(57)【要約】【課題】良好な光伝達性を有し、かつ高い耐リフロー性を有する光半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供する。【解決手段】エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填剤を必須成分とする。そして硬化促進剤として下記式（１）で示される第四級ホスホニウムの有機酸塩を含有する。また無機充填剤を全エポキシ樹脂組成物中に６５〜７５質量％含有する。2008291194.tif 000005【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填剤を必須成分とし、硬化促進剤として下記式（１）で示される第四級ホスホニウムの有機酸塩を含有すると共に、無機充填剤を全エポキシ樹脂組成物中に６５〜７５質量％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】
2008291194.tif 000004
【請求項２】
無機充填剤として、平均粒径が８〜２０μｍの球状溶融シリカを含有することを特徴とする請求項１に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２に記載のエポキシ樹脂組成物で光半導体部品が封止されていることを特徴とする光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体封止用のエポキシ樹脂組成物及び、このエポキシ樹脂組成物で封止した光半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばフォトカプラーは受光素子と発光素子とを組み合わせ、発光素子から発光された光を受光素子で受光することによって、光を用いて信号を伝達する光半導体装置である。このような光半導体装置は、発光側からの光を効率良く受光側へ伝えることが重要である。またフォトカプラーでは、外部からの光を遮断し、耐湿信頼性、耐熱性を付与するために、二重の封止構造に形成されていることが特徴である。すなわち、まず、光伝達機能を有する一次封止樹脂で光半導体素子を封止し、続いて遮光性のある二次封止樹脂で封止するようにしている。
【０００３】
そして従来は、一次封止樹脂としてシリコーン樹脂が、二次封止樹脂としてエポキシ樹脂が用いられているが、近年、低コスト化を目的に、一次封止樹脂にもエポキシ樹脂を適用することが検討されている（例えば特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００６−６３１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようにエポキシ樹脂組成物で光半導体素子などの光半導体部品を封止するにあたって、透過率や反射率などを高めて光伝達性を向上させるために、無機充填剤を多量に配合することが検討されている。しかしこのように無機充填剤を多量に配合した場合、半田リフローの際に高温が作用すると、剥離やクラックなどが発生し易くなり、耐リフロー性に問題が生じるものであった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、良好な光伝達性を有し、かつ高い耐リフロー性を有する光半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る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、無機充填剤を必須成分とし、硬化促進剤として下記式（１）で示される第四級ホスホニウムの有機酸塩を含有すると共に、無機充填剤を全エポキシ樹脂組成物中に６５〜７５質量％含有することを特徴とするものである。
【０００７】
【化１】
2008291194.tif 000002
【０００８】
この発明によれば、無機充填剤を６５〜７５質量％含有することによって、高い透過率など良好な光伝達性能を付与することができるものであり、また硬化促進剤として上記の第四級ホスホニウムの有機酸塩を用いることによって、無機充填剤を多量に配合するにもかかわらず、高い耐リフロー性を付与することができるものである。
【０００９】
また請求項２の発明は、請求項１において、無機充填剤として、平均粒径が８〜２０μｍの球状溶融シリカを含有することを特徴とするものである。
【００１０】
この発明によれば、より透過率を高めることができ、また成形性が良好なエポキシ樹脂組成物を得ることができるものである。
【００１１】
本発明の請求項３に係る光半導体装置は、請求項１又は２に記載のエポキシ樹脂組成物で光半導体部品が封止されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明によれば、高い透過率など良好な光伝達性能を有すると共に、高い耐リフロー性を有する光半導体装置を得ることができるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、無機充填剤を６５〜７５質量％含有することによって、高い透過率など良好な光伝達性能を付与することができ、また硬化促進剤として上記の第四級ホスホニウムの有機酸塩を用いることによって、高い耐リフロー性を付与することができ、良好な光伝達性能と高い耐リフロー性を有する光半導体装置を得ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１５】
本発明においてエポキシ樹脂としては、分子中に二個以上のエポキシ基を持つものであれば特に制限されることなく使用することができるが、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ｏ−クレゾ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、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ブロム含有エポキシ樹脂などを挙げることができる。これらは一種を単独で用いる他、二種以上を併用することもできる。
【００１６】
また本発明において硬化剤としては、エポキシ樹脂用の硬化剤として使用されているものであれば特に制限されることなく使用することができるが、例えば、無水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、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、フェノールアラルキル、ナフトールアラルキル等の各種多価フェノール化合物やナフトール化合物などを挙げることができる。これらは一種を単独で用いる他、二種以上を併用することもできる。
【００１７】
硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂に対する硬化剤の当量比が０．５〜１．５の範囲、より好ましくは０．８〜１．２の範囲になるように設定するのが好ましい。
【００１８】
また本発明において無機充填剤としては、シリカ粉末を用いるのが好ましい。このシリカ粉末など無機充填剤の配合量は、エポキシ樹脂組成物の全量に対して６５〜７５質量％の範囲に設定されるものである。
【００１９】
上記のシリカ粉末としては、溶融シリカや結晶シリカなどを用いることができ、その形状は特に限定されるものではないが、球状や破砕状のものを用いることができる。シリカ粉末は平均粒径が８〜２０μｍのものが好ましい。シリカ粉末の平均粒径が８μｍ未満であると、封止成形をする際に、エポキシ樹脂組成物の樹脂漏れや樹脂バリなどに起因する成形不具合が発生し易くなり、このような成形性の低下によって生産性や歩留まりが悪くなるおそれがある。逆にシリカ粉末の平均粒径が２０μｍを超えると、半導体封止パッケージの薄肉部への樹脂の充填性が悪くなり、未充填等の成形不具合の原因となって同様に成形性に問題が生じるおそれがある。なかでも、シリカ粉末として平均粒径が８〜２０μｍの球状溶融シリカを用いるのが最も好ましい。
【００２０】
そして本発明において硬化促進剤としては、上記の式（１）で示される第四級ホスホニウムの有機酸塩を用いるものである。またこの第四級ホスホニウムの有機酸塩と併用して、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類、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第三級アミン類及びその有機酸塩類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・ブロマイド等の有機酸塩類、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類などの硬化促進剤を配合するようにしてもよい。
【００２１】
硬化促進剤の配合量は、エポキシ樹脂組成物の全量に対して０．０５〜５質量％の範囲に設定するのが好ましい。硬化促進剤の配合量が０．０５質量％未満であると、エポキシ樹脂と硬化剤との反応を十分に促進する効果を得ることができず、成形サイクルが低下するおそれがあり、逆に５質量％を超えると、ゲル化時間が短くなりすぎて、ボイドや未充填等の発生など成形性が悪化するおそれがある。
【００２２】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記のエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填剤を必須成分とするものであるが、これらの他に必要に応じて、離型剤、シランカップリング剤、シリコーン可撓剤などを配合することができる。
【００２３】
この離型剤としては、カルナバワックス、ステアリン酸、モンタン酸、カルボキシル基含有ポリオレフィンなどを用いることができ、シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどを用いることができる。
【００２４】
そして上記の各成分を配合し、混合・混練することによって、本発明に係る光半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができるものである。また、このエポキシ樹脂組成物を用いて、発光素子や受光素子などの光半導体部品を封止成形することによって、光半導体装置を得ることができるものである。
【００２５】
このように光半導体部品をエポキシ樹脂組成物で封止して得られる光半導体装置にあって、エポキシ樹脂組成物にはシリカ粉末などの無機充填剤が６５〜７５質量％と多量に含有されているので、封止樹脂に高い透過率など良好な光伝達性能を付与することができるものであり、また硬化促進剤として上記の第四級ホスホニウムの有機酸塩を用いるので、このように無機充填剤を多量に配合するにもかかわらず、高い耐リフロー性を付与することができるものである。
【実施例】
【００２６】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２７】
（実施例１〜５及び比較例１）
表１に示す配合成分でエポキシ樹脂組成物を調製した。
【００２８】
ここで、表１の配合成分は以下の通りである。
・エポキシ樹脂：住友化学（株）製「ＸＬ−３」
・硬化剤：群栄化学工業（株）製「ＰＳＭ６２００」
・硬化促進剤：式（１）の第四級ホスホニウムの有機酸塩（日本化学（株）製「ＰＸ−４ＭＰ」）
・硬化促進剤：２−フェニルイミダゾール（四国化成工業（株）製「２ＰＺ」）
・シランカップリング剤：信越化学工業（株）製「ＫＢＭ４０３」
上記のように調製したエポキシ樹脂組成物を、金型温度１７５℃、キュア時間９０秒の条件でトランスファー成形し、５０φ×０．３ｍｍのテストピースを作製した。このテストピースについて、島津製作所製の積分球付き分光光度計を使用し、９４０ｎｍの波長における光透過率と光反射率を測定した。そして光透過率については、２３％超を「◎」、２０〜２３％を「○」、２０％未満を「×」と評価し、光反射率については、６５％超、９０％以下を「◎」、６０〜６５％を「○」、６０％未満を「×」と評価した。
【００２９】
また、上記のように調製したエポキシ樹脂組成物を、金型温度１８０℃、キュア時間６０秒の条件でトランスファー成形し、１７５℃で５時間ポストキュアすることによって、１８ＳＯＰの半導体封止パッケージを製造した。このパッケージに８５℃、６０％ＲＨ、４８時間の条件で吸湿処理を行なった後、２６５℃ピークのリフロー試験を行なった。そしてこのパッケージにおける剥離やクラックの有無を、マイクロスコープによる観察及び超音波探査装置による観察で確認し、耐リフロー性を評価した。ここで、観察したパッケージの総数１００個に対する不良品（剥離あるいはクラック発生）の割合を不良率として求め、不良率が０％のものを「○」、不良率が５％未満のものを「△」、不良率が５％以上のものを「×」と評価した。
【００３０】
【表１】
2008291194.tif 000003
【００３１】
表１にみられるように、硬化促進剤として式（１）の第四級ホスホニウムの有機酸塩を用いた実施例１〜５のものはいずれも、光透過率や光反射率が高く、また耐リフロー性が高いものであった。一方、硬化促進剤としてこのような第四級ホスホニウムの有機酸塩を用いない比較例１では、光透過率、光反射率、耐リフロー性のいずれもが不良であった。