)表示的硅烷类化合物。
[0047] (X)n(R)3-nSi(R')· · ·(1)
[004引[式(1)中,X为C出0-或C2也0-,R为C出-或C2也-,R '为-Cm出m+i、-CH=C此、-仿曲或-护Y [m为1~12的正数、r为-C出-、-C出C出-或-C出C出C此-,Y为缩水甘油酸基、3,4-环氧环己 基、-00C (CH3) C = C出、-N 出或-N 肥出C出畑2。],11为 1、2或3。]
[0049] 具体而言,可使用3-环氧丙氧基丙基Ξ甲氧基硅烷、3-甲基丙締酷氧基丙基Ξ甲 氧基硅烷等硅烷偶联剂,苯基Ξ甲氧基硅烷、乙締基Ξ甲氧基硅烷等硅烷等。运些可单独使 用或并用巧巾W上。其中,从抑制玻璃化转变溫度降低的效果等角度来看,优选使用苯基Ξ 甲氧基硅烷。
[0050] 对于上述硅烷类化合物(D成分)的含有比率,相对于上述氧化错(C成分),需要设 定为0.1~8重量%。更优选为0.2~7重量%,特别优选为0.2~6重量%。即,D成分的含有比 率过少时,无法获得优异的初始光反射率,过多时,玻璃化转变溫度的降低会变显著。
[0051] 〈E:无机质填充剂〉
[0052] 作为与上述A~D成分一起使用的无机质填充剂化成分),例如可列举出:石英玻璃 粉末,滑石,烙融二氧化娃粉末、结晶性二氧化娃粉末等二氧化娃粉末,氧化侣粉末,氮化侣 粉末,氮化娃粉末等。其中,从减小线膨胀系数等角度来看,优选使用烙融二氧化娃粉末,特 别是从高填充性和高流动性的角度来看,优选使用烙融球状二氧化娃粉末。需要说明的是, 无机质填充剂化成分)排除上述氧化错(C成分)。关于上述无机质填充剂化成分)的粒径和 其分布,优选考虑上述氧化错(C成分)的粒径与其分布的组合W使通过传递成型等对环氧 树脂组合物进行成型时的飞边等最为减小。具体而言,无机质填充剂化成分)的平均粒径优 选为5~100μπι,特别优选为10~80μπι。需要说明的是,上述平均粒径与前述同样,例如可W 使用激光衍射散射式粒度分布计进行测定。
[0053] 此外,在上述无机质填充剂化成分)的含有比率中,优选将上述氧化错(C成分)与 无机质填充剂化成分)的总含有比率设定为环氧树脂组合物整体的70~90体积%。更优选 为75~85体积%。上述总含有比率过少时,会出现发生在成型时产生翅曲等问题的倾向。此 夕h总含有比率过多时,对配混成分进行混炼时,会对混炼机施加极大的负荷,出现无法混 炼的倾向,结果,出现难W制作作为成型材料的环氧树脂组合物的倾向。
[0054]进而,对于上述氧化错(C成分)与无机质填充剂化成分)的混合比例,从初始光反 射率的角度来看,按体积比计,优选为(C成分)/化成分)=0.028~1.0,特别优选为0.033~ 0.50。即,C成分与E成分的混合比例不在上述范围、体积比过小时,会出现环氧树脂组合物 的初始光反射率降低的倾向,体积比过大时,会出现环氧树脂组合物的烙融粘度上升、混炼 变得困难的倾向。
[0化5]〈其他添加剂〉
[0056] 此外,在本发明的环氧树脂组合物中,除了上述A~E成分W外,可W根据需要而配 混固化促进剂、脱模剂。还可W适当配混改性剂(增塑剂)、抗氧化剂、阻燃剂、消泡剂、流平 剂、紫外线吸收剂等各种添加剂。
[0057] 作为上述固化促进剂,例如可列举出:1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳締-7、Ξ亚 乙基二胺、Ξ-2,4,6-二甲氨基甲基苯酪、Ν,Ν-二甲基苄基胺、Ν,Ν-二甲氨基苯、Ν,Ν-二甲氨 基环己烧等叔胺类,2-乙基-4-甲基咪挫、2-甲基咪挫等咪挫类,Ξ苯基麟,四氣棚酸四苯基 鱗、四苯基棚酸四苯基鱗、四正下基漠化鱗、四苯基漠化鱗、二甲基憐酸甲基Ξ下基鱗、四苯 基鱗-0,〇-二乙基二硫代憐酸盐、四正下基鱗-0,〇-二乙基二硫代憐酸盐等憐化合物,辛基 簇酸Ξ亚乙基二锭等季锭盐、有机金属盐类W及它们的衍生物等。运些可单独使用或并用2 种W上。运些固化促进剂当中,优选使用叔胺类、咪挫类、憐化合物。其中,为了得到着色度 少、透明且强初的固化物,特别优选使用憐化合物。
[0058] 对于上述固化促进剂的含量,相对于上述环氧树脂(Α成分),优选设定为0.001~ 8.0重量%,更优选为0.01~3.0重量%。即,运是由于,固化促进剂的含量过少时,有时会无 法获得充分的固化促进效果,此外,固化促进剂的含量过多时,会出现所得固化物产生变色 的倾向。
[0059] 作为上述脱模剂,使用各种脱模剂,其中,优选使用具有酸键的脱模剂,例如可列 举出具备下述的通式(2)表示的结构式的脱模剂。
[0060] C出.畑3)k . C出0(CHRm . CHRn . 0)χ . Η . . . (2)
[0061] [式(2)中,Rm、Rn为氨原子或一价烷基,两者可w彼此相同或不同。此外,k为1~ 100的正数,X为1~100的正数。]
[0062] 在上述式(2)中,Rm、Rn为氨原子或一価的烷基,优选k为10~50的正数、X为3~30 的正数。更优选Rm和化为氨原子、k为28~48的正数、X为5~20的正数。即,运是由于,重复数 k的值过小时,脱模性会降低,此外,重复数X的值过小时,因分散性降低,会出现无法获得稳 定的强度和脱模性的倾向。而重复数k的值过大时,会出现因烙点升高而难W混炼、在环氧 树脂组合物的制造工序中发生困难的倾向,重复数X的值过大时,会出现脱模性降低的倾 向。
[0063] 上述脱模剂的含量优选设定为环氧树脂组合物体整体的0.001~3重量%的范围, 更优选设定为0.01~1重量%的范围。即,运是由于,脱模剂的含量过少或过多时,会出现导 致固化体的强度不足或引起脱模性降低的倾向。
[0064] 作为上述改性剂(增塑剂),例如可列举出有机娃类、醇类等。
[0065] 作为上述抗氧化剂,例如可列举出:酪类化合物、胺类化合物、有机硫类化合物、麟 类化合物等。
[0066] 作为上述阻燃剂,例如可列举出氨氧化儀等金属氨氧化物、漠类阻燃剂、氮类阻燃 剂、憐类阻燃剂等,进而还可W使用Ξ氧化錬等阻燃助剂。
[0067] 作为上述消泡剂,例如可列举出有机娃类等的现有公知的脱泡剂。
[0068] 〈环氧树脂组合物〉
[0069] 本发明的环氧树脂组合物例如可W如下制造。即,将上述A~E成分、还有固化促进 剂和脱模剂W及视需要而使用的各种添加剂适当配混后,使用混炼机等进行烙融混合,接 着,将其冷却、固化、粉碎,由此可W制造粉末状的环氧树脂组合物。
[0070] 接着,作为通过对上述得到的环氧树脂组合物进行例如传递成型或注射成型而得 的固化物,优选其光反射率在波长450~800nm下为80% W上,更优选为90% W上。另外,上 限通常为100%。具体而言,优选上述固化物在波长450nm下的光反射率为85~98%。上述光 反射率例如如下进行测定。即,可W通过对厚度1mm的环氧树脂组合物的固化物进行规定的 固化条件、例如175°CX2分钟的成型后,W175°CX3小时的后固化制成,在室溫(25±10°C) 下使用分光光度计(例如日本分光株式会社制造的分光光度计V-670)测定上述范围内的波 长下的上述固化物的光反射率。
[0071] 〈光半导体装置〉
[0072] 使用本发明的环氧树脂组合物而成的光半导体装置例如如下制造。即,将金属引 线框设置在传递成型机的模具内,使用上述环氧树脂组合物通过传递成型形成反射器。如 此制作W包围光半导体元件搭载区域的周围的方式形成环状的反射器而成的光半导体装 置用的金属引线框。接着,在上述反射器的内部的金属引线框上的光半导体元件搭载区域 搭载光半导体元件,使用键合引线将光半导体元件与金属引线框电连接。接着,使用有机娃 树脂等对包括上述光半导体元件的反射器的内侧区域进行树脂封装,从而形成封装树脂 层。如此制作例如如图1所示的立体状(杯型)的光半导体装置。该光半导体装置如前所述采 用如下构成:在由第1板部1和第2板部2形成的金属引线框的第2板部2上搭载光半导体元件 3, W包围上述光半导体元件3的周围的方式形成由本发明的环氧树脂组合物形成的光反射 用的反射器4。接着,在上述金属引线框和反射器4的内周面形成的凹部5中形成对光半导体 元件3进行封装的具有透明性的封装树脂层6。该封装树脂层6中根据需要而含有巧光体。在 图1中,7、8为将金属引线框与光半导体元件3电连接的键合引线。
[0073] 需要说明的是,在本发明中,可W代替上述图1的金属引线框使用各种基板。作为 上述各种基板,例如可列举出有机基板、无机基板、柔性印刷基板等。此外,可W代替上述传 递成型通过注射成型形成反射器。
[0074] 此外,作为不同于上述构成的光半导体装置,可列举出使用板状的光半导体装置 用引线框的、例如如图巧日图3(图2的X-X'箭头方向剖视图)所示的光半导体装置。即,该光 半导体装置采用如下构成:分别在相互隔开间隔配置的金属引线框10的厚度方向的单面的 规定位置搭载光半导体元件3,在上述金属引线框10间的间隙形成由本发明的环氧树脂组 合物形成的光反射用的反射器11。此外,如图3所示,在金属引线框10的间隙形成有多个填 充本发明的环氧树脂组合物并固化而成的反射器11。另外,在图2和图3中,12为将上述光半 导体元件3与金属引线框10电连接的键合引线。运种光半导体装置通过将上述金属引线框 10设置在传递成型机的模具内,利用传递成型在隔开间隔配置的金属引线框10的间隙和形 成在金属引线框10的与光半导体元件3搭载面相反一面的凹部填充环氧树脂组合物并固 化,从而分别形成反射器11。接着,在作为上述金属引线框10的规定位置的光半导体元件搭 载区域搭载光半导体元件3后,使用键合引线12将光半导体元件3与金属引线框10电连接。 如此制作如图2和图3所示的光半导体装置。
[0075] 〈封装型光半导体元件〉
[0076] 进而,将使用本发明的环氧树脂组合物作为反射器形成材料而得到的封装型光半 导体元件示于图4。即,该封装型光半导体元件采用如下构成:在光半导体元件3的整个侧面 形成由本发明的环氧树脂组合物形成的光反射用的反射器15,进而将上述光半导体元件3 的上部(发光面或者受光面)用封装层16被覆。在图中,17为连接用电极(凸块)。此外,上述 封装层16由环氧树脂、有机娃树脂、或者玻璃、陶瓷等无机材料形成,上述封装层16中可W 含有巧光体,而也可W未配混巧光体。
[0077] 运种封装型光半导体元件例如可W如下制造。即,在切割带等的粘合面上,将倒装 忍片型的光半导体(发光)元件3(例如青色Lm)忍片等设置在与其发光面相反面的连接 用电极(凸块)17埋入上述带面的状态下隔开一定间隔配置。接着,使用压缩成型机、传递成 型机或注射成型机,将上述光半导体元件3的整个侧面、进而发光面用本发明的环氧树脂组 合物包埋。接着,通过利用干燥机等进行后加热,从而使上述环氧树脂组合物的热固化反应 结束,在光半导体元件3的整个侧面形成由本发明的环氧树脂组合物形成的光反射用的反 射器15。接着,通过磨削去除形成在发光面上的反射器15而使发光面露出,在该露出的发光 面上,在用围堪材料包围周围的状态下对有机娃树脂等封装材料进行铸型,或者将片状的 封装材料粘贴在发光面形成封装层16。接着,通过使用刀片切片机分割光半导体元件3彼此 间的中央线,使各个元件单片化。接着,扩张拉伸切割带减小粘合性,使切割带上的形成有 反射器15的封装型的光半导体元件3彼此完全分离,使其单片化,由此可W制造图4所示的 封装型的光半导体元件3。
[0078] 作为使用了如此得到的封装型的光半导体元件3的构成的光半导体装置,例如可 列举出具备在形成有布线电路基板的电路的规定位置通过上述光半导体元件3的连接用电 极17搭载而成的构成的光半导体装置。
[0079] 实施例
[0080] 接着,连同比较例对实施例进行说明。但是,本发明并不限定于运些实施例。
[0081] 首先,在制作环氧树脂组合物前准备下述所示的各成分。
[0082] [环氧树脂]
[0083] Ξ缩水甘油基异氯脈酸醋(环氧当量100)
[0084] [固化剂 bl]
[0085] 4-甲基六氨邻苯二甲酸酢(X)与六氨邻苯二甲酸酢(y)的混合物(液体、混合重量 ttx/y = 70/30)(新日本理化株式会社制造、RIKACID MH-700)
[0086] [固化剂 b2]
[0087] 1,2,3,6-四氨邻苯二甲酸酢(固态)(新日本理化株式会社制造 、RIKACID TH-PA) [008引[氧化错cl]
[0089]第一稀元素化学工业株式会社制造、SG氧化错、单斜晶、折射率2.1、平均粒径4.化 m
[0090] [氧化错 c2]
[0091] 第一稀元素化学工业株式会社制造、肥P氧化错、单斜晶、折射率2.1、平均粒径0.5 μπι
[0092] [氧化铁]
[0093] 巧化学工业株式会社制造、FTR-700、金红石型、单一粒径0.2μπι
[0094] [硅烷类化合物dl]
[00M] 3-环氧丙氧基丙基Ξ甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制造、KBM-403)
[0096] [硅烷类化合物d2]
[0097] 3-甲基丙締酷氧基丙基Ξ甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制造、邸M-503)
[0098] [硅烷类化合物d3]
[0099] 苯基Ξ甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制造、邸M-103)
[0100] [硅烷类化合物d4]
[0101 ]乙締基Ξ甲氧基硅烷(Dow Corning Toray Co. ,Ltd.制造、SZ6300)
[0102] [无机质填充剂]
[0103] 烙融球状二氧化娃粉末(平均粒径20μπι)
[0104] [固化促进剂]
[01化]二甲基憐酸甲基Ξ下基鱗(日本化学工业株式会社制造 、Hishicolin ΡΧ-4ΜΡ)
[0106] [内部脱模剂]
[0107] C(碳数)〉14、乙氧基化醇/乙締均聚物(丸菱油化工业株式会社制造、UNT-750)
[010引[实施例1~8、比较例1~引
[0109] 将后述的表1~表2所示的各成分按该表所示的比例配混,用捏合机进行烙融混炼 (溫度100~130°C),熟化后,冷却至室溫(25°C)并粉碎,由此制得目标的粉末状的环氧树脂 组合物。
[0110] 使用如此得到的实施例和比较例的环氧树脂组合物,按照下述方法进行各种特定 评价[初始光反射率、长期耐光性、玻璃化转变溫度]的测定。其结果汇总示于后述的表1~ 表2。
[0111] [初始光反射率]
[0112] 使用上述各环氧树脂组合物,在规定的固化条件(条件:175°CX2分钟的成型+175 °CX3小时固化)下制作厚度1mm的试验片,使用该试验片(固化物)测定室溫(25°C)下的光 反射率。需要说明的是,作为测定装置使用日本分光株式会社制造的分光光度计V-670,在 室溫(25°C)下测定波长450nm的光反射率。
[0113] [长期耐光性]
[0114] 使用与上述同样制得的 各试验片,在室溫(25°C)下测定波长600nm的光反射率。然 后,在将其试验片用ll〇°C的加热板加热的状态下,通过g射线(436nm)带通滤波器照射15分 钟的强度IW/cm 2的高压水银灯的光后,与上述同样测定波长600皿的光反射率(加速试验)。 接着,算出上述加速试验前后的光反射率的降低度(光照射后的光反射率-光照射前的光反 射率)。需要说明的是,在测定中与上述同样地使用了日本分光株式会社制造的分光光度计 V-670。
[0115] [玻璃化转变溫度]
[0116] 使用上述各环氧树脂组合物,在规定的固化条件(条件:175°CX2分钟的成型+175 °C X 3小时固化)下制作长度20mm的棱柱状的试验片,用热机械分析装置[岛津制作所株式 会社制造、TMA-50]进行测定。
[0117] [表 1]
[011 引
[0119] *1:氧化错或氧化铁相对于环氧树脂组合物整体的含有比率
[0120] 2:二氧化娃粉末和白色颜料(氧化错或氧化铁)相对于环氧树脂组合物整体的含 有比率
[0121] [表 2]
[0122]
[0123] *1:氧化错或氧化铁相对于环氧树脂组合物整体的含有比率
[0124] *2:二氧化娃粉末和白色颜料(氧化错或氧化铁)相对于环氧树脂组合物整体的含 有比率
[0125] 由上述结果可知,W液态固化剂为主要成分并且配混氧化错和特定量的硅烷类化 合物而成的实施例产品得到了不仅具有高的初始光反射率而且长期耐光性也优异的结果。 而且具有高的玻璃化转变溫度。
[0126] 与此相对,未使用硅烷类化合物的比较例1产品得到了初始光反射率差的结果。此 夕h过量使用了硅烷类化合物的比较例2产品在初始光反射率和长期耐光性上得到了与实 施例大致同等程度的评价结果,但玻璃化转变溫度极低。此外,使用了固态的固化剂的比较 例3产品得到了初始光反射率和长期耐光性差的结果。进而,作为白色颜料使用了氧化铁的 比较例4和5产品在初始光反射率上得到了与实施例大致同等程度的评价结果,但长期耐光 性均差,其中使用了固态的固化剂的比较例5产品的玻璃化转变溫度更低。
[0127] [光半导体(发光)装置的制作]
[0128] 接着,使用将作为上述实施例产品的粉末压片得到的片剂状的环氧树脂组合物, 制得如图1所示的构成的光半导体(发光)装置。即,将由铜(锻银)制的第1板部1和第2板部2 形成的金属引线框设置在传递成型机的模具内,使用上述环氧树脂组合物进行传递成型 (条件:175°C X 2分钟的成型+175°C X3小时固化),由此在如图1所示的金属引线框的规定 位置形成反射器4。接着,搭载光半导体(发光)元件(大小:0.5mmX0.5mm)3,用键合引线7、8 将该光半导体元件3与上述金属引线框电连接,由此制得具备反射器4、金属引线框和光半 导体元件3的单元。
[0129] 接着,通过向在上述金属引线框和反射器4的内周面形成的凹部5填充有机娃树脂 (信越有机娃株式会社制造、KER-2500)对上述光半导体元件3进行树脂封装(成型条件:150 °CX4小时)而形成透明的封装树脂层6,通过分割使各个反射器单片化,制得如图1所示的 光半导体(发光)装置。所得光半导体(发光)装置具备具有高的初始光反射率并且长期耐光 性优异的反射器4,得到了具备高可靠性的良好的装置。
[0130] 此外,作为如前述的图2和图3所示的光半导体装置和如图4所示的封装型光半导 体元件中的反射器11、15形成材料,使用将作为上述实施例产品的粉末压片得到的片剂状 的环氧树脂组合物,按照前述的制造方法,制得如图2和图3所示的光半导体装置和如图4所 示的封装型光半导体元件。所得光半导体装置与上述同样得到了具备高可靠性的良好的装 置。另一方面,通过上述封装型光半导体元件的连接用电极将上述得到的封装型光半导体 元件搭载在布线电路基板的形成有电路的规定位置,由此制得光半导体装置。所得光半导 体装置与上述同样得到了具备高可靠性的良好的装置。
[0131] 在上述实施例中给出了本发明的【具体实施方式】,但上述实施例仅仅是简单的例 示,不应做限定性解释。本领域技术人员所清楚的各种变形是落在本发明的范围内的。 [0。。产业上的可利用性
[0133] 本发明的光半导体装置用环氧树脂组合物作为使自内置于光半导体装置的光半 导体元件发出的光反射的反射器的形成材料是有用的。
[0134] 附图标记说明
[0135] 1第1板部
[0136] 2第2板部
[0137] 3光半导体元件 [013引 4、11、15反射器
[0139] 5 凹部
[0140] 6封装树脂层
[0141] 7、8、12键合引线
[0142] 10金属引线框
[0143] 16封装层
【主权项】
1. 一种光半导体装置用环氧树脂组合物,其特征在于,含有下述的(A)~(E),下述(C) 和(E)的总含量为环氧树脂组合物整体的70~90体积%,且下述(D)的含量相对于下述(C) 为0.1~8重量%, (A) 环氧树脂, (B) 以液态固化剂为主要成分的固化剂, (C) 氧化锆, (D) 硅烷类化合物, (E) 无机质填充剂。2. 根据权利要求1所述的光半导体装置用环氧树脂组合物,其中,所述(D)为选自下述 的通式(1)表示的硅烷类化合物中的至少一种, (X)n(R)3-nSi(R') · · ·(1) 式(1)中,X为CH3〇-或C2H5〇-,R为CH3-或C2H5-,R' 为-CmH2m+1、-CH=CH2、-C6H5或-R"Y,η为 1、2或3;其中,m为1~12的正数,R"为-CH2-、-CH2CH2-或-CH2CH2CH2-,Y为缩水甘油醚基、3,4-环氧环己基、-〇〇C(CH3)C=CH2、-ΝΗ2或-NHCH2CH2NH2。3. 根据权利要求1或2所述的光半导体装置用环氧树脂组合物,其中,所述(B)中的液态 固化剂所占的比率为(B)整体的40重量%以上。4. 根据权利要求1~3中的任一项所述的光半导体装置用环氧树脂组合物,其中,所述 (D)为选自由3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、苯基 三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷组成的组中的至少一种。5. -种光半导体装置用引线框,其特征在于,其为用于仅在厚度方向的单面搭载光半 导体元件的板状的光半导体装置用引线框,其是具备相互隔开间隙配置的多个板部、并且 使用权利要求1~4中的任一项所述的光半导体装置用环氧树脂组合物填充所述间隙并固 化形成反射器而成的。6. -种光半导体装置用引线框,其特征在于,其为具备光半导体元件搭载区域、且以用 反射器自身的至少一部分包围元件搭载区域的周围的状态形成反射器而成的立体状的光 半导体装置用引线框,所述反射器使用权利要求1~4中的任一项所述的光半导体装置用环 氧树脂组合物形成。7. 根据权利要求5或6所述的光半导体装置用引线框,其中,所述反射器仅形成在引线 框的单面。8. 根据权利要求5~7中的任一项所述的光半导体装置用引线框,其中,所述反射器通 过传递成型或注射成型而形成在光半导体装置用引线框上。9. 一种光半导体装置,其特征在于,板部相互隔开间隙配置,所述板部在其单面具有用 于搭载光半导体元件的元件搭载区域,在所述元件搭载区域的规定位置搭载有光半导体元 件,所述光半导体装置是使用权利要求1~4中的任一项所述的光半导体装置用环氧树脂组 合物填充所述间隙并固化形成反射器而成的。10. -种光半导体装置,其特征在于,其为在光半导体装置用引线框的规定位置搭载光 半导体元件而成的光半导体装置,所述光半导体装置用引线框是具备光半导体元件搭载区 域、且以用反射器自身的至少一部分包围元件搭载区域的周围的状态形成反射器而成的, 所述反射器使用权利要求1~4中的任一项所述的光半导体装置用环氧树脂组合物形成。11. 根据权利要求10所述的光半导体装置,其用有机硅树脂对被反射器包围的包括光 半导体元件的区域进行树脂封装而成。12. -种封装型光半导体元件,其特征在于,其在于背面形成多个连接用电极而成的光 半导体元件的侧面形成由权利要求1~4中的任一项所述的光半导体装置用环氧树脂组合 物形成的反射器,用封装层被覆所述光半导体元件上部的发光面或者受光面而成。13. -种光半导体装置,所述光半导体装置是权利要求12所述的封装型光半导体元件 通过其连接用电极搭载在布线电路基板的规定位置而成的。
【专利摘要】本发明提供一种光半导体装置用环氧树脂组合物,在具备金属引线框和以包围搭载于该金属引线框的光半导体元件的周围的方式形成的反射器的光半导体装置中,上述反射器的形成材料含有环氧树脂(A)、以液态固化剂为主要成分的固化剂(B)、氧化锆(C)、硅烷类化合物(D)和无机质填充剂(E),上述(C)和(E)的总含量为环氧树脂组合物整体的70~90体积%,且上述(D)的含量相对于上述(C)为0.1~8重量%。因此,可得到不仅具备高的初始光反射率还具备优异的长期耐光性、并且还具有高的玻璃化转变温度的反射器。因此,使用上述光半导体装置用环氧树脂组合物形成反射器而成的光半导体装置可得到可靠性高的光半导体装置。
【IPC分类】H01L33/60, C08K3/22, C08K5/5419, C08L63/00
【公开号】CN105493302
【申请号】CN201480046965
【发明人】福家一浩, 深道佑一, 大西秀典
【申请人】日东电工株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年11月18日
【公告号】WO2015083532A1

最新回复(0)