JP2012072207A - 光半導体装置用ダイボンド材及びそれを用いた光半導体装置 - Google Patents

光半導体装置用ダイボンド材及びそれを用いた光半導体装置 Download PDF

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Abstract

【課題】揮発分の発生量を少なくして、該揮発分による周囲の汚染を抑制できる光半導体装置用ダイボンド材を提供する。
【解決手段】本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材は、珪素原子に結合した水素原子を有する第１のシリコーン樹脂と、珪素原子に結合した水素原子を有さずかつアルケニル基を有する第２のシリコーン樹脂と、ヒドロシリル化反応用触媒と、多孔質シリカとを含む。上記多孔質シリカの比表面積は１５０ｍ２／ｇ以上であり、細孔容積は０．１ｍＬ／ｇ以上であり、細孔径は０．５ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子などの光半導体素子をダイボンディングするために用いられる光半導体装置用ダイボンド材、並びに該光半導体装置用ダイボンド材を用いた光半導体装置に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）素子などの光半導体素子が、表示装置の光源等に広く用いられている。光半導体素子を用いた光半導体装置の消費電力は低く、かつ寿命は長い。また、光半導体装置は、過酷な環境下でも使用され得る。従って、光半導体装置は、携帯電話用バックライト、液晶テレビ用バックライト、自動車用ランプ、照明器具及び看板などの幅広い用途で使用されている。
下記の特許文献１には、ＬＥＤ素子が基板上に実装された光半導体装置が開示されている。この光半導体装置では、ＬＥＤ素子は、基板の上面にダイボンド材を用いて接合されている。このダイボンド材は、アルケニル基含有ポリオルガノシロキサンと、珪素原子に結合した水素原子を３個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンと、白金触媒と、接着性付与剤とを含む。上記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサンは、珪素原子に結合する水酸基量が５０〜３０００ｐｐｍであり、珪素原子に結合したアルケニル基を平均１個以上有し、かつＳｉＯ４／２単位を有するポリオルガノシロキサンを含む。
特開２００９−１１４３６５号公報
上記光半導体装置を得る際には、先ず、ダイボンダーと呼ばれる塗布装置を用いて、基板上にダイボンド材を塗布又は積層し、ダイボンド層を形成する。次に、ダイボンド層上に、光半導体素子を積層する。その後、ダイボンド層を硬化させて、光半導体装置を得る。
上記ダイボンド層の硬化時に、比較的低分子量のポリオルガノシロキサンなどの揮発分が揮発し、光半導体素子が汚染されることがある。このため、光半導体素子の電気的な接続を行うためのワイヤーボンディングを精度よく行うことが困難なことがある。このため、光半導体装置の生産効率が悪くなるという問題がある。
本発明の目的は、揮発分の発生量を少なくして、該揮発分による周囲の汚染を抑制できる光半導体装置用ダイボンド材、並びに該光半導体装置用ダイボンド材を用いた光半導体装置を提供することである。
本発明の広い局面によれば、珪素原子に結合した水素原子を有する第１のシリコーン樹脂と、珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつアルケニル基を有する第２のシリコーン樹脂と、ヒドロシリル化反応用触媒と、多孔質シリカとを含み、上記多孔質シリカの比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上であり、細孔容積が０．１ｍＬ／ｇ以上であり、細孔径が０．５ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である、光半導体装置用ダイボンド材が提供される。
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材のある特定の局面では、上記第１のシリコーン樹脂は、下記式（１Ａ）又は下記式（１Ｂ）で表され、かつ珪素原子に結合した水素原子を有する第１のシリコーン樹脂であり、上記第２のシリコーン樹脂は、下記式（５１Ａ）又は下記式（５１Ｂ）で表され、かつ珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつアルケニル基を有する第２のシリコーン樹脂である。
Figure 2012072207
上記式（１Ａ）中、ａ、ｂ及びｃは、ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）＝０．０５〜０．５０、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ）＝０〜０．４０及びｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ）＝０．３０〜０．８０を満たし、Ｒ１〜Ｒ６は、少なくとも１個が水素原子を表し、水素原子以外のＲ１〜Ｒ６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。
Figure 2012072207
上記式（１Ｂ）中、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０．０５〜０．５０、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０〜０．４０、ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０．３０〜０．８０及びｄ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０．０１〜０．４０を満たし、Ｒ１〜Ｒ６は、少なくとも１個が水素原子を表し、水素原子以外のＲ１〜Ｒ６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ７〜Ｒ１０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ１１は、炭素数１〜８の２価の炭化水素基を表す。
Figure 2012072207
上記式（５１Ａ）中、ｐ、ｑ及びｒは、ｐ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＝０．０５〜０．５０、ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＝０〜０．４０及びｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＝０．３０〜０．８０を満たし、Ｒ５１〜Ｒ５６は、少なくとも１個がアルケニル基を表し、アルケニル基以外のＲ５１〜Ｒ５６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。
Figure 2012072207
上記式（５１Ｂ）中、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、ｐ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）＝０．０５〜０．５０、ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）＝０〜０．４０、ｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）＝０．３０〜０．８０及びｓ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）＝０．０１〜０．４０を満たし、Ｒ５１〜Ｒ５６は、少なくとも１個がアルケニル基を表し、アルケニル基以外のＲ５１〜Ｒ５６は炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ５７〜６０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ６１は、炭素数１〜８の２価の炭化水素基を表す。
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材の他の特定の局面では、上記第１のシリコーン樹脂は、珪素原子に結合した水素原子と、アルケニル基とを有する第１のシリコーン樹脂である。
本発明に係る光半導体装置は、本発明に従って構成された光半導体装置用ダイボンド材と、接続対象部材と、上記光半導体装置用ダイボンド材を用いて上記接続対象部材に接続された光半導体素子とを備える。
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材は、珪素原子に結合した水素原子を有する第１のシリコーン樹脂と、珪素原子に結合した水素原子を有さずかつアルケニル基を有する第２のシリコーン樹脂と、ヒドロシリル化反応用触媒と、多孔質シリカとを含み、更に該多孔質シリカの比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上であり、細孔容積が０．１ｍＬ／ｇ以上であり、細孔径が０．５ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であるので、ダイボンド材の硬化時に、揮発分の発生量が少なくなり、該揮発分による周囲の汚染を抑制できる。
図１は、本発明の一実施形態に係る光半導体装置を示す正面断面図である。
以下、本発明の詳細を説明する。
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材は、第１のシリコーン樹脂と、第２のシリコーン樹脂と、ヒドロシリル化反応用触媒と、多孔質シリカとを含む。上記第１のシリコーン樹脂は、珪素原子に結合した水素原子を有する。上記第２のシリコーン樹脂は、珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつアルケニル基を有する。
上記多孔質シリカの比表面積は１５０ｍ２／ｇ以上であり、細孔容積は０．１ｍＬ／ｇ以上であり、細孔径は０．５ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である。
上記組成の採用により、ダイボンダー等の塗布装置を用いて、本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材を基板等の塗布対象部材上に塗布し、該ダイボンド材上に光半導体素子を積層した後、ダイボンド材を硬化させたときに、ダイボンド材中の揮発分の発生量が少なくなる。これは、特定の多孔質シリカ内に揮発分が効果的に保持されることなどにより、揮発が効果的に抑えられるためであると考えられる。該揮発分は、例えば、第１，第２のシリコーン樹脂の合成時に生成される比較的低分子量のシリコーン樹脂などである。上記揮発分の発生量が少ないと、揮発分が基板及び光半導体素子に付着し難くなる。このため、光半導体素子の電極の電気的な接続を行うためのワイヤーボンディングを精度よくかつ効率的に行うことができる。従って、光半導体装置の生産効率を高めることができる。さらに、得られた光半導体装置の信頼性を高めることができる。
また、上記揮発分の発生が抑えられることによって、ダイボンド材と基板及び光半導体素子等の接着対象部材と接着界面に揮発分が配置され難くなる。このため、ダイボンド材と接着対象部材との接着性も高くなる。
（第１のシリコーン樹脂）
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材に含まれている第１のシリコーン樹脂は、珪素原子に結合した水素原子を有する。該水素原子は、珪素原子に直接結合している。ダイボンド材のガスバリア性をより一層高める観点からは、第１のシリコーン樹脂は、珪素原子に結合した水素原子と、アリール基とを有することが好ましい。該アリール基としては、無置換のフェニル基、置換フェニル基、無置換のフェニレン基、及び置換フェニレン基が挙げられる。
ガスバリア性により一層優れたダイボンド材を得る観点からは、上記第１のシリコーン樹脂は、珪素原子に結合した水素原子と、アルケニル基とを有することが好ましい。
ガスバリア性により一層優れたダイボンド材を得る観点からは、上記第１のシリコーン樹脂は、下記式（１Ａ）又は下記式（１Ｂ）で表される第１のシリコーン樹脂であることが好ましい。ただし、第１のシリコーン樹脂として、下記式（１Ａ）又は下記式（１Ｂ）で表される第１のシリコーン樹脂以外の第１のシリコーン樹脂を用いてもよい。下記式（１Ｂ）で表される第１のシリコーン樹脂は、フェニレン基を有していてもよく、フェニレン基を有していなくてもよい。上記第１のシリコーン樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
Figure 2012072207
上記式（１Ａ）中、ａ、ｂ及びｃは、ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）＝０．０５〜０．５０、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ）＝０〜０．４０及びｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ）＝０．３０〜０．８０を満たし、Ｒ１〜Ｒ６は、少なくとも１個が水素原子を表し、水素原子以外のＲ１〜Ｒ６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。なお、上記式（１Ａ）中、（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位及び（Ｒ６ＳｉＯ３／２）で表される構造単位はそれぞれ、アルコキシ基を有していてもよく、ヒドロキシ基を有していてもよい。
Figure 2012072207
上記式（１Ｂ）中、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０．０５〜０．５０、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０〜０．４０、ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０．３０〜０．８０及びｄ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０．０１〜０．４０を満たし、Ｒ１〜Ｒ６は、少なくとも１個が水素原子を表し、水素原子以外のＲ１〜Ｒ６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ７〜Ｒ１０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ１１は、炭素数１〜８の２価の炭化水素基を表す。なお、上記式（１Ｂ）中、（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位、（Ｒ６ＳｉＯ３／２）で表される構造単位、（Ｒ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｓｉ２Ｒ１１Ｏ２／２）で表される構造単位はそれぞれ、アルコキシ基を有していてもよく、ヒドロキシ基を有していてもよい。
ガスバリア性にさらに一層優れたダイボンド材を得る観点からは、上記式（１Ａ）中、Ｒ１〜Ｒ６は、少なくとも１個がフェニル基を表し、少なくとも１個が水素原子を表し、フェニル基及び水素原子以外のＲ１〜Ｒ６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表すことが好ましい。
ガスバリア性にさらに一層優れたダイボンド材を得る観点からは、上記式（１Ｂ）中、Ｒ１〜Ｒ６は、少なくとも１個がフェニル基を表し、少なくとも１個が水素原子を表し、フェニル基及び水素原子以外のＲ１〜Ｒ６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表すことが好ましい。
ガスバリア性にさらに一層優れたダイボンド材を得る観点からは、上記式（１Ａ）中、Ｒ１〜Ｒ６は、少なくとも１個が水素原子を表し、少なくとも１個がアルケニル基を表し、水素原子及びアルケニル基以外のＲ１〜Ｒ６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表すことが好ましい。
ガスバリア性にさらに一層優れたダイボンド材を得る観点からは、上記式（１Ｂ）中、Ｒ１〜Ｒ６は、少なくとも１個が水素原子を表し、少なくとも１個がアルケニル基を表し、水素原子及びアルケニル基以外のＲ１〜Ｒ６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表すことが好ましい。
ガスバリア性にさらに一層優れたダイボンド材を得る観点からは、上記式（１Ａ）中、Ｒ１〜Ｒ６は、少なくとも１個がフェニル基を表し、少なくとも１個が水素原子を表し、少なくとも１個がアルケニル基を表し、フェニル基、水素原子及びアルケニル基以外のＲ１〜Ｒ６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表すことが好ましい。
ガスバリア性にさらに一層優れたダイボンド材を得る観点からは、上記式（１Ｂ）中、Ｒ１〜Ｒ６は、少なくとも１個がフェニル基を表し、少なくとも１個が水素原子を表し、少なくとも１個がアルケニル基を表し、フェニル基、水素原子及びアルケニル基以外のＲ１〜Ｒ６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表すことが好ましい。
上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）は平均組成式を示す。上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）における炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。上記式（１Ａ）及び（１Ｂ）中のＲ１〜Ｒ６は同一であってもよく、異なっていてもよい。上記式（１Ｂ）中のＲ７〜Ｒ１０は同一であってもよく、異なっていてもよい。
上記式（１Ａ）及び（１Ｂ）中、（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位における酸素原子部分、（Ｒ６ＳｉＯ３／２）で表される構造単位における酸素原子部分、（Ｒ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｓｉ２Ｒ１１Ｏ２／２）で表される構造単位における酸素原子部分はそれぞれ、シロキサン結合を形成している酸素原子部分、アルコキシ基の酸素原子部分、又はヒドロキシ基の酸素原子部分を示す。
なお、一般に、上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）の各構造単位において、アルコキシ基の含有量は少なく、更にヒドロキシ基の含有量も少ない。これは、一般に、第１のシリコーン樹脂を得るために、アルコキシシラン化合物などの有機珪素化合物を加水分解し、重縮合させると、アルコキシ基及びヒドロキシ基の多くは、シロキサン結合の部分骨格に変換されるためである。すなわち、アルコキシ基の酸素原子及びヒドロキシ基の酸素原子の多くは、シロキサン結合を形成している酸素原子に変換される。上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）の各構造単位がアルコキシ基又はヒドロキシ基を有する場合には、シロキサン結合の部分骨格に変換されなかった未反応のアルコキシ基又はヒドロキシ基がわずかに残存していることを示す。後述の式（５１Ａ）及び（５１Ｂ）の各構造単位がアルコキシ基又はヒドロキシ基を有する場合に関しても、同様のことがいえる。
上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）における炭素数１〜８の炭化水素基としては特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔ−ペンチル基、イソへキシル基、シクロヘキシル基、ビニル基、アリル基及びフェニル基等が挙げられる。
上記式（１Ｂ）における炭素数１〜８の２価の炭化水素基としては特に限定されず、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、シクロヘキシレン基及びフェニレン基等が挙げられる。
上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基及びヘキセニル基等が挙げられる。ガスバリア性をより一層高める観点からは、第１のシリコーン樹脂におけるアルケニル基及び上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中のアルケニル基は、ビニル基又はアリル基であることが好ましく、ビニル基であることがより好ましい。
上記第１のシリコーン樹脂における下記式（Ｘ１）より求められるアリール基の含有比率は１０モル％以上、５０モル％以下であることが好ましい。このアリール基の含有比率が１０モル％以上であると、ガスバリア性がより一層高くなる。アリール基の含有比率が５０モル％以下であると、ダイボンド材の剥離が生じ難くなる。ガスバリア性を更に一層高める観点からは、アリール基の含有比率は２０モル％以上であることがより好ましい。ダイボンド材の剥離をより一層生じ難くする観点からは、アリール基の含有比率は、４０モル％以下であることがより好ましい。
アリール基の含有比率（モル％）＝（上記第１のシリコーン樹脂の１分子あたりに含まれるアリール基の平均個数×アリール基の分子量／上記第１のシリコーン樹脂の数平均分子量）×１００ ・・・式（Ｘ１）
上記第１のシリコーン樹脂として、上記式（１Ａ）又は上記式（１Ｂ）で表される第１のシリコーン樹脂を用いる場合には、上記式（Ｘ１）中、「第１のシリコーン樹脂」は、「平均組成式が上記式（１Ａ）又は上記式（１Ｂ）で表される第１のシリコーン樹脂」を示す。
上記式（１Ａ）で表され、フェニル基を有する第１のシリコーン樹脂を用いる場合には、上記式（Ｘ１）におけるアリール基はフェニル基を示し、アリール基の含有比率はフェニル基の含有比率を示す。
上記式（１Ｂ）で表され、フェニル基とフェニレン基とを有する第１のシリコーン樹脂を用いる場合には、上記式（Ｘ１）におけるアリール基はフェニル基とフェニレン基とを示し、アリール基の含有比率はフェニル基とフェニレン基との合計の含有比率を示す。
上記式（１Ｂ）で表され、フェニル基を有し、かつフェニレン基を有さない第１のシリコーン樹脂を用いる場合には、上記式（Ｘ１）におけるアリール基はフェニル基を示し、アリール基の含有比率はフェニル基の含有比率を示す。
ガスバリア性をより一層高める観点からは、上記式（１Ｂ）中、（Ｒ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｓｉ２Ｒ１１Ｏ２／２）の構造単位は、下記式（１ｂ−１）で表される構造単位であることが好ましい。下記式（１ｂ−１）で表される構造単位はフェニレン基を有し、該フェニレン基は置換又は無置換のフェニレン基である。本明細書において、「フェニレン基」の用語には、炭素数１〜８の炭化水素基がベンゼン環に置換した置換フェニレン基も含まれる。なお、下記式（１ｂ−１）で表される構造単位において、末端の酸素原子は、一般に隣接する珪素原子とシロキサン結合を形成しており、隣接する構造単位と酸素原子を共有している。従って、末端の１つの酸素原子を「Ｏ１／２」とする。
Figure 2012072207
上記式（１ｂ−１）中、Ｒａは、水素原子又は炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ７〜Ｒ１０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。上記炭化水素基は直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。なお、上記式（１ｂ−１）中のベンゼン環に結合している３つの基の結合部位は特に限定されない。
上記式（１Ｂ）中、（Ｒ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｓｉ２Ｒ１１Ｏ２／２）の構造単位は、下記式（１ｂ−２）で表される構造単位であることが好ましい。下記式（１ｂ−２）で表される構造単位はフェニレン基を有し、該フェニレン基は置換又は無置換のフェニレン基である。下記式（１ｂ−２）中のベンゼン環に結合しているＲａの結合部位は特に限定されない。
Figure 2012072207
上記式（１ｂ−２）中、Ｒａは、水素原子又は炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ７〜Ｒ１０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。
上記式（１Ｂ）中、（Ｒ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｓｉ２Ｒ１１Ｏ２／２）の構造単位は、下記式（１ｂ−３）で表される構造単位であることがより好ましい。下記式（１ｂ−３）で表される構造単位はフェニレン基を有し、該フェニレン基は無置換のフェニレン基である。
Figure 2012072207
上記式（１ｂ−３）中、Ｒ７〜Ｒ１０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。
上記式（１Ａ）又は式（１Ｂ）で表される第１のシリコーン樹脂において、（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位（以下、二官能構造単位ともいう）は、下記式（１−２）で表される構造、すなわち、二官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の１つがヒドロキシ基又はアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。
（Ｒ４Ｒ５ＳｉＸＯ１／２） ・・・式（１−２）
（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位は、下記式（１−ｂ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式（１−２−ｂ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、Ｒ４及びＲ５で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位に含まれる。具体的には、アルコキシ基がシロキサン結合の部分骨格に変換された場合には、（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位は、下記式（１−ｂ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を示す。未反応のアルコキシ基が残存している場合、又はアルコキシ基がヒドロキシ基に変換された場合には、残存アルコキシ基又はヒドロキシ基を有する（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位は、下記式（１−２−ｂ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を示す。
Figure 2012072207
上記式（１−２）及び（１−２−ｂ）中、Ｘは、ＯＨ又はＯＲを表し、ＯＲは、直鎖状又は分岐状の炭素数１〜４のアルコキシ基を表す。上記式（１−ｂ）、（１−２）及び（１−２−ｂ）中のＲ４及びＲ５は、上記式（１Ａ）又は式（１Ｂ）中のＲ４及びＲ５と同様の基である。
上記式（１Ａ）又は式（１Ｂ）で表される第１のシリコーン樹脂において、（Ｒ６ＳｉＯ３／２）で表される構造単位（以下、三官能構造単位ともいう）は、下記式（１−３）又は（１−４）で表される構造、すなわち、三官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の２つがそれぞれヒドロキシ基若しくはアルコキシ基を構成する構造、又は、三官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の１つがヒドロキシ基若しくはアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。
（Ｒ６ＳｉＸ２Ｏ１／２） ・・・式（１−３）
（Ｒ６ＳｉＸＯ２／２） ・・・式（１−４）
（Ｒ６ＳｉＯ３／２）で表される構造単位は、下記式（１−ｃ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式（１−３−ｃ）又は（１−４−ｃ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、Ｒ６で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、（Ｒ６ＳｉＯ３／２）で表される構造単位に含まれる。
Figure 2012072207
上記式（１−３）、（１−３−ｃ）、（１−４）及び（１−４−ｃ）中、Ｘは、ＯＨ又はＯＲを表し、ＯＲは、直鎖状又は分岐状の炭素数１〜４のアルコキシ基を表す。上記式（１−ｃ）、（１−３）、（１−３−ｃ）、（１−４）及び（１−４−ｃ）中のＲ６は、上記式（１Ａ）又は（１Ｂ）中のＲ６と同様の基である。
上記式（１Ｂ）で表される第１のシリコーン樹脂において、（Ｒ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｓｉ２Ｒ１１Ｏ２／２）で表される構造単位は、下記式（１−５）で表される構造、すなわち、（Ｒ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｓｉ２Ｒ１１Ｏ２／２）の構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の１つがヒドロキシ基又はアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。
（Ｒ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｓｉ２Ｒ１１ＸＯ１／２） ・・・式（１−５）
（Ｒ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｓｉ２Ｒ１１Ｏ２／２）で表される構造単位は、下記式（１−ｄ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式（１−５−ｄ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０及びＲ１１で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、（Ｒ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｓｉ２Ｒ１１Ｏ２／２）で表される構造単位に含まれる。
Figure 2012072207
上記式（１−５）及び（１−５−ｄ）中、Ｘは、ＯＨ又はＯＲを表し、ＯＲは、直鎖状又は分岐状の炭素数１〜４のアルコキシ基を表す。上記式（１−ｄ）、（１−５）及び（１−５−ｄ）中のＲ７〜Ｒ１１は、上記式（１Ｂ）中のＲ７〜Ｒ１１と同様の基である。
上記式（１−ｂ）〜（１−ｄ）、式（１−２）〜（１−５）、並びに式（１−２−ｂ）、（１−３−ｃ）、（１−４−ｃ）、及び（１−５−ｄ）において、直鎖状又は分岐状の炭素数１〜４のアルコキシ基としては特に限定されず、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基及びｔ−ブトキシ基が挙げられる。
上記式（１Ａ）中、ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の下限は０．０５、上限は０．５０である。ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）が上記下限以上及び上限以下であると、ダイボンド材の耐熱性をより一層高めることができ、かつダイボンド材の剥離をより一層抑制できる。上記式（１Ａ）中、ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の好ましい下限は０．１０、より好ましい下限は０．１５であり、好ましい上限は０．４５、より好ましい上限は０．４０である。
上記式（１Ａ）中、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の下限は０、上限は０．４０である。ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ）が上記上限を満たすと、ダイボンド材の高温での貯蔵弾性率を高くすることができる。なお、ｂが０であり、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ）が０である場合、上記式（１Ａ）中、（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ２／２）の構造単位は存在しない。
上記式（１Ａ）中、ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の下限は０．３０、上限は０．８０である。ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ）が上記下限を満たすと、ダイボンド材の高温での貯蔵弾性率を高くすることができる。ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ）が上記上限を満たすと、ダイボンド材の耐熱性が高くなり、かつ高温環境下でダイボンド材の硬化物の厚みが減少し難くなる。上記式（１Ａ）中、ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ）の好ましい下限は０．３５、より好ましい下限は０．４０、好ましい上限は０．７５である。
上記式（１Ｂ）中、ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の下限は０．０５、上限は０．５０である。ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）が上記下限及び上限を満たすと、ダイボンド材の耐熱性をより一層高めることができ、かつダイボンド材の剥離をより一層抑制できる。上記式（１Ａ）中、ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の好ましい下限は０．１０、より好ましい下限は０．１５であり、好ましい上限は０．４５、より好ましい上限は０．４０である。
上記式（１Ｂ）中、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の下限は０、上限は０．４０である。ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ）が上記上限を満たすと、ダイボンド材の高温での貯蔵弾性率を高くすることができる。なお、ｂが０であり、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）が０である場合、上記式（１Ｂ）中、（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ２／２）の構造単位は存在しない。
上記式（１Ｂ）中、ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の下限は０．３０、上限は０．８０である。ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）が上記下限を満たすと、ダイボンド材の高温での貯蔵弾性率を高くすることができる。ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）が上記上限を満たすと、ダイボンド材の耐熱性が高くなり、かつ高温環境下でダイボンド材の硬化物の厚みが減少し難くなる。ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の好ましい下限は０．３５、より好ましい下限は０．４０、好ましい上限は０．７５である。
上記式（１Ｂ）中、ｄ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の下限は０．０１、上限は０．４０である。ｄ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）が上記下限及び上限を満たすと、腐食性ガスに対して高いガスバリア性を有し、過酷な環境下で使用されてもクラック又は剥離が生じ難い光半導体装置用ダイボンド材を得ることができる。腐食性ガスに対してより一層高いガスバリア性を有し、過酷な環境下で使用されてもクラック又は剥離がより一層生じ難い光半導体装置用ダイボンド材を得る観点からは、上記式（１Ｂ）中、ｄ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の好ましい下限は０．０３、より好ましい下限は０．０５、好ましい上限は０．３５、より好ましい上限は０．３０である。
上記第１のシリコーン樹脂について、テトラメチルシラン（以下、ＴＭＳ）を基準に２９Ｓｉ−核磁気共鳴分析（以下、ＮＭＲ）を行うと、置換基の種類によって若干の変動は見られるものの、上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中の（Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ１／２）ａで表される構造単位に相当するピークは＋１０〜−５ｐｐｍ付近に現れ、上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中の（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ２／２）ｂ及び（１−２）の二官能構造単位に相当する各ピークは−１０〜−５０ｐｐｍ付近に現れ、上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中の（Ｒ６ＳｉＯ３／２）ｃ、並びに（１−３）及び（１−４）の三官能構造単位に相当する各ピークは−５０〜−８０ｐｐｍ付近に現れ、上記式（１Ｂ）中の（Ｒ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｓｉ２Ｒ１１Ｏ２／２）ｄに相当するピークは０〜−５ｐｐｍ付近に現れる。
従って、２９Ｓｉ−ＮＭＲを測定し、それぞれのシグナルのピーク面積を比較することによって上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中の各構造単位の比率を測定できる。
但し、上記ＴＭＳを基準にした２９Ｓｉ−ＮＭＲの測定で上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中の構造単位の見分けがつかない場合は、２９Ｓｉ−ＮＭＲの測定結果だけではなく、１Ｈ−ＮＭＲの測定結果を必要に応じて用いることにより、上記式（１Ａ）及び式（１Ｂ）中の各構造単位の比率を見分けることができる。
（第２のシリコーン樹脂）
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材に含まれている第２のシリコーン樹脂は、アルケニル基を有する。該アルケニル基は、珪素原子に直接結合している。上記アルケニル基の炭素−炭素二重結合における炭素原子が、珪素原子に結合していてもよく、上記アルケニル基の炭素−炭素二重結合における炭素原子とは異なる炭素原子が、珪素原子に結合していてもよい。
ダイボンド材のガスバリア性をより一層高める観点からは、第２のシリコーン樹脂は、アルケニル基と、アリール基とを有することが好ましい。該アリール基としては、無置換のフェニル基、置換フェニル基、無置換のフェニレン基、及び置換フェニレン基が挙げられる。
ガスバリア性により一層優れたダイボンド材を得る観点からは、上記第２のシリコーン樹脂は、下記式（５１Ａ）又は下記式（５１Ｂ）で表される第２のシリコーン樹脂であることが好ましい。ただし、第２のシリコーン樹脂として、下記式（５１Ａ）又は下記式（５１Ｂ）で表される第２のシリコーン樹脂以外の第２のシリコーン樹脂を用いてもよい。下記式（５１Ｂ）で表される第２のシリコーン樹脂は、フェニレン基を有していてもよく、フェニレン基を有していなくてもよい。上記第２のシリコーン樹脂は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
Figure 2012072207
上記式（５１Ａ）中、ｐ、ｑ及びｒは、ｐ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＝０．０５〜０．５０、ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＝０〜０．４０及びｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＝０．３０〜０．８０を満たし、Ｒ５１〜Ｒ５６は、少なくとも１個がアルケニル基を表し、アルケニル基以外のＲ５１〜Ｒ５６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。なお、上記式（５１Ａ）中、（Ｒ５４Ｒ５５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位及び（Ｒ５６ＳｉＯ３／２）で表される構造単位はそれぞれ、アルコキシ基を有していてもよく、ヒドロキシ基を有していてもよい。
Figure 2012072207
上記式（５１Ｂ）中、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、ｐ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）＝０．０５〜０．５０、ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）＝０〜０．４０、ｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）＝０．３０〜０．８０及びｓ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）＝０．０１〜０．４０を満たし、Ｒ５１〜Ｒ５６は、少なくとも１個がアルケニル基を表し、アルケニル基以外のＲ５１〜Ｒ５６は炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ５７〜６０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ６１は、炭素数１〜８の２価の炭化水素基を表す。なお、上記式（５１Ｂ）中、（Ｒ５４Ｒ５５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位、（Ｒ５６ＳｉＯ３／２）で表される構造単位、（Ｒ５７Ｒ５８Ｒ５９Ｒ６０Ｓｉ２Ｒ６１Ｏ２／２）で表される構造単位はそれぞれ、アルコキシ基を有していてもよく、ヒドロキシ基を有していてもよい。
上記式（５１Ａ）及び式（５１Ｂ）は平均組成式を示す。上記式（５１Ａ）及び式（５１Ｂ）における炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。上記式（５１Ａ）及び式（５１Ｂ）中のＲ５１〜Ｒ５６は同一であってもよく、異なっていてもよい。上記式（５１Ｂ）中のＲ５７〜Ｒ６０は同一であってもよく、異なっていてもよい。
上記式（５１Ａ）及び式（５１Ｂ）中、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基及びヘキセニル基等が挙げられる。ガスバリア性をより一層高める観点からは、第２のシリコーン樹脂におけるアルケニル基及び上記式（５１Ａ）及び式（５１Ｂ）中のアルケニル基は、ビニル基又はアリル基であることが好ましく、ビニル基であることがより好ましい。
上記式（５１Ａ）及び式（５１Ｂ）における炭素数１〜８の炭化水素基としては特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔ−ペンチル基、イソへキシル基、シクロヘキシル基、ビニル基、アリル基及びフェニル基が挙げられる。上記式（５１Ｂ）における炭素数１〜８の２価の炭化水素基としては特に限定されず、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、シクロヘキシレン基、及びフェニレン基等が挙げられる。
ダイボンド材のガスバリア性をより一層高め、かつ剥離をより一層生じ難くする観点からは、上記第２のシリコーン樹脂が、下記式（５１Ａ）又は下記式（５１Ｂ）で表され、かつ珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつアルケニル基及びアリール基を有する第２のシリコーン樹脂であることが好ましい。
ガスバリア性により一層優れたダイボンド材を得る観点からは、上記式（５１Ａ）中、Ｒ５１〜Ｒ５６は、少なくとも１個がフェニル基を表し、少なくとも１個がアルケニル基を表し、フェニル基及びアルケニル基以外のＲ５１〜Ｒ５６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表すことが好ましい。
ガスバリア性により一層優れたダイボンド材を得る観点からは、上記式（５１Ｂ）中、Ｒ５１〜Ｒ５６は、少なくとも１個がフェニル基を表し、少なくとも１個がアルケニル基を表し、フェニル基及びアルケニル基以外のＲ５１〜Ｒ５６は炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ５７〜６０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ６１は、炭素数１〜８の２価の炭化水素基を表すことが好ましい。
上記第２のシリコーン樹脂における下記式（Ｘ５１）より求められるアリール基の含有比率は１０モル％以上、５０モル％以下であることが好ましい。このアリール基の含有比率が１０モル％以上であると、ガスバリア性がより一層高くなる。アリール基の含有比率が５０モル％以下であると、ダイボンド材の剥離が生じ難くなる。ガスバリア性を更に一層高める観点からは、アリール基の含有比率は２０モル％以上であることがより好ましい。剥離をより一層生じ難くする観点からは、アリール基の含有比率は、４０モル％以下であることがより好ましい。
アリール基の含有比率（モル％）＝（第２のシリコーン樹脂の１分子あたりに含まれるアリール基の平均個数×アリール基の分子量／第２のシリコーン樹脂の数平均分子量）×１００ ・・・式（Ｘ５１）
上記式（５１Ａ）又は上記式（５１Ｂ）で表される第２のシリコーン樹脂を用いる場合には、上記式（Ｘ５１）中、「第２のシリコーン樹脂」は、「平均組成式が上記式（５１Ａ）又は上記式（５１Ｂ）で表される第２のシリコーン樹脂」を示す。
上記式（５１Ａ）で表され、フェニル基を有する第２のシリコーン樹脂を用いる場合には、上記式（Ｘ５１）におけるアリール基はフェニル基を示し、アリール基の含有比率はフェニル基の含有比率を示す。
上記式（５１Ｂ）で表され、フェニル基とフェニレン基とを有する第２のシリコーン樹脂を用いる場合には、上記式（Ｘ５１）におけるアリール基はフェニル基とフェニレン基とを示し、アリール基の含有比率はフェニル基とフェニレン基との合計の含有比率を示す。
上記式（５１Ｂ）で表され、フェニル基を有し、かつフェニレン基を有さない第２のシリコーン樹脂を用いる場合には、上記式（Ｘ５１）におけるアリール基はフェニル基を示し、アリール基の含有比率はフェニル基の含有比率を示す。
ガスバリア性をより一層高める観点からは、上記式（５１Ｂ）中、（Ｒ５７Ｒ５８Ｒ５９Ｒ６０Ｓｉ２Ｒ６１Ｏ２／２）の構造単位は、下記式（５１ｂ−１）で表される構造単位であることが好ましい。下記式（５１ｂ−１）で表される構造単位はフェニレン基を有し、該フェニレン基は置換又は無置換のフェニレン基である。
Figure 2012072207
上記式（５１ｂ−１）中、Ｒｂは、水素原子又は炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ５７〜Ｒ６０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。上記炭化水素基は直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。なお、上記式（５１ｂ−１）中のベンゼン環に結合している３つの基の結合部位は特に限定されない。
上記式（５１Ｂ）中、（Ｒ５７Ｒ５８Ｒ５９Ｒ６０Ｓｉ２Ｒ６１Ｏ２／２）の構造単位は、下記式（５１ｂ−２）で表される構造単位であることが好ましい。下記式（５１ｂ−２）で表される構造単位はフェニレン基を有し、該フェニレン基は置換又は無置換のフェニレン基である。下記式（５１ｂ−２）中のベンゼン環に結合しているＲｂの結合部位は特に限定されない。
Figure 2012072207
上記式（５１ｂ−２）中、Ｒｂは、水素原子又は炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ５７〜Ｒ６０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。
上記式（５１Ｂ）中、（Ｒ５７Ｒ５８Ｒ５９Ｒ６０Ｓｉ２Ｒ６１Ｏ２／２）の構造単位は、下記式（５１ｂ−３）で表される構造単位であることがより好ましい。下記式（５１ｂ−３）で表される構造単位はフェニレン基を有し、該フェニレン基は無置換のフェニレン基である。
Figure 2012072207
上記式（５１ｂ−３）中、Ｒ５７〜Ｒ６０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。
上記式（５１Ａ）又は式（５１Ｂ）で表される第２のシリコーン樹脂において、（Ｒ５４Ｒ５５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位（以下、二官能構造単位ともいう）は、下記式（５１−２）で表される構造、すなわち、二官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の１つがヒドロキシ基又はアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。
（Ｒ５４Ｒ５５ＳｉＸＯ１／２） ・・・式（５１−２）
（Ｒ５４Ｒ５５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位は、下記式（５１−ｂ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式（５１−２−ｂ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、Ｒ５４及びＲ５５で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、（Ｒ５４Ｒ５５ＳｉＯ２／２）で表される構造単位に含まれる。
Figure 2012072207
上記式（５１−２）及び（５１−２−ｂ）中、Ｘは、ＯＨ又はＯＲを表し、ＯＲは、直鎖状又は分岐状の炭素数１〜４のアルコキシ基を表す。上記式（５１−ｂ）、（５１−２）及び（５１−２−ｂ）中のＲ５４及びＲ５５は、上記式（５１Ａ）又は式（５１Ｂ）中のＲ５４及びＲ５５と同様の基である。
上記式（５１Ａ）又は式（５１Ｂ）で表される第２のシリコーン樹脂において、（Ｒ５６ＳｉＯ３／２）で表される構造単位（以下、三官能構造単位ともいう）は、下記式（５１−３）又は（５１−４）で表される構造、すなわち、三官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の２つがそれぞれヒドロキシ基若しくはアルコキシ基を構成する構造、又は、三官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の１つがヒドロキシ基若しくはアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。
（Ｒ５６ＳｉＸ２Ｏ１／２） ・・・式（５１−３）
（Ｒ５６ＳｉＸＯ２／２） ・・・式（５１−４）
（Ｒ５６ＳｉＯ３／２）で表される構造単位は、下記式（５１−ｃ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式（５１−３−ｃ）又は（５１−４−ｃ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、Ｒ５６で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、（Ｒ５６ＳｉＯ３／２）で表される構造単位に含まれる。
Figure 2012072207
上記式（５１−３）、（５１−３−ｃ）、（５１−４）及び（５１−４−ｃ）中、Ｘは、ＯＨ又はＯＲを表し、ＯＲは、直鎖状又は分岐状の炭素数１〜４のアルコキシ基を表す。上記式（５１−ｃ）、（５１−３）、（５１−３−ｃ）、（５１−４）及び（５１−４−ｃ）中のＲ５６は、上記式（５１Ａ）及び（５１Ｂ）中のＲ５６と同様の基である。
上記式（５１Ｂ）で表される第２のシリコーン樹脂において、（Ｒ５７Ｒ５８Ｒ５９Ｒ６０Ｓｉ２Ｒ６１Ｏ２／２）で表される構造単位は、下記式（５１−５）で表される構造、すなわち、（Ｒ５７Ｒ５８Ｒ５９Ｒ６０Ｓｉ２Ｒ６１Ｏ２／２）の構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の１つがヒドロキシ基又はアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。
（Ｒ５７Ｒ５８Ｒ５９Ｒ６０Ｓｉ２ＸＲ６１Ｏ１／２） ・・・式（５１−５）
（Ｒ５７Ｒ５８Ｒ５９Ｒ６０Ｓｉ２Ｒ６１Ｏ２／２）で表される構造単位は、下記式（５１−ｄ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式（５１−５−ｄ）で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、Ｒ５７、Ｒ５８、Ｒ５９、Ｒ６０及びＲ６１で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、（Ｒ５７Ｒ５８Ｒ５９Ｒ６０Ｓｉ２Ｒ６１Ｏ２／２）で表される構造単位に含まれる。
Figure 2012072207
上記式（５１−５）及び（５１−５−ｄ）中、Ｘは、ＯＨ又はＯＲを表し、ＯＲは、直鎖状又は分岐状の炭素数１〜４のアルコキシ基を表す。上記式（５１−ｄ）、（５１−５）及び（５１−５−ｄ）中のＲ５７〜Ｒ６１は、上記式（５１Ｂ）中のＲ５７〜Ｒ６１と同様の基である。
上記式（５１−ｂ）〜（５１−ｄ）、式（５１−２）〜（５１−５）、並びに式（５１−２−ｂ）、（５１−３−ｃ）、（５１−４−ｃ）、及び（５１−５−ｄ）において、直鎖状又は分岐状の炭素数１〜４のアルコキシ基としては特に限定されず、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基及びｔ−ブトキシ基が挙げられる。
上記式（５１Ａ）中、ｐ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）の下限は０．０５、上限は０．５０である。ｐ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）が上記下限及び上限を満たすと、ダイボンド材の耐熱性をより一層高めることができ、かつダイボンド材の剥離をより一層抑制できる。上記式（５１Ａ）中、中、ｐ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）の好ましい下限は０．１０、より好ましい下限は０．１５であり、好ましい上限は０．４５、より好ましい上限は０．４０である。
上記式（５１Ａ）中、ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）の下限は０、上限は０．４０である。ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）上記上限を満たすと、ダイボンド材の高温での貯蔵弾性率を高くすることができる。上記式（５１Ａ）中、ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）の好ましい上限は０．３５、より好ましい上限は０．３０である。なお、ｑが０であり、ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）が０である場合、上記式（５１Ａ）中、（Ｒ５４Ｒ５５ＳｉＯ２／２）の構造単位は存在しない。
上記式（５１Ａ）中、ｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）の下限は０．３０、上限は０．８０である。ｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）が上記下限を満たすと、ダイボンド材の高温での貯蔵弾性率を高くすることができる。ｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）が上記上限を満たすと、ダイボンド材の耐熱性が高くなり、かつ高温環境下でダイボンド材の硬化物の厚みが減少し難くなる。
上記式（５１Ｂ）中、ｐ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）の下限は０．０５、上限は０．５０である。ｐ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）が上記上限を満たすと、ダイボンド材の耐熱性をより一層高めることができ、かつダイボンド材の剥離をより一層抑制できる。
上記式（５１Ｂ）中、ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）の下限は０、上限は０．４０である。ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）が上記上限を満たすと、ダイボンド材の高温での貯蔵弾性率を高くすることができる。なお、ｑが０であり、ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）が０である場合、上記式（５１Ｂ）中、（Ｒ５４Ｒ５５ＳｉＯ２／２）の構造単位は存在しない。
上記式（５１Ｂ）中、ｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）の下限は０．３０、上限は０．８０である。ｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）が上記下限を満たすと、ダイボンド材の高温での貯蔵弾性率を高くすることができる。上記上限を満たすと、ダイボンド材の耐熱性が高くなり、かつ高温環境下でダイボンド材の硬化物の厚みが減少し難くなる。
上記式（５１Ｂ）中、ｓ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）の下限は０．０１、上限は０．４０である。ｓ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）が上記下限及び上限を満たすと、腐食性ガスに対して高いガスバリア性を有し、過酷な環境下で使用されてもクラック又は剥離が生じ難い光半導体装置用ダイボンド材を得ることができる。腐食性ガスに対してより一層高いガスバリア性を有し、過酷な環境下で使用されてもクラック又は剥離がより一層生じ難い光半導体装置用ダイボンド材を得る観点からは、上記式（５１Ｂ）中、ｓ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）の好ましい下限は０．０３、より好ましい下限は０．０５、好ましい上限は０．３５、より好ましい上限は０．３０である。
上記第２のシリコーン樹脂について、テトラメチルシラン（以下、ＴＭＳ）を基準に２９Ｓｉ−核磁気共鳴分析（以下、ＮＭＲ）を行うと、置換基の種類によって若干の変動は見られるものの、上記式（５１Ａ）及び式（５１Ｂ）中の（Ｒ５１Ｒ５２Ｒ５３ＳｉＯ１／２）ｐで表される構造単位に相当するピークは＋１０〜−５ｐｐｍ付近に現れ、上記式（５１Ａ）及び式（５１Ｂ）中の（Ｒ５４Ｒ５５ＳｉＯ２／２）ｑ及び（５１−２）の二官能構造単位に相当する各ピークは−１０〜−５０ｐｐｍ付近に現れ、上記式（５１Ａ）及び式（５１Ｂ）中の（Ｒ５６ＳｉＯ３／２）ｒ、並びに（５１−３）及び（５１−４）の三官能構造単位に相当する各ピークは−５０〜−８０ｐｐｍ付近に現れ、上記式（５１Ｂ）中の（Ｒ５７Ｒ５８Ｒ５９Ｒ６０Ｓｉ２Ｒ６１Ｏ２／２）ｄに相当するピークは０〜−５ｐｐｍ付近に現れる。
従って、２９Ｓｉ−ＮＭＲを測定し、それぞれのシグナルのピーク面積を比較することによって上記式（５１Ａ）及び式（５１Ｂ）中の各構造単位の比率を測定できる。
但し、上記ＴＭＳを基準にした２９Ｓｉ−ＮＭＲの測定で上記式（５１Ａ）及び式（５１Ｂ）中の構造単位の見分けがつかない場合は、２９Ｓｉ−ＮＭＲの測定結果だけではなく、１Ｈ−ＮＭＲの測定結果を必要に応じて用いることにより、上記式（５１Ａ）及び式（５１Ｂ）中の各構造単位の比率を見分けることができる。
上記第１のシリコーン樹脂１００重量部に対して、上記第２のシリコーン樹脂の含有量は１０重量部以上、４００重量部以下であることが好ましい。第１，第２のシリコーン樹脂の含有量がこの範囲内であると、高温での貯蔵弾性率がより一層高く、かつガスバリア性により一層優れたダイボンド材を得ることができる。高温での貯蔵弾性率がさらに一層高く、かつガスバリア性にさらに一層優れたダイボンド材を得る観点からは、上記第１のシリコーン樹脂１００重量部に対して、上記第２のシリコーン樹脂の含有量のより好ましい下限は３０重量部、更に好ましい下限は５０重量部、より好ましい上限は３００重量部、更に好ましい上限は２００重量部である。
上記光半導体装置用ダイボンド材１００重量％中、第１，第２のシリコーン樹脂の合計の含有量は、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは６０重量％以上、好ましくは９０重量％以下、より好ましくは８５重量％以下である。第１，第２のシリコーン樹脂の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、ダイボンド材の粘度を適度な範囲に容易に調整でき、かつダイボンド材の硬化性を高めることができる。
ガスバリア性により一層優れているダイボンド材を得る観点からは、本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材は、上記式（１Ｂ）で表される第１のシリコーン樹脂及び上記式（５１Ｂ）で表される第２のシリコーン樹脂の内の少なくとも一方を含むことが好ましい。
（第１，第２のシリコーン樹脂の他の性質及びその合成方法）
上記第１，第２のシリコーン樹脂のアルコキシ基の含有量の好ましい下限は０．５モル％、より好ましい下限は１モル％、好ましい上限は１０モル％、より好ましい上限は５モル％である。アルコキシ基の含有量が上記好ましい範囲内であると、ダイボンド材の密着性を高めることができる。
アルコキシ基の含有量が上記好ましい下限を満たすと、ダイボンド材の密着性を高めることができる。アルコキシ基の含有量が上記好ましい上限を満たすと、第１，第２のシリコーン樹脂及びダイボンド材の貯蔵安定性が高くなり、ダイボンド材の耐熱性がより一層高くなる。
上記アルコキシ基の含有量は、第１，第２のシリコーン樹脂の平均組成式中に含まれる上記アルコキシ基の量を意味する。
上記第１，第２のシリコーン樹脂はシラノール基を含有しないほうが好ましい。第１，第２のシリコーン樹脂がシラノール基を含有しないと、第１，第２のシリコーン樹脂及びダイボンド材の貯蔵安定性が高くなる。上記シラノール基は、真空下での加熱により減少させることができる。シラノール基の含有量は、赤外分光法を用いて測定できる。
上記第１，第２のシリコーン樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）の好ましい下限は５００、より好ましい下限は８００、更に好ましい下限は１０００、好ましい上限は５００００、より好ましい上限は１５０００である。数平均分子量が上記好ましい下限を満たすと、熱硬化時に揮発成分が少なくなり、高温環境下でダイボンド材の硬化物の厚みが減少しにくくなる。数平均分子量が上記好ましい上限を満たすと、粘度調節が容易である。
上記数平均分子量（Ｍｎ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて、ポリスチレンを標準物質して求めた値である。上記数平均分子量（Ｍｎ）は、Ｗａｔｅｒｓ社製の測定装置（カラム：昭和電工社製 Ｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＬＦ−８０４（長さ３００ｍｍ）を２本、測定温度：４０℃、流速：１ｍＬ／分、溶媒：テトラヒドロフラン、標準物質：ポリスチレン）を用いて測定された値を意味する。
上記第１，第２のシリコーン樹脂を合成する方法としては特に限定されず、アルコキシシラン化合物を加水分解し縮合反応させる方法、クロロシラン化合物を加水分解し縮合させる方法が挙げられる。なかでも、反応の制御の観点からアルコキシシラン化合物を加水分解する方法が好ましい。
アルコキシシラン化合物を加水分解し縮合反応させる方法としては、例えば、アルコキシシラン化合物、水と酸性触媒又は塩基性触媒との存在下で反応させる方法が挙げられる。また、ジシロキサン化合物を加水分解して用いてもよい。
上記第１，第２のシリコーン樹脂にフェニル基を導入するための有機珪素化合物としては、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチル（フェニル）ジメトキシシラン、及びフェニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
上記第１，第２のシリコーン樹脂に（Ｒ５７Ｒ５８Ｒ５９Ｒ６０Ｓｉ２Ｒ６１Ｏ２／２）、（Ｒ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０Ｓｉ２Ｒ１１Ｏ２／２）を導入するための有機珪素化合物としては、例えば、１，４−ビス（ジメチルメトキシシリル）ベンゼン、１，４−ビス（ジエチルメトキシシリル）ベンゼン、１，４ービス（エトキシエチルメチルシリル）ベンゼン、１，６−ビス（ジメチルメトキシシリル）ヘキサン、１，６−ビス（ジエチルメトキシシリル）ヘキサン及び１，６−ビス（エトキシエチルメチルシリル）ヘキサン等が挙げられる。
上記第１，第２のシリコーン樹脂にアルケニル基を導入するための有機珪素化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、メトキシジメチルビニルシラン、ビニルジメチルエトキシシラン及び１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン等が挙げられる。
上記第１のシリコーン樹脂に珪素原子に結合した水素原子を導入するための有機珪素化合物としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、及び１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン等が挙げられる。
上記第１，第２のシリコーン樹脂を得るために用いることができる他の有機珪素化合物としては、例えば、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、イソプロピル（メチル）ジメトキシシラン、シクロヘキシル（メチル）ジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン及びオクチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
上記酸性触媒としては、例えば、無機酸、有機酸、無機酸の酸無水物及びその誘導体、並びに有機酸の酸無水物及びその誘導体が挙げられる。
上記無機酸としては、例えば、塩酸、リン酸、ホウ酸及び炭酸が挙げられる。上記有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸及びオレイン酸が挙げられる。
上記塩基性触媒としては、例えば、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属のアルコキシド及びアルカリ金属のシラノール化合物が挙げられる。
上記アルカリ金属の水酸化物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化セシウムが挙げられる。上記アルカリ金属のアルコキシドとしては、例えば、ナトリウム−ｔ−ブトキシド、カリウム−ｔ−ブトキシド及びセシウム−ｔ−ブトキシドが挙げられる。
上記アルカリ金属のシラノール化合物としては、例えば、ナトリウムシラノレート化合物、カリウムシラノレート化合物及びセシウムシラノレート化合物が挙げられる。なかでも、カリウム系触媒又はセシウム系触媒が好適である。
（ヒドロシリル化反応用触媒）
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材に含まれているヒドロシリル化反応用触媒は、上記第１のシリコーン樹脂中の珪素原子に結合した水素原子と、上記第２のシリコーン樹脂中のアルケニル基とをヒドロシリル化反応させる触媒である。
上記ヒドロシリル化反応用触媒として、ヒドロシリル化反応を進行させる各種の触媒を用いることができる。上記ヒドロシリル化反応用触媒は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記ヒドロシリル化反応用触媒としては、例えば、白金系触媒、ロジウム系触媒及びパラジウム系触媒等が挙げられる。ダイボンド材の透明性を高くすることができるため、白金系触媒が好ましい。
上記白金系触媒としては、白金粉末、塩化白金酸、白金−アルケニルシロキサン錯体、白金−オレフィン錯体及び白金−カルボニル錯体が挙げられる。特に、白金−アルケニルシロキサン錯体又は白金−オレフィン錯体が好ましい。
上記白金−アルケニルシロキサン錯体におけるアルケニルシロキサンとしては、例えば、１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、及び１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラビニルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。上記白金−オレフィン錯体におけるオレフィンとしては、例えば、アリルエーテル及び１，６−ヘプタジエン等が挙げられる。
上記白金−アルケニルシロキサン錯体及び白金−オレフィン錯体の安定性を向上させることができるため、上記白金−アルケニルシロキサン錯体又は白金−オレフィン錯体に、アルケニルシロキサン、オルガノシロキサンオリゴマー、アリルエーテル又はオレフィンを添加することが好ましい。上記アルケニルシロキサンは、好ましくは１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンである。上記オルガノシロキサンオリゴマーは、好ましくはジメチルシロキサンオリゴマーである。上記オレフィンは、好ましくは１，６−ヘプタジエンである。
ダイボンド材１００重量％中、上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量は、０．０１〜０．５重量％の範囲内であることが好ましい。上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量が上記下限以上であると、ダイボンド材を十分に硬化させることが容易であり、ダイボンド材のガスバリア性をより一層高めることができる。上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量が上記上限以下であると、ダイボンド材がより一層変色し難くなる。上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量は、より好ましくは０．０２重量％以上、より好ましくは０．３重量％以下である。
（多孔質シリカ）
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材は、多孔質シリカをさらに含む。該多孔質シリカの比表面積は１５０ｍ２／ｇ以上であり、細孔容積は０．１ｍＬ／ｇ以上であり、細孔径は０．５ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である。上記多孔質シリカは内部に、複数の孔を有する。このような多孔質シリカの使用により、塗布対象部材上に塗布されたダイボンド材の厚みを均一にすることができる。上記多孔質シリカは、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記多孔質シリカの比表面積は１５０ｍ２／ｇ以上である。ダイボンド材の硬化時に揮発分の発生量をより一層少なくする観点からは、多孔質シリカの比表面積は、好ましくは３００ｍ２／ｇ以上、好ましくは５００ｍ２／ｇ以下、より好ましくは４００ｍ２／ｇ以下である。また、上記多孔質シリカの比表面積が上記上限以下であると、多孔質シリカの凝集が生じ難くなり、分散性を高くすることができ、更にダイボンド材の硬化物の透明性をより一層高くすることができる。
上記比表面積は、具体的には、ＢＥＴ比表面積を示す。
上記多孔質シリカの細孔容積は、０．１ｍＬ／ｇ以上である。ダイボンド材の硬化時に揮発分の発生量をより一層少なくする観点からは、多孔質シリカの細孔容積は、好ましくは０．１ｍＬ／ｇ以上、好ましくは１０ｍＬ／ｇ以下、より好ましくは５ｍＬ／ｇ以下である。
上記細孔容積とは、具体的には、全細孔容積を示す。
上記細孔径は、０．５ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である。ダイボンド材の硬化時に揮発分の発生量をより一層少なくする観点からは、揮発分である物質の分子径に近い値が好ましく、多孔質シリカの細孔径は、好ましくは１ｎｍ以上、好ましくは８ｎｍ以下である。
上記細孔径とは、細孔直径を示す。
上記多孔質シリカとしては特に限定されず、例えば、フュームドシリカ及び溶融シリカ等の乾式法で製造されたシリカ、並びにコロイダルシリカ、ゾルゲルシリカ及び沈殿シリカ等の湿式法で製造されたシリカ等が挙げられる。なかでも、揮発成分が少なく、かつ透明性がより一層高いダイボンド材を得る観点からは、上記多孔質シリカとして、フュームドシリカが好適に用いられる。
さらに、多孔質シリカとしては、具体的には、天然シリカ原料を粉砕して得られる結晶性シリカ、天然シリカ原料を火炎溶融し、粉砕して得られる破砕溶融シリカ、天然シリカ原料を火炎溶融して得られる球状溶融シリカ、天然シリカ原料を粉砕及び火炎溶融して得られる球状溶融シリカ、及びゾルゲル法シリカなどの合成シリカ等が挙げられる。
上記フュームドシリカとしては、例えば、Ａｅｒｏｓｉｌ ５０（比表面積：５０ｍ２／ｇ）、Ａｅｒｏｓｉｌ ９０（比表面積：９０ｍ２／ｇ）、Ａｅｒｏｓｉｌ １３０（比表面積：１３０ｍ２／ｇ）、Ａｅｒｏｓｉｌ ２００（比表面積：２００ｍ２／ｇ）、Ａｅｒｏｓｉｌ ３００（比表面積：３００ｍ２／ｇ）、及びＡｅｒｏｓｉｌ ３８０（比表面積：３８０ｍ２／ｇ）（いずれも日本アエロジル社製）等が挙げられる。
上記多孔質シリカは、有機珪素化合物により表面処理されていることが好ましい。この表面処理により、多孔質シリカの分散性が非常に高くなり、硬化前のダイボンド材の温度上昇による粘度の低下をより一層抑制できる。
上記有機珪素化合物としては特に限定されず、例えば、アルキル基を有するシラン系化合物、ジメチルシロキサン等のシロキサン骨格を有する珪素系化合物、アミノ基を有する珪素系化合物、（メタ）アクリロイル基を有する珪素系化合物、及びエポキシ基を有する珪素系化合物等が挙げられる。上記「（メタ）アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基とを意味する。
上記多孔質シリカの分散性をさらに一層高める観点からは、表面処理に用いられる上記有機珪素化合物は、トリメチルシリル基を有する有機珪素化合物及びポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物の内の少なくとも１種であることが好ましい。上記多孔質シリカは、トリメチルシリル基を有する有機珪素化合物及びポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物の内の少なくとも１種により表面処理されていることが好ましい。
有機珪素化合物により表面処理する方法の一例として、トリメチルシリル基を有する有機珪素化合物を用いる場合には、例えば、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシリルクロライド及びトリメチルメトキシシラン等を用いて、多孔質シリカを表面処理する方法が挙げられる。ポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物を用いる場合には、ポリジメチルシロキサン基の末端にシラノール基を有する化合物及び環状シロキサン等を用いて、多孔質シリカを表面処理する方法が挙げられる。
上記トリメチルシリル基を有する有機珪素化合物により表面処理された多孔質シリカの市販品としては、ＲＸ２００（比表面積：１４０ｍ２／ｇ）、及びＲ８２００（比表面積：１４０ｍ２／ｇ）（いずれも日本アエロジル社製）等が挙げられる。
上記ポリジメチルシロキサン基を有する有機珪素化合物により表面処理された多孔質シリカの市販品としては、ＲＹ２００（比表面積：１２０ｍ２／ｇ）（日本アエロジル社製）等が挙げられる。
上記有機珪素化合物により多孔質シリカを表面処理する方法は特に限定されない。この方法としては、例えば、ミキサー中に多孔質シリカを添加し、攪拌しながら有機珪素化合物を添加する乾式法、多孔質シリカのスラリー中に有機珪素化合物を添加するスラリー法、並びに、多孔質シリカの乾燥後に有機珪素化合物をスプレー付与するスプレー法などの直接処理法等が挙げられる。上記乾式法で用いられるミキサーとしては、ヘンシェルミキサー及びＶ型ミキサー等が挙げられる。上記乾式法では、有機珪素化合物は、直接、又は、アルコール水溶液、有機溶媒溶液若しくは水溶液として添加される。
上記有機珪素化合物により表面処理されている多孔質シリカを得るために、光半導体装置用ダイボンド材を調製する際に、多孔質シリカと上記第１，第２のシリコーン樹脂等のマトリクス樹脂との混合時に、有機珪素化合物を直接添加するインテグレルブレンド法等を用いてもよい。
上記光半導体装置用ダイボンド材１００重量％中、上記多孔質シリカの含有量は、５重量％以上、３０重量％以下であることが好ましい。上記ダイボンド材１００重量％中、上記多孔質シリカの含有量は、より好ましくは２５重量％以下である。上記多孔質シリカの含有量が上記下限以上であると、ダイボンド材の硬化物の耐熱性及び耐光性を損なうことなく、硬化前のダイボンド材の粘度を適当な範囲に調整できる。上記多孔質シリカの含有量が上記上限以下であると、ダイボンド材の粘度をより一層適正な範囲に制御でき、かつダイボンド材の透明性をより一層高めることができる。
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材が、上記有機珪素化合物により表面処理された多孔質シリカを含有することにより、アリール基を有する第２のシリコーン樹脂又はアリール基を有する第１のシリコーン樹脂を含有していても、ダイボンド材の高温での粘度を十分な高さに維持できる。これにより、ダイボンド材が高温に加熱された時の粘度を適切な範囲に調整でき、ダイボンド材中の多孔質シリカの分散状態を良好にすることができる。このため、ダイボンド材の透明性をより一層高めることができる。
（カップリング剤）
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材は、接着性を付与するために、カップリング剤をさらに含んでいてもよい。
上記カップリング剤としては特に限定されず、例えば、シランカップリング剤等が挙げられる。該シランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラン、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、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、及びＮ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。カップリング剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
（他の成分）
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材は、必要に応じて、紫外線吸収剤、酸化防止剤、溶剤、着色剤、充填剤、消泡剤、表面処理剤、難燃剤、粘度調節剤、分散剤、分散助剤、表面改質剤、可塑剤、防黴剤、レベリング剤、安定剤、カップリング剤、タレ防止剤又は蛍光体等を含有してもよい。
（光半導体装置用ダイボンド材の詳細及び用途）
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材は、ペースト状であってもよく、フィルム状であってもよい。本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材は、ペースト状であることが好ましい。
上記第１のシリコーン樹脂と、上記第２のシリコーン樹脂と、上記ヒドロシリル化反応用触媒とは、これらを１種又は２種以上含む液を別々に調製しておき、使用直前に複数の液を混合して、本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材を調製してもよい。例えば、上記第２のシリコーン樹脂及び上記ヒドロシリル化反応用触媒を含むＡ液と、第１のシリコーン樹脂を含むＢ液とを別々に調製しておき、使用直前にＡ液とＢ液を混合して、ダイボンド材を調製してもよい。この場合に、上記多孔質シリカは、Ａ液に含まれていてもよく、Ｂ液に含まれていてもよい。このように上記第２のシリコーン樹脂及び上記ヒドロシリル化反応用触媒と上記第１のシリコーン樹脂とを別々に、第１の液と第２の液との２液にすることによって保存安定性を向上させることができる。
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材の製造方法としては特に限定されず、例えば、ホモディスパー、ホモミキサー、万能ミキサー、プラネタリウムミキサー、ニーダー、三本ロール又はビーズミル等の混合機を用いて、常温又は加温下で、上記第１のシリコーン樹脂、上記第２のシリコーン樹脂、上記ヒドロシリル化反応用触媒、上記多孔質シリカ及び必要に応じて配合される他の成分を混合する方法等が挙げられる。
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材を、基板等の接続対象部材上に配置し、又は光半導体素子の下面に配置し、ダイボンド材を介して接続対象部材と光半導体素子とを接続することにより、光半導体装置を得ることができる。
本発明に係る光半導体装置用ダイボンド材の硬化温度は特に限定されない。光半導体装置用ダイボンド材の硬化温度は、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１００℃以上、好ましくは１８０℃以下、より好ましくは１５０℃以下である。硬化温度が上記好ましい下限以上であると、ダイボンド材の硬化が充分に進行する。硬化温度が上記好ましい上限以下であると、ダイボンド材及びダイボンド材により接合される部材の熱劣化が起こり難い。
硬化には特に限定されないが、ステップキュア方式を用いることが好ましい。ステップキュア方式は、一旦低温で仮硬化させておき、その後に高温で硬化させる方法である。ステップキュア方式の使用により、ダイボンド材の硬化収縮を抑えることができる。
（光半導体装置）
本発明に係る光半導体装置は、光半導体装置用ダイボンド材と、接続対象部材と、上記光半導体装置用ダイボンド材を用いて上記接続対象部材に接続された光半導体素子とを備える。
本発明に係る光半導体装置としては、具体的には、例えば、発光ダイオード装置、半導体レーザー装置及びフォトカプラ等が挙げられる。このような光半導体装置は、例えば、液晶ディスプレイ等のバックライト、照明、各種センサー、プリンター及びコピー機等の光源、車両用計測器光源、信号灯、表示灯、表示装置、面状発光体の光源、ディスプレイ、装飾、各種ライト並びにスイッチング素子等に好適に用いることができる。
上記光半導体素子である発光素子としては、半導体を用いた発光素子であれば特に限定されず、例えば、上記発光素子が発光ダイオードである場合、例えば、基板上にＬＥＤ形式用半導体材料を積層した構造が挙げられる。この場合、半導体材料としては、例えば、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＡｌＮ、及びＳｉＣ等が挙げられる。
上記基板の材料としては、例えば、サファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、及びＧａＮ単結晶等が挙げられる。また、必要に応じ基板と半導体材料との間にバッファー層が形成されていてもよい。上記バッファー層の材料としては、例えば、ＧａＮ及びＡｌＮ等が挙げられる。
図１は、本発明の一実施形態に係る光半導体装置を示す正面断面図である。
本実施形態の光半導体装置１は、接続対象部材であるハウジング２と、光半導体素子３とを有する。ハウジング２内にＬＥＤ素子である光半導体素子３が実装されている。この光半導体素子３の周囲を、ハウジング２の光反射性を有する内面２ａが取り囲んでいる。本実施形態では、光半導体により形成された発光素子として、光半導体素子３が用いられている。
ハウジング２の内面２ａは、内面２ａの径が開口端に向かうにつれて大きくなるように形成されている。従って、光半導体素子３から発せられた光のうち、内面２ａに到達した光Ｂ１が内面２ａにより反射され、光半導体素子３の前方側に進行する。
光半導体素子３は、ハウジング２に設けられたリード電極４に、ダイボンド材５を用いて接続されている。ダイボンド材５は、光半導体装置用ダイボンド材である。光半導体素子３に設けられたボンディングパッド（図示せず）とリード電極４とが、ボンディングワイヤー６により電気的に接続されている。光半導体素子３及びボンディングワイヤー６を封止するように、内面２ａで囲まれた領域内には、封止剤７が充填されている。
ダイボンド材５は、光半導体素子３の底部からはみ出してその周囲を囲むように配置されてもよく、光半導体素子３の底部からはみ出さないように配置されてもよい。ダイボンド材５の厚みは、２〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。
光半導体装置１では、光半導体素子３を駆動すると、破線Ａで示すように光が発せられる。この場合、光半導体素子３からリード電極４の上面とは反対側すなわち上方に照射される光だけでなく、ダイボンド材５に到達した光が矢印Ｂ２で示すように反射される光もある。
なお、図１に示す構造は、本発明に係る光半導体装置の一例にすぎず、光半導体素子３の実装構造等には適宜変形され得る。
以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。
（第１，第２のシリコーン樹脂）
第１，第２のシリコーン樹脂を以下のようにして合成した。
（合成例１）第１のシリコーン樹脂の合成
温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた１０００ｍＬのセパラブルフラスコに、ジメチルメトキシシラン１２０ｇ、メチルトリメトキシシラン５４ｇ、及び１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン４０ｇを入れ、５０℃で攪拌した。その中に、塩酸１．２ｇと水８３ｇとの溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に５０℃で６時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、減圧して揮発成分を除去してポリマーを得た。得られたポリマーにヘキサン１５０ｇと酢酸エチル１５０ｇとを添加し、イオン交換水３００ｇで１０回洗浄を行い、減圧して揮発成分を除去してポリマー（Ａ）を得た。
得られたポリマー（Ａ）の数平均分子量（Ｍｎ）は１５００であった。２９Ｓｉ−ＮＭＲより化学構造を同定した結果、ポリマー（Ａ）は、下記の平均組成式（Ａ１）を有していた。
（ＨＭｅ２ＳｉＯ１／２）０．２０（Ｍｅ２ＳｉＯ２／２）０．５０（ＭｅＳｉＯ３／２）０．３０ …式（Ａ１）
上記式（Ａ１）中、Ｍｅはメチル基を示す。
なお、合成例１及び合成例２〜３で得られた各ポリマーの分子量は、１０ｍｇにテトラヒドロフラン１ｍＬを加え、溶解するまで攪拌し、ＧＰＣ測定により測定した。ＧＰＣ測定では、Ｗａｔｅｒｓ社製の測定装置（カラム：昭和電工社製 Ｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ
ＬＦ−８０４（長さ３００ｍｍ）×２本、測定温度：４０℃、流速：１ｍＬ／ｍｉｎ、溶媒：テトラヒドロフラン、標準物質：ポリスチレン）を用いた。
（合成例２）第１のシリコーン樹脂の合成
温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた１０００ｍＬのセパラブルフラスコに、メチルトリメトキシシラン２０４ｇ、ビニルメチルジメトキシシラン４０ｇ、及び１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン８０ｇを入れ、５０℃で攪拌した。その中に、塩酸１．２ｇと水１０２ｇとの溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に５０℃で６時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、減圧して揮発成分を除去してポリマーを得た。得られたポリマーにヘキサン１５０ｇと酢酸エチル１５０ｇとを添加し、イオン交換水３００ｇで１０回洗浄を行い、減圧して揮発成分を除去してポリマー（Ｂ）を得た。
得られたポリマー（Ｂ）の数平均分子量（Ｍｎ）は１５００であった。２９Ｓｉ−ＮＭＲより化学構造を同定した結果、ポリマー（Ｂ）は、下記の平均組成式（Ｂ１）を有していた。
（ＨＭｅ２ＳｉＯ１／２）０．４０（ＶｉＭｅＳｉＯ２／２）０．１０（ＭｅＳｉＯ３／２）０．５０ …式（Ｂ１）
上記式（Ｂ１）中、Ｍｅはメチル基、Ｖｉはビニル基を示す。
（合成例３）第２のシリコーン樹脂の合成
温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた１０００ｍＬのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン４１ｇ、ジメチルジメトキシシラン７２ｇ、メチルトリメトキシシラン８１ｇ、及びビニルメチルジメトキシシラン５２ｇを入れ、５０℃で攪拌した。その中に、水酸化カリウム０．８ｇを水１１４ｇに溶かした溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に５０℃で６時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、反応液に酢酸０．９ｇを加え、減圧して揮発成分を除去し、酢酸カリウムをろ過により除去して、ポリマー（Ｃ）を得た。
得られたポリマー（Ｃ）の数平均分子量（Ｍｎ）は２０００であった。２９Ｓｉ−ＮＭＲより化学構造を同定した結果、ポリマー（Ｃ）は、下記の平均組成式（Ｃ１）を有していた。
（Ｍｅ３ＳｉＯ１／２）０．２０（ＶｉＭｅＳｉＯ２／２）０．２０（Ｍｅ２ＳｉＯ２／２）０．３０（ＭｅＳｉＯ３／２）０．３０ …式（Ｃ１）
上記式（Ｃ１）中、Ｍｅはメチル基、Ｖｉはビニル基を示す。
（他の成分）
実施例及び比較例では、下記のヒドロシリル化反応用触媒を用いた。
白金の１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体
実施例及び比較例では、下記の多孔質シリカを用いた。
多孔質シリカＡ（富士シリシア社製「スーパーマイクロビーズシリカゲルＡ」、比表面積２００ｍ２／ｇ、細孔容積５ｍＬ／ｇ、細孔径１ｎｍ）
多孔質シリカＢ（富士シリシア社製「スーパーマイクロビーズシリカゲルＢ」、比表面積３００ｍ２／ｇ、細孔容積１０ｍＬ／ｇ、細孔径６ｎｍ）
多孔質シリカＣ（富士シリシア社製「スーパーマイクロビーズシリカゲルＣ」、比表面積２５０ｍ２／ｇ、細孔容積０．２ｍＬ／ｇ、細孔径６ｎｍ）
多孔質シリカＤ（富士シリシア社製「スーパーマイクロビーズシリカゲルＤ」、比表面積２５０ｍ２／ｇ、細孔容積０．０５ｍＬ／ｇ、細孔径４ｎｍ）
多孔質シリカＥ（富士シリシア社製「スーパーマイクロビーズシリカゲルＥ」、比表面積３００ｍ２／ｇ、細孔容積５ｍＬ／ｇ、細孔径２０ｎｍ）
（実施例１）
ポリマーＡ５重量部、ポリマーＣ５重量部、白金の１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体０．０２重量部、及び多孔質シリカ２．２重量部を混合し、脱泡を行い、光半導体素子用ダイボンド材を得た。
（実施例２〜４及び比較例１〜３）
使用した材料の種類及び配合量を、下記の表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、光半導体装置用ダイボンド材を得た。
（評価）
（１）揮発分の発生量
実施例及び比較例で得られた各光半導体装置用ダイボンド材を１５０℃で３時間加熱し、硬化させた。この時に発生する揮発分の量を測定した。揮発分の発生量を下記の判定基準で判定した。
［揮発分の発生量の判定基準］
○○：硬化前後での重量減少が０．５％以下
○：硬化前後での重量減少が０．５％を超え、１％以下
△：硬化前後での重量減少が１％を超え、２％以下
×：硬化前後での重量減少が２％を超える
（２）ワイヤーボンディング特性
ダイボンダー（キャノンマシナリー社製「ＢＥＳＴＥＭ−Ｄ０１Ｒ」）を用いて、銀メッキされた銅基板上に得られた光半導体装置用ダイボンド材を、厚みが５μｍでダイボンド材上に積層される光半導体素子の大きさとなるように塗布し、ダイボンド層を形成した。次に、ダイボンド層上に光半導体素子を積層し、積層体を得た。
得られた積層体を１５０℃で３時間加熱し、ダイボンド層を硬化させた。次に、ダイボンド層上の光半導体素子上に設けられた電極パッド上にワイヤーボンディングを行った。このときのワイヤーボンディング特性を下記の判定基準で判定した。
［ワイヤーボンディング特性の判定基準］
○○：１０００サンプル中ワイヤーボンドＮＧ（不良）無し
○：１０００サンプル中ワイヤーボンドＮＧ１サンプル
△：１０００サンプル中ワイヤーボンドＮＧ２サンプル
×：１０００サンプル中ワイヤーボンドＮＧ３サンプル以上
（３）接着性（ダイシェア強度）
ＡｇメッキしたＣｕ基板上に、接着面積が３ｍｍ×３ｍｍになるように光半導体装置用ダイボンド材を塗布し、３ｍｍ角のＳｉチップを載せて、テストサンプルを得た。
得られたテストサンプルを１５０℃で３時間加熱し、ダイボンド材を硬化させた。次に、ダイシェアテスター（アークテック社製、型番：ＤＡＧＥ ４０００）を用いて、３００μ／秒の速度で、１８５℃でのダイシェア強度を評価した。
結果を下記の表１に示す。
Figure 2012072207
１…光半導体装置
２…ハウジング
２ａ…内面
３…光半導体素子
４…リード電極
５…ダイボンド材
６…ボンディングワイヤー
７…封止剤

Claims (4)

  1. 珪素原子に結合した水素原子を有する第１のシリコーン樹脂と、
    珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつアルケニル基を有する第２のシリコーン樹脂と、
    ヒドロシリル化反応用触媒と、
    多孔質シリカとを含み、
    前記多孔質シリカの比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上であり、細孔容積が０．１ｍＬ／ｇ以上であり、細孔径が０．５ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である、光半導体装置用ダイボンド材。
  2. 前記第１のシリコーン樹脂が、下記式（１Ａ）又は下記式（１Ｂ）で表され、かつ珪素原子に結合した水素原子を有する第１のシリコーン樹脂であり、
    前記第２のシリコーン樹脂が、下記式（５１Ａ）又は下記式（５１Ｂ）で表され、かつ珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつアルケニル基を有する第２のシリコーン樹脂である、請求項１に記載の光半導体装置用ダイボンド材。
    Figure 2012072207
     前記式（１Ａ）中、ａ、ｂ及びｃは、ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ）＝０．０５〜０．５０、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ）＝０〜０．４０及びｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ）＝０．３０〜０．８０を満たし、Ｒ１〜Ｒ６は、少なくとも１個が水素原子を表し、水素原子以外のＲ１〜Ｒ６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。
    Figure 2012072207
     前記式（１Ｂ）中、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、ａ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０．０５〜０．５０、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０〜０．４０、ｃ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０．３０〜０．８０及びｄ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０．０１〜０．４０を満たし、Ｒ１〜Ｒ６は、少なくとも１個が水素原子を表し、水素原子以外のＲ１〜Ｒ６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ７〜Ｒ１０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ１１は、炭素数１〜８の２価の炭化水素基を表す。
    Figure 2012072207
     前記式（５１Ａ）中、ｐ、ｑ及びｒは、ｐ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＝０．０５〜０．５０、ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＝０〜０．４０及びｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ）＝０．３０〜０．８０を満たし、Ｒ５１〜Ｒ５６は、少なくとも１個がアルケニル基を表し、アルケニル基以外のＲ５１〜Ｒ５６は、炭素数１〜８の炭化水素基を表す。
    Figure 2012072207
     前記式（５１Ｂ）中、ｐ、ｑ、ｒ及びｓは、ｐ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）＝０．０５〜０．５０、ｑ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）＝０〜０．４０、ｒ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）＝０．３０〜０．８０及びｓ／（ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ）＝０．０１〜０．４０を満たし、Ｒ５１〜Ｒ５６は、少なくとも１個がアルケニル基を表し、アルケニル基以外のＲ５１〜Ｒ５６は炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ５７〜６０はそれぞれ、炭素数１〜８の炭化水素基を表し、Ｒ６１は、炭素数１〜８の２価の炭化水素基を表す。
  3. 前記第１のシリコーン樹脂が、珪素原子に結合した水素原子と、アルケニル基とを有する第１のシリコーン樹脂である、請求項１又は２に記載の光半導体装置用ダイボンド材。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光半導体装置用ダイボンド材と、
    接続対象部材と、
    前記光半導体装置用ダイボンド材を用いて前記接続対象部材に接続された光半導体素子とを備える、光半導体装置。
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