(57)【要約】【課題】優れた塗布性及び実装性を発現できる光硬化性接着剤組成物を提供すること。【解決手段】〔Ａ〕少なくとも２個のグリシジルエーテル基を有し該グリシジルエーテル基が直接芳香環に結合したエポキシ樹脂及び脂肪族ポリエーテル骨格エポキシ樹脂、〔Ｂ〕脂環式エポキシ化合物、〔Ｃ〕光カチオン重合触媒、〔Ｄ〕シランカップリング剤並びに〔Ｅ〕シリカ微粒子を含有し、〔Ａ〕及び〔Ｂ〕の合計量を１００重量部としたとき、〔Ｃ〕を０．１〜１０重量部、〔Ｄ〕を０．１〜３重量部、〔Ｅ〕を１５０〜３００重量部含有し、〔Ｅ〕が〔Ｅ１〕疎水性シリカ微粒子でありその一次凝集粒子の平均粒子径が１００〜４００ｎｍである微粒子、及び〔Ｅ２〕親水性シリカ微粒子でありその二次凝集粒子の平均粒子径が０．５〜５μｍである微粒子を含有し、〔Ｅ〕の全重量を基準として〔Ｅ１〕の含有量が０．１〜５重量％である、光硬化性接着剤組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
〔Ａ〕少なくとも２個のグリシジルエーテル基を有し、該グリシジルエーテル基が直接芳香環結合したエポキシ樹脂、及び、脂肪族ポリエーテル骨格エポキシ樹脂、
〔Ｂ〕脂環式エポキシ化合物、
〔Ｃ〕光カチオン重合触媒、
〔Ｄ〕シランカップリング剤、並びに
〔Ｅ〕シリカ微粒子を含有し、
前記〔Ａ〕及び〔Ｂ〕の合計量を１００重量部としたとき、前記〔Ｃ〕を０．１〜１０重量部、前記〔Ｄ〕を０．１〜３重量部、前記〔Ｅ〕を１５０〜３００重量部含有し、
前記〔Ｅ〕が、シリカ微粒子〔Ｅ１〕及び〔Ｅ２〕を少なくとも含有し、前記〔Ｅ１〕が疎水性シリカ微粒子でありかつ前記〔Ｅ１〕の一次凝集粒子の平均粒子径が１００〜４００ｎｍであり、前記〔Ｅ２〕が親水性シリカ微粒子でありかつ前記〔Ｅ２〕の二次凝集粒子の平均粒子径が０．５〜５μｍであり、
前記〔Ｅ〕の全重量を基準として、前記〔Ｅ１〕の含有量が０．１〜５重量％である、光硬化性接着剤組成物。
【請求項２】
チキソ係数が３．０〜６．０である、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
実装基板と、光硬化反応により硬化した請求項１又は２記載の組成物によって前記実装基板上に実装された光学部品と、を備える光半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光硬化性接着剤組成物及び光半導体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光源から出射されたレーザ光を平行光に変換（コリメート）若しくは集光するレンズを備えるレーザモジュールが知られている。従来のレーザモジュールでは、レンズは、レーザ光の入射面及び出射面を露出させた状態で金属製の枠体内に収容され、半田材料によって金属製の枠体を基板に固定することにより、実装されていた。ただし、金属製の枠体は、レーザモジュールの小型化及び低コスト化を実現する上で障害となる。このため、近年では、金属製の枠体を排除し、樹脂接着剤を用いてレンズを基板に接着することが行われている（特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４７３２１号公報
【特許文献２】特開２００４−１２６３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の樹脂接着剤では、光学部品の集積密度の高い実装基板上に塗布された際に、隣接する光学部品の実装箇所に流れ出す場合があり、必ずしも良好な塗布性が得られているとは言えない。また、樹脂接着剤の塗布後に紫外線照射によって硬化させる際、従来の樹脂接着剤では実装基板に対し光学部品の固定ズレが生じる場合があり、必ずしも良好な実装性が得られているとは言えない。
【０００５】
そこで本発明は、優れた塗布性及び実装性を発現することができる光硬化性接着剤組成物、及び当該組成物を用いて得られる光半導体デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記課題を解決すべく光硬化性接着剤の樹脂組成物に関して、鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明は、〔Ａ〕少なくとも２個のグリシジルエーテル基を有し、該グリシジルエーテル基が直接芳香環に結合したエポキシ樹脂、及び、脂肪族ポリエーテル骨格エポキシ樹脂、〔Ｂ〕脂環式エポキシ化合物、〔Ｃ〕光カチオン重合触媒、〔Ｄ〕シランカップリング剤、並びに〔Ｅ〕シリカ微粒子を含有し、〔Ａ〕及び〔Ｂ〕の合計量を１００重量部としたとき、〔Ｃ〕を０．１〜１０重量部、〔Ｄ〕を０．１〜３重量部、〔Ｅ〕を１５０〜３００重量部含有し、〔Ｅ〕が、シリカ微粒子〔Ｅ１〕及び〔Ｅ２〕を少なくとも含有し、〔Ｅ１〕が疎水性シリカ微粒子でありかつ〔Ｅ１〕の一次凝集粒子の平均粒子径が１００〜４００ｎｍであり、〔Ｅ２〕が親水性シリカ微粒子でありかつ〔Ｅ２〕の二次凝集粒子の平均粒子径が０．５〜５μｍであり、〔Ｅ〕の全重量を基準として、〔Ｅ１〕の含有量が０．１〜５重量％である、光硬化性接着剤組成物である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、優れた塗布性及び実装性を発現することができる光硬化性接着剤組成物、及び当該組成物を用いて得られる光半導体デバイスを提供することができる。より具体的には、所定のエポキシ樹脂、無機物フィラー等を含む本発明に係る光硬化性接着剤組成物を、光学部品の集積密度の高い実装基板上に塗布する際、隣接する光学部品の実装箇所への当該組成物の流出を抑制することができ、またその後の紫外線照射によって硬化する際、光学部品の固定ズレによる光損失を最小限にとどめることができる。このような組成物を用いて実装を行うことにより、優れた光学特性を示す光半導体デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１０】
本実施形態の光硬化性接着剤組成物は、〔Ａ〕少なくとも２個のグリシジルエーテル基を有し、該グリシジルエーテル基が直接芳香環に結合したエポキシ樹脂、及び、脂肪族ポリエーテル骨格エポキシ樹脂、〔Ｂ〕脂環式エポキシ化合物、〔Ｃ〕光カチオン重合触媒、〔Ｄ〕シランカップリング剤、並びに〔Ｅ〕シリカ微粒子を含有する。
【００１１】
（１）成分〔Ａ〕
成分〔Ａ〕において、少なくとも２個のグリシジルエーテル基を有し、該グリシジルエーテル基が直接芳香環結合したエポキシ樹脂として、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Ｓ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ＡＤ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ポリテトラメチレンエーテルグリコール骨格エポキシ樹脂、等が挙げられる。これらのものは、ビスフェノール類、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、又はポリテトラメチレンエーテルグリコールとエピクロルヒドリンとをアルカリ触媒の存在下で反応して得られるものである。これらの樹脂はそれぞれ単独で又は二種以上を混合して用いることができる。その市販品の例としては、例えば、エピコート８０７、エピコート８２５、エピコート８２８、エピコート８３４、エピコート１００１、エピコート１００４、エピコート１５２及びエピコート１５７（以上、油化シェルエポキシ株式会社製品）；Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３７、Ｄ．Ｅ．Ｒ．６６１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．６６４、Ｄ．Ｅ．Ｎ．４３１及びＤ．Ｅ．Ｎ．４３２（以上、ダウ・ケミカル日本株式会社製品）；エポトートＹＤＦ−１７０、エポトートＹＤＦ−２００１、エポトートＹＤ−１２８、エポトートＹＤ−１３４、エポトートＹＤ−０１１、エポトートＹＤ−０１４、エポトートＲ−７１０、エポトートＹＤＰＮ−６３８及びエポトートＹＤＣＮ−７０１（以上、東都化成株式会社製品）等が挙げられる。
【００１２】
また、脂肪族ポリエーテル骨格エポキシ樹脂としては、ＰＴＭＧ（ポリテトラメチレングリコール）骨格のエポキシ樹脂、ＰＰＧ（ポリプロピレングリコール）骨格のエポキシ樹脂、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）骨格のエポキシ樹脂等が挙げられる。その市販品の例としては、エポゴーセーＰＴ（ＰＴＭＧ骨格のエポキシ樹脂、四日市合成製）、ＳＲ−ＰＴＭＧ（ＰＴＭＧ骨格のエポキシ樹脂、阪本薬品工業製）、ＰＧ−２０７ＧＳ（ポリプロピレングリコール骨格のエポキシ樹脂、新日鉄化学製）等が挙げられる。
【００１３】
（２）成分〔Ｂ〕
成分〔Ｂ〕としては、芳香族エポキシ化合物の水添物、シクロヘキサン系、シクロヘキシルメチルエステル系、シクロヘキシルメチルエーテル系、スピロ系及びトリシクロデカン系エポキシ化合物等が挙げられる。成分〔Ｂ〕の具体例としては、ＡＤＥＫＡ社製のＫＲＭ−２４０８、ＪＥＲ社製のＹＸ−８０３４等の水添ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、３’，４’−エポキシシクロヘキシルメチル３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート（例えば、ダイセル社製セロキサイド２０２１Ｐ）、１，２：８，９−ジエポキシリモネン、１，２−エポキシ−４−ビニルシクロヘキサン（例えば、ダイセル社製セロキサイド２０００）、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−１−ブタノールの１，２−エポキシ−４−（２−オキシラニル）シクロヘキサン付加物（例えば、ダイセル社製のＥＨＰＥ３１５０）等の脂環型エポキシ化合物が挙げられる。
【００１４】
（３）成分〔Ｃ〕
成分〔Ｃ〕としては、例えば以下のものが挙げられる。
・ジアリルヨードニウム塩
例えば、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、４−クロルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジ（４−メトキシフェニル）ヨードニウムクロリド、（４−メトキシフェニル）フェニルヨードニウム等。
・トリアリールスルホニウム塩
例えば、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｐ−（フェニルチオ）フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、４−クロルフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート等。
・トリアリールセレニウム塩
例えば、トリフェニルセレニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルセレニウムヘキサフルオロアンチモネート等。
・その他
（２，４−シクロペンタジエン−１−イル）〔（１−メトキシエチル）−ベンゼン〕−アイロン−ヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジアルキルフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジアルキルフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、４，４’−ビス〔ジ（βヒドロキシエトキシ）フェニルスルフォニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネート、４，４’−ビス〔ジ（βヒドロキシエトキシ）〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロホスフェート等。
【００１５】
なお、成分〔Ｃ〕の、成分〔Ａ〕及び〔Ｂ〕への相溶性を向上させる目的で、成分〔Ｃ〕をアセトニトリル、プロピレンカーボネート等に溶解して使用してもよい。
【００１６】
（４）成分〔Ｄ〕
成分〔Ｄ〕としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、ジメトキシジイソプロポキシシラン、ジエトキシジイソプロポキシシラン、ジエトキシジブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン類；メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリブトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシランなどのトリアルコキシシラン類；及びジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジブトキシシラン、フェニルエチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのジアルコキシシラン類、からなる群から選ばれる少なくとも１種のシランカップリング剤が好ましい。これらの中でも、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリブトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及び３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランからなる群から選ばれる少なくとも１種のトリアルコキシシラン系シランカップリング剤がより好ましく、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが更に好ましい。
【００１７】
（５）成分〔Ｅ〕
成分〔Ｅ〕は、平均粒子径が異なる、略球形状である少なくとも２種類のシリカ微粒子〔Ｅ１〕及び〔Ｅ２〕を含有する。なお、各粒子の平均粒子径は、周知技術（レーザー回折法・散乱法）によって計測することができる。
【００１８】
成分〔Ｅ１〕としては疎水性シリカ微粒子を用いる。成分〔Ｅ１〕は組成物に構造粘性（チクソ性）を与える。成分〔Ｅ１〕の一次凝集粒子の平均粒子径は１００〜４００ｎｍであるが、好ましくは５〜２０ｎｍである。その市販品としては、例えば、日本アエロジル社製のＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ  ９７２、９７４、１０４，２０２、８０５、７２００、７１１、旭化成製のＷＡＣＫＥＲ  ＨＤＫ  Ｈ１８等が挙げられる。なお、一次凝集粒子とは、一次粒子が融着し凝集した粒子を意味する。
【００１９】
成分〔Ｅ２〕としては親水性シリカ微粒子を用いる。成分〔Ｅ２〕は接着剤硬化物に機械特性（例：接着剤硬化物の線膨張係数低減）を与える。成分〔Ｅ２〕の二次凝集粒子の平均粒子径は０．５〜５μｍであるが、好ましくは０．５〜２μｍである。その市販品としては、例えば、旭化成製のＷＡＣＫＥＲ  ＨＤＫ  Ｎ２０、Ｔ３０、Ｔ４０や、日本アエロジル社製のＡＥＲＯＳＩＬ  ３００ＳＰ、２００Ｐｈａｒｍａ、３００／３０、３００Ｐｈａｒｍａ等が挙げられる。なお、二次凝集粒子とは一次凝集粒子が物理的に凝集した粒子を意味する。
【００２０】
本実施形態において、接着剤組成物は、必要により反応性希釈剤、充填剤、消泡剤、レベリング剤、溶剤等を含有してもよい。エポキシ基を含む反応性希釈剤としては、例えば、フェニルグリシジルエーテル、メチルフェニルグリシジルエーテル、ｎ−ブチルグリシジルエーテル、等が挙げられる。消泡剤としてはシリコーンオイルを挙げることができ、レベリング剤としてはフッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、アクリル共重合体等を挙げることができる。さらに溶剤として、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、セロソルブ系溶剤、芳香族系溶剤等が挙げられる。
【００２１】
本実施形態において、ベース樹脂を構成する成分〔Ａ〕と〔Ｂ〕を混合して１００重量部とする場合、両者の混合比率は、成分〔Ａ〕が１〜２０重量％、成分〔Ｂ〕が８０〜９９重量％であることが好ましい。なお、接着剤の実装基板に対する接着力をより大きくするという観点から、当該混合比率は、より好ましくは成分〔Ａ〕が５〜１５重量％、成分〔Ｂ〕が８５〜９５重量％の比率である。
【００２２】
組成物中の成分〔Ｃ〕の含有量は、ベース樹脂を構成する成分〔Ａ〕と〔Ｂ〕の合計１００重量部に対し、０．１〜１０重量部であるが、０．５〜５重量部であることが好ましい。なお、成分〔Ｃ〕に関しては、当該成分が少ない場合には、接着剤全体の硬化速度が遅くなる。一方で、成分〔Ｃ〕が多過ぎる場合、紫外線照射において、光カチオン重合反応に関与しない未反応の成分〔Ｃ〕、及び成分〔Ｃ〕の開裂残渣が接着剤中に残留する事になり、電子部品や光学レンズの汚染源となる低分子量成分が接着剤中に残留する可能性が高くなる。
【００２３】
組成物中の成分〔Ｄ〕の含有量は、ベース樹脂を構成する成分〔Ａ〕と〔Ｂ〕の合計１００重量部に対し、０．１〜３重量部であるが、０．５〜２．５重量部であることが好ましい。なお、成分〔Ｄ〕に関しては、当該成分が少ない場合には、実装基板との間で適切な接着力を生じず、接着剤の硬化物を環境試験下に放置した場合、実装基板との間で剥離が発生する。一方で、成分〔Ｄ〕が多過ぎる場合、シランカップリング剤の一部が凝集し、接着剤の硬化反応を阻害するおそれがある。
【００２４】
組成物中の成分〔Ｅ〕の含有量は、ベース樹脂を構成する成分〔Ａ〕と〔Ｂ〕の合計１００重量部に対して、１５０〜３００重量部である。なお、成分〔Ｅ〕の全重量を基準として、成分〔Ｅ１〕の含有量は０．１〜５重量％（すなわち、成分〔Ｅ２〕の含有量は９５〜９９．９重量％）である。成分〔Ｅ〕に関しては、前述の如く、少なくとも２種類のシリカ微粒子で構成され、いずれのシリカ微粒子とも略球形状である。これは、組成物が紫外線硬化接着剤として使用されるため、ベース樹脂との相溶性が良好で且つ、当該シリカ微粒子によって、接着剤内部に透過した紫外線光が散乱されない様にする為である。成分〔Ｅ１〕に関しては、接着剤に構造粘性（チキソ性）を与える観点から、また成分〔Ｅ２〕に関しては、接着剤硬化物の機械特性、フィラー分散性を向上させる観点から、各々のシリカ微粒子が選択されるが、これらの特性を十分に発現するためには、上記配合比率で用いられることが好ましい。
【００２５】
本実施形態の組成物は、常温下（２５℃）における粘度（樹脂粘度）が、５０００〜５０万ｃｐｓであることが好ましく、１万〜１０万ｃｐｓであることがより好ましい。組成物の粘度は粘度計（例えばＥ型粘度計（株式会社東京計器製））を用いて測定することができる。なお、本実施形態の組成物は、前述の各成分を含有し、かつ上記の様な粘度を有することによって、チキソ性（構造粘性）を示す。組成物のチキソ係数は３．０〜６．０であることが好ましく、４．０〜６．０であることがより好ましい。ここでチキソ係数とは、粘度計を用いて、２つの回転数で前記組成物の粘度を計測した比率で表現される。本実施形態においては、Ｅ型粘度計（株式会社東京計器製）を用いて、接着剤組成物の２５℃及び１ｒｐｍでの粘度を求め、更に接着剤組成物の２５℃及び１ｒｐｍでの粘度を２５℃及び１０ｒｐｍでの粘度で除算し、チキソ係数（チキソトロピックインデックス：ＴＩ）を求める。
【００２６】
このような高粘度の組成物は濡れ性に劣るため、従来、光学部品を固定する接着剤組成物としては未採用であった。それは、以下の理由による。即ち、光学部品が、紫外線照射により硬化する接着剤を介して、実装基板上の所定箇所に略ズレなく固定されるためには、紫外線照射時に接着剤の硬化収縮作用により発生する熱応力が、光学部品における接着剤と接する面内で不均一化しないことが重要であり、熱応力の不均一化を防ぐ手段として、当該光学部品底面を接着剤で隙間なく均一に濡らすことが重要となる。ところが、高い粘度及びチキソ係数を有する接着剤は、このような状況下で、光学部品底面を十分に濡らすことができず、光学部品に対して不均一な応力を与えてしまう事になる。
【００２７】
一方、光半導体デバイス小型化の要求は高くなり、実装基板上への光学部品群の集積密度は上がっている。つまり、光学部品が狭いエリア内に高精度で固定させる事が重要となる。接着剤を介して、この様な高精度な光学部品の固定を行う場合、実装基板上の隣接箇所に複数の光学部品が固定される事から、接着剤が隣接域に濡れ拡がる状況は好ましくない。そこで、実装基板上で接着剤塗布後における接着剤自体の形状安定性、即ち接着剤の構造粘性（チキソ性）が必要となる。ところが、前述の如く、光学部品を高精度に固定させる場合、当該光学部品底面を接着剤で隙間なく均一に濡らすことが重要であり、光学部品を高集積化させるために、接着剤自体に構造粘性を付与させる考え方と相反する事になる。
【００２８】
そこで発明者らは、成分〔Ｅ１〕に由来する構造粘性（チキソ性）と、成分〔Ｅ２〕に由来する界面活性剤的な特性とをバランスよくコントロールすることで、塗布直後における接着剤の塗布形状を安定化させ、なおかつ光学部品の接着面に対する接着剤の濡れ性を確保し、紫外線照射後にも高い光学部品実装精度を得ることに成功した。
【００２９】
本実施形態において、粘度に関してはベース樹脂を構成するエポキシ樹脂の種類とその配合量、脂肪族ポリオールポリグリシジルエーテル化合物の種類とその配合量、及びシリカ微粒子の種類及び配合量によって調節することができ、チキソ係数に関してはシリカ微粒子の種類及びその配合量によって調整することができる。
【００３０】
本実施形態の光半導体デバイスは、実装基板と、光硬化反応により硬化した上記の光硬化性接着剤組成物によって実装基板上に実装された光学部品と、を備えるものである。このような光半導体デバイスは、具体的には次のようにして作製される。まず実装基板を準備し、実装基板の所定の位置に対し、接着面に接着剤組成物を塗布した光学部品を載置する。その後、２０００〜３００００ｍＪ／ｃｍ２程度の紫外線を照射することで、組成物の硬化反応を促進し、組成物を硬化させる。これにより、実装基板と、光硬化反応により硬化した接着剤組成物によって実装基板上に実装された光学部品と、を備える光半導体デバイスを得ることができる。なお、実装基板の例としては、窒化アルミ、アルミナ、石英、シリコン等が挙げられ、光半導体デバイスの例としては、ＴＯＳＡ、ＲＯＳＡ等の光送受信モジュール等が挙げられる。
【実施例】
【００３１】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって限定されるものではない。
【００３２】
〔光硬化性接着剤組成物の調製〕
実施例１
以下の各成分を各々配合・撹拌して、所望の光硬化性接着剤組成物を調製した。
成分〔Ａ〕：ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８／三菱化学製）を１２．５重量部と、ポリテトラメチレンエーテルグリコール骨格エポキシ樹樹脂（ＳＲ−ＰＴＭＧ／阪本薬品工業製）を２５重量部
成分〔Ｂ〕：３’，４’−エポキシシクロヘキシルメチル３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート（セロキサイド２０２１Ｐ／ダイセル製）を６２．５重量部
成分〔Ｃ〕：トリアリールスルホニウム塩タイプの光酸発生剤（ＣＰＩ−１００Ｐ／サンアプロ製）を２重量部
成分〔Ｄ〕：３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン（ＫＢＭ−４０２／信越シリコーン製）を０．５重量部
成分〔Ｅ１〕：アルコキシシランで表面処理を行ったシリカ微粒子（ＷＡＣＫＥＲ  ＨＤＫ  Ｈ１８／旭化成製）を０．１５重量部
成分〔Ｅ２〕：シリカフィラー（ＷＡＣＫＥＲ  ＨＤＫ  Ｔ３０／旭化成製）を１４９．８５重量部
【００３３】
実施例２〜４及び比較例１〜２
各成分を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にして光硬化性接着剤組成物を調製した。
【００３４】
〔各種評価〕
各実施例及び比較例で得られた接着剤組成物に対し、以下の評価を行った。評価結果をまとめて表１に示す。
【００３５】
１）組成物の粘度及びチキソ係数の計測
Ｅ型粘度計（株式会社東京計器製）を用いて、接着剤組成物の２５℃の粘度（Ｐａ・ｓ）をロータ回転数１０ｒｐｍで測定した。チキソ係数はロータ回転数１ｒｐｍで測定した粘度と１０ｒｐｍで測定した粘度の比で表した。
【００３６】
２）接着剤組成物の塗布性
市販のディスペンサー（武蔵エンジニアリング製／ＭＬ−５０００ＸＩＩ）を使用して接着剤組成物の塗布量が略一定量（１００μｇ）となる様に、ディスペンサーの圧力・塗布時間を調整した。そして、実装基板上に接着剤組成物を塗布した直後に、その濡れ拡がり径を計測した。その後、更に１０分間放置した、その濡れ拡がり径を再度計測した。ここで、１０分経過後の接着剤組成物の濡れ拡がり径が、塗布直後に比べて１０％未満の変化量であれば「○」、１０％以上の変化量であれば「×」と判定した。
【００３７】
３）光軸変位量
実装基板上の位置決めマークに対し、光源を載置して半田等で固定した。そして、実装基板上に実装するコリメートレンズの集光点を考慮にいれ、前記光源の光出射方向であって、前記光源から所定の箇所に一定量の接着剤組成物を塗布した。その後、プローブ等を光源に接触させ、微弱な電流を流した状態で、コリメートレンズを調芯設備を用いて把持し、光学レンズを塗布した接着剤組成物上で位置調整した。この際、前述のレンズより出射される光を一定距離空間中を飛ばし、汎用ビームプロファイラ（浜ホト製Ｃ３０７７−８０）にてモニタし、出射光として所望の平行光が得られる位置に光学レンズを位置調整した。なお、紫外線照射を行う前に、予め前述の調芯設備を操作し、コリメートレンズの把持部を介して一定距離移動させた場合におけるコリメート光の変位量を読み取り、両者の換算式を算出しておいた。その後、前述の位置調整後、所定量の紫外線光を照射して、紫外線照射段階におけるコリメート光の変位量をモニタし、前述の換算式からコリメートレンズの変位量を算出した。この際、当該変位量が１μｍ未満であれば光学部品の実装性が良好「○」、１μｍ以上であれば不良「×」と判定した。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
本発明の組成物は、光送信デバイスを構成する光学部品を所定の実装基板上に実装するのに好適である。
【００４０】
本発明の組成物は、〔Ａ〕分子中に少なくとも２個のグリシジルエーテル基を有し、該グリシジルエーテル基が直接芳香環に結合したエポキシ樹脂、及び、脂肪族ポリエーテル骨格エポキシ樹脂、〔Ｂ〕脂環式エポキシ化合物、〔Ｃ〕光カチオン重合触媒、〔Ｄ〕シランカップリング剤、及び〔Ｅ〕シリカ微粒子を含有する組成物である。
【００４１】
光半導体デバイスを構成する光学系の実装工程では、光学部品を固定させる実装基板上に、前記記載の組成物をディスペンス作業により一定量塗布し、コレット等の光学部品吸引用の補助治具により光学部品を把持した後、当該補助治具を機械的に稼働させ、前記実装基板上にある前記組成物の塗布面上に光学部品を移動させる。そして、発光素子を駆動させ光学部品の調芯作業を行い、光学部品を前記組成物に接触させた後に、紫外線等の放射線を照射により、前述の組成物を硬化させ前記実装基板上に光学部品を実装する。
【００４２】
ここで、成分〔Ａ〕、成分〔Ｂ〕、成分〔Ｃ〕、及び成分〔Ｄ〕に関しては、実装基板に対する接着力、機械特性、及び放射線照射時間の低減、及び硬化物のアウトガス低減の観点から、本発明にて規定される配合量が好適である。
【００４３】
また、成分〔Ｅ〕としては、シリカ微粒子として、粒径の異なる少なくとも２種類の微粒子を採用している。成分〔Ｅ１〕である、疎水性に表面処理された、一次凝集粒子の平均粒子径が１００〜４００ｎｍのシリカ微粒子が、成分〔Ｅ〕全体に対して、０．１〜５重量％配合される事で、本発明の組成物の実装基板上へのディスペンス法による塗布時の形状安定性に寄与することになる。また、成分〔Ｅ２〕である、親水性である、二次凝集粒子の平均粒子径が０．５〜５μｍのシリカ微粒子が、成分〔Ｅ〕全体に対して、９５〜９９．９％の比率で配合されることで、接着剤硬化物の熱機械特性（線膨張係数の低減、ヤング率上昇）の向上に寄与することになる。
【００４４】
このように、成分〔Ｅ１〕と成分〔Ｅ２〕を前記記載の比率で配合する事で、塗布時の形状安定性は保持しつつ、成分〔Ｅ２〕の副次的効果（ある種の界面活性的な効果と推定）を引き出すことにより、光学部品の接着面における接着剤の良好な濡れ性が発現される。その結果、実装密度の高い実装基板上でも複数の光学部品を狭スペースで実装でき、また放射線照射による組成物の硬化において、光学部品底面に不均一な応力が発生することなく光学部品を高い精度で実装することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の光硬化性接着剤組成物は、光送受信デバイス内に実装される光学部品群を所定の基板上に高精度に固定する際に、特に好適に使用される。