JP2015129274A - シリコーン樹脂組成物およびその利用 - Google Patents

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Abstract

【課題】透明性、耐熱性、耐硫化性および密着性に優れた硬化物が得られるシリコーン樹脂組成物を提供する。【解決手段】ケイ素原子に結合したアルケニル基を2つ以上有するポリシロキサンと、ケイ素原子に結合した水素原子を2つ以上有するポリシロキサン架橋剤と、ヒドロシリル化反応触媒と、式(I)で示されるグリコールウリル化合物とを含有し、前記のグリコールウリル化合物を、ポリシロキサンの重量と、ポリシロキサン架橋剤との重量を合わせた100重量部に対して、0.1〜50重量部の割合で含有するシリコーン樹脂組成物。(R1及びR2は各々独立にH、低級アルキル基又はフェニル基;R3〜R5は各々独立にH又はアリル基)【選択図】なし

Description

本発明は、シリコーン樹脂組成物およびその使用方法と、該シリコーン樹脂組成物を硬化させたシリコーン樹脂、シリコーン樹脂含有構造体ならびに光半導体素子封止体に関する。
従来より、光半導体を封止するための樹脂として、エポキシ樹脂が広く使用されている。しかしながら、エポキシ樹脂を使用した光半導体としては、赤色などの長波長の光を発するものが多く、青色や白色の短波長の光半導体の場合、LED素子からの発熱や光によって封止体の色が黄変し、輝度が低下するなどの問題があり、エポキシ樹脂の耐熱性や耐光性については、更なる改善が求められている。なお、本明細書において、耐熱性とはLEDが発光する際に発生する熱に対する耐久性を云い、また耐光性とはLEDの発光に対する耐久性(例えば、変色、焼けが生じにくいこと)を云う。
一方、特許文献1、2には、ケイ素原子に結合した加水分解可能な基を1分子中に2つ以上有するシラン化合物と、2つのシラノール基を有するオルガノポリシロキサンを含有する室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物が提案されている。
特許文献3、4には、シラノール基を有するジオルガノポリシロキサンと、アルコキシ基を有するシランと、縮合触媒を含有する加熱硬化型オルガノポリシロキサン組成物が提案されている。
しかしながら、シリコーン樹脂は、エポキシ樹脂と比較してガス透過性が高いため、封止材として使用した場合には、空気中の水蒸気や硫化水素、メルカプタン類によって光半導体パッケージ配線が腐食したり、リフレクターなどの銀メッキが経時で変色しやすくなったりし、輝度が低下する問題があった。
また、シリコーン樹脂では、ガス透過性を低下させる目的で樹脂を硬くし、耐硫化性を高めることが一般的に行われている。その場合、硬化時の収縮や冷熱サイクルの繰り返しなどによる、LEDパッケージからのハガレやワイヤーの断線、ヒートクラックの発生という問題もあった。
特開2001−200161号公報 特開平2−196860号公報 特開2007−224089号公報 特開2006−206700号公報
本発明は、透明性、耐熱性、耐硫化性および密着性に優れた硬化物が得られるシリコーン樹脂組成物およびその使用方法を提供することを目的とする。
また、該シリコーン樹脂組成物を硬化させたシリコーン樹脂、シリコーン樹脂含有構造体および光半導体素子封止体を提供することを目的とする。
本発明者は、前記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定のグリコールウリル化合物を含有するシリコーン樹脂組成物とすることにより、所期の目的を達成することを見い出し、本発明を完成するに至ったものである。
即ち、第1の発明は、ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも2つ有するポリシロキサンと、ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2つ有するポリシロキサン架橋剤と、ヒドロシリル化反応触媒と、化学式(I)で示されるグリコールウリル化合物とを含有し、前記のグリコールウリル化合物を、ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも2つ有するポリシロキサンの重量と、ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2つ有するポリシロキサン架橋剤の重量を合わせた重量100重量部に対して、0.1〜50重量部の割合で含有することを特徴とするシリコーン樹脂組成物である。
Figure 2015129274
(式中、RおよびRは、同一または異なって、水素原子、低級アルキル基またはフェニル基を表し、R、RおよびRは、同一または異なって、水素原子またはアリル基を表す。)
第2の発明は、シラノール基を有するケイ素化合物を含有しない第1の発明のシリコーン樹脂組成物である。
第3の発明は、前記アルケニル基が、ビニル基または(メタ)アクリロイル基である第1の発明または第2の発明のシリコーン樹脂組成物である。
第4の発明は、光半導体素子封止用に使用される第1の発明〜第3の発明の何れかのシリコーン樹脂組成物である。
第5の発明は、第1の発明〜第4の発明の何れかのシリコーン樹脂組成物を硬化させることによって得られるシリコーン樹脂である。
第6の発明は、第5の発明のシリコーン樹脂と、銀で構成される部材とを含むシリコーン樹脂含有構造体である。
第7の発明は、LEDチップが第5の発明のシリコーン樹脂で封止されている光半導体素子封止体である。
第8の発明は、銀で構成される部材を更に含む第7の発明の光半導体素子封止体である。
第9の発明は、第1の発明〜第4の発明の何れかのシリコーン樹脂組成物を銀の存在下で硬化させる工程を含むシリコーン樹脂組成物の使用方法である。
本発明によれば、透明性、耐熱性、耐硫化性および密着性に優れた硬化物が得られるシリコーン樹脂組成物を提供することができる。
また、該シリコーン樹脂組成物を硬化させたシリコーン樹脂、シリコーン樹脂含有構造体および光半導体素子封止体を提供することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のシリコーン樹脂組成物は、ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも2つ有するポリシロキサン(以下、「(A)成分」と云う)と、ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2つ有するポリシロキサン架橋剤(以下、「(B)成分」と云う)と、ヒドロシリル化反応触媒(以下、「(C)成分」と云う)と、化学式(I)で示されるグリコールウリル化合物(以下、「(D)成分」と云う)とを含有する。
本発明の実施において使用する(A)成分は、1分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも2つ有し、主鎖としてポリシロキサン構造を有するオルガノポリシロキサンであれば、特に限定されない。
(A)成分は、本発明のシリコーン樹脂組成物の主剤(ベースポリマー)である。(A)成分は、靭性、伸びに優れるという観点から、1分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を2つ以上有することが好ましく、2〜20有することがより好ましく、2〜10有することが更に好ましい。
また、(A)成分は、組成物の低粘度化の観点から、1分子中に1つのビニル基および/またはヒドロシリル基を有するポリシロキサンであってもよい。
前記アルケニル基は、ケイ素原子と有機基を介して結合することができる。有機基に、特に制限はなく、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有してもよい。
アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基のような炭素数2〜8の不飽和炭化水素基や、(メタ)アクリロイル基が挙げられるが、硬化性の観点から、ビニル基または(メタ)アクリロイル基が好ましく、ビニル基がより好ましい。
なお、(メタ)アクリロイル基は、アクリロイル基およびメタクリロイル基のうちの何れか一方または両方であることを意味する。
アルケニル基の結合位置としては、例えば、ポリシロキサンの分子鎖末端および分子鎖側鎖のうちの何れか一方または両方が挙げられる。また、ポリシロキサンの分子鎖の片方の末端または両方の末端が挙げられる。
前記の有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基などのアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などのアリール基;ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基;クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基などのハロゲン化アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基等が挙げられる。中でも、耐熱性の観点から、メチル基、フェニル基であることが好ましい。
また、(A)成分であるポリシロキサンは、ヒドロシリル基を有していてもよい。
(A)成分の主鎖としては、例えば、オルガノポリシロキサンが挙げられる。具体的には、ポリジメチルシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサンが挙げられる。中でも、耐熱性および耐光性の観点から、ポリジメチルシロキサンが好ましい。
(A)成分の分子構造に特に制限はなく、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環状、分岐鎖状、三次元網状などの構造を有してもよい。
(A)成分の主鎖は、ジオルガノシロキサン単位の繰り返し構造を有することが好ましい。
(A)成分として、ビニル基含有ポリシロキサンおよび/またはヒドロシリル基含有ポリシロキサンを用いる場合、(A)成分の構造中にアルキレン基および/またはフェニレン骨格を有してもよい。
また、(A)成分の分子の末端は、シラノール基、アルコキシシリル基、トリメチルシロキシ基などのトリオルガノシロキシ基またはビニル基であってよい。
(A)成分としては、例えば、化学式(II)で示されるオルガノポリシロキサンが挙げられる。
Figure 2015129274
(式中、R、R、Rはアルケニル基を表し、Rはそれぞれ独立にアルケニル基以外の一価の炭化水素基、ヒドロキシ基、アルコキシ基を表し、Rはそれぞれ独立に有機基を表す。a、bは0〜3の整数を表し、m、nは0以上の整数を表し、a+b+nは2以上の整数を表す。)
ポリシロキサンがアルケニル基として不飽和炭化水素基を有するポリシロキサンである場合、硬化性に優れている。また、ポリシロキサンの構造中にアルキレン基および/またはフェニレン骨格を有してもよい。
アルケニル基として不飽和炭化水素基を有するポリシロキサンとしては、例えば、式:(RSiO1/2で示されるシロキサン単位と式:(RSiO1/2で示されるシロキサン単位と式:(RSiO2/2で示されるシロキサン単位と式:SiO4/2で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン共重合体、式:(RSiO1/2で示されるシロキサン単位と式:(RSiO1/2で示されるシロキサン単位と式:SiO4/2で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン共重合体、式:(RSiO1/2で示されるシロキサン単位と式:(RSiO2/2で示されるシロキサン単位と式:SiO4/2で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン共重合体、式:(RSiO1/2で示されるシロキサン単位と式:RSiO3/2で示されるシロキサン単位もしくは式:RSiO3/2で示されるシロキサン単位からなるオルガノシロキサン共重合体が挙げられる。
ここで、前記式中のRはアルケニル基以外の一価炭化水素基である。アルケニル基以外の一価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基などのアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などのアリール基;ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基;クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基などのハロゲン化アルキル基等が挙げられる。
また、前記式中のRは不飽和炭化水素基である。不飽和炭化水素基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、へプテニル基が挙げられる。
(A)成分が、アルケニル基としてビニル基および/または(メタ)アクリロイル基を有する場合、硬化性に優れている。なお、アルケニル基としてビニル基を有するポリシロキサンを「ビニル基含有ポリシロキサン」と云い、(メタ)アクリロイル基を有するポリシロキサンを「(メタ)アクリロイル基含有ポリシロキサン」と云うことがある。
(メタ)アクリロイル基含有ポリシロキサンとしては、例えば、平均組成式(III)で示されるものが挙げられる。
Figure 2015129274
(式中、Rは水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜10のアルキル基またはアリール基を表し、RはCH=CR−CO−O−(CH−(式中、Rは水素原子またはメチル基を表し、cは2〜6の整数であり、2、3または4が好ましい。)で示される(メタ)アクリロキシアルキル基を表し、aは0.8〜2.4であり、1〜1.8であることが好ましい。bは0.1〜1.2であり、0.2〜1であることが好ましく、0.4〜1であることがより好ましい。a+bは2〜2.5であり、2〜2.2であることが好ましい。)
前記式中、Rが表わす炭素数1〜10のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基などが挙げられる。Rが表わすアリール基の例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などが挙げられる。
前記式中、Rとしては、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
(A)成分の分子量(重量平均分子量)は、硬化性、靭性、伸びおよび作業性に優れるという観点から、500〜100,000であることが好ましく、1,000〜100,000であることがより好ましく、5,000〜50,000であることが更に好ましい。なお、本明細書において、重量平均分子量は、GPC(ゲル透過カラムクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算値である。
(A)成分の23℃における粘度は、シリコーン樹脂組成物の取扱作業性および、該シリコーン樹脂組成物の硬化物であるシリコーン樹脂の物理的特性を良好なものとするために、5〜10,000mPa・sであることが好ましく、10〜1,000mPa・sであることがより好ましい。なお、本明細書における粘度は、E型粘度計を用いて23℃の条件下で測定されるものである。
(A)成分は、単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。(A)成分については、その調製方法に特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができる。
本発明の実施において使用する(B)成分は、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)を少なくとも2つ有し、主鎖としてポリシロキサン構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであれば特に限定されない。
(B)成分は1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を、2〜200有することが好ましく、3〜100有することがより好ましい。(B)成分の分子構造としては、例えば、直鎖状、分岐状、環状、三次元網状構造が挙げられる。
(B)成分のポリシロキサンにおいて、ケイ素原子に結合した水素原子の結合位置としては、例えば、ポリシロキサンの分子鎖末端および分子鎖側鎖のうちのいずれか一方または両方が挙げられる。また、ポリシロキサンの分子鎖の片方の末端または両方の末端が挙げられる。
(B)成分としては、例えば、平均組成式(IV)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが挙げられる。
Figure 2015129274
(式中、Rは独立に脂肪族不飽和結合を有しない非置換または置換の1価炭化水素基を表す。aおよびbは、0<a<2、0.8≦b≦2かつ0.8<a+b≦3となる数を表し、0.05≦a≦1、0.9≦b≦2かつ1.0≦a+b≦2.7となる数が好ましい。また、一分子中のケイ素原子の数は、2〜300であり、3〜200が好ましい。)
この平均組成式(IV)中のRの例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基などのアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などのアリール基;ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基;クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基などのハロゲン化アルキル基等が挙げられる。
中でも、耐熱性、耐光性の観点から、メチル基などの炭素数1〜3の低級アルキル基、フェニル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基が好ましい。
(B)成分としては、例えば、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端シラノール基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体など;(RHSiO1/2単位とSiO4/2単位からなり、任意に(RSiO1/2単位、(RSiO2/2単位、RHSiO2/2単位、(H)SiO3/2単位またはRSiO3/2単位を含み得るシリコーンレジン(式中、Rは前記の平均組成式(IV)に現れるRと同じである。)などの他、これらの例示化合物においてメチル基の一部または全部をエチル基、プロピル基などの他のアルキル基やフェニル基、ヒドロシリル基で置換したもの等が挙げられる。
また、(B)成分としては、例えば、化学式(V1)〜(V4)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが挙げられる。
Figure 2015129274
(式中、Rは前記の平均組成式(IV)に現れるRと同じであり、cは0または1以上の整数を表し、dは1以上の整数を表し、eは2以上の整数を表す。)
(B)成分は、単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
(B)成分は従来公知の方法により調製することができる。例えば、化学式:RSiHClおよび(RSiHCl(式中、Rは前記の平均組成式(IV)に現れるRと同じである。)から選ばれる少なくとも1種のクロロシランを共加水分解し、または該クロロシランと化学式:(RSiClおよび(RSiCl(式中、Rは前記の平均組成式(IV)に現れるRと同じである。)から選ばれる少なくとも1種のクロロシランを組み合わせて共加水分解して得ることができる。
また、(B)成分として、共加水分解して得られたポリシロキサンを平衡化したものを使用することができる。
(B)成分の含有量は、硬化後のゴム物性(靭性、伸び)に優れるという観点から、(A)成分中のアルケニル基1モルに対して、(B)成分が有するケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)が0.1〜5モルの割合であることが好ましく、0.5〜2.5モルの割合であることがより好ましく、1.0〜2.0モルの割合であることが更に好ましい。
SiH基が0.1モル以上である場合、硬化が十分で、強度のある硬化物(シリコーン樹脂)を得ることができる。
SiH基が5モル以下である場合、硬化物が脆くならず、強度のある硬化物を得ることができる。
本発明において、(A)成分および(B)成分は、(A)成分および(B)成分の混合物として使用することができる。
本発明の実施において使用する(C)成分は、(A)成分が有するアルケニル基と、(B)成分が有するケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)との付加反応を促進するための反応触媒である。(C)成分を含有することにより、硬化性に優れたシリコーン樹脂組成物とすることができる。
(C)成分に特に制限はなく、従来公知のヒドロシリル化反応触媒を使用することができる。例えば、白金(白金黒を含む)、ロジウム、パラジウムなどの白金族金属単体;HPtCl・nHO、HPtCl・nHO、NaHPtCl・nHO、KHPtCl・nHO、NaPtCl・nHO、KPtCl・nHO、PtCl・nHO、PtCl、NaHPtCl・nHO(式中、nは0〜6の整数であり、好ましくは0または6である)などの塩化白金、塩化白金酸および塩化白金酸塩;アルコール変性塩化白金酸(米国特許第3,220,972号明細書参照);塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス(米国特許第3,159,601号明細書、同第3,159,662号明細書、同第3,775,452号明細書参照);白金黒、パラジウムなどの白金族金属をアルミナ、シリカ、カーボンなどの担体に担持させたもの;ロジウム−オレフィンコンプレックス;クロロトリス(トリフェニルフォスフィン)ロジウム(ウィルキンソン触媒);塩化白金、塩化白金酸または塩化白金酸塩とビニル基含有シロキサン、特にビニル基含有環状シロキサンとのコンプレックスなどの白金族金属系触媒が挙げられる。
(C)成分の含有量は、優れた硬化性を発揮させる観点から、(A)成分および(B)成分の合計量に対して、白金族金属の重量換算で、0.1〜500ppmの割合であることが好ましく、10〜100ppmの割合であることがより好ましい。
本発明の実施において使用する(D)成分は、前記化学式(I)で示されるグリコールウリル化合物であり、例えば、
1−アリルグリコールウリル、
1,3−ジアリルグリコールウリル、
1,4−ジアリルグリコールウリル、
1,6−ジアリルグリコールウリル、
1,3,4−トリアリルグリコールウリル、
1,3,4,6−テトラアリルグリコールウリル、
1−アリル−3a−メチルグリコールウリル、
1,3−ジアリル−3a−メチルグリコールウリル、
1,4−ジアリル−3a−メチルグリコールウリル、
1,6−ジアリル−3a−メチルグリコールウリル、
1,3,4−トリアリル−3a−メチルグリコールウリル、
1,3,4,6−テトラアリル−3a−メチルグリコールウリル、
1−アリル−3a,6a−ジメチルグリコールウリル、
1,3−ジアリル−3a,6a−ジメチルグリコールウリル、
1,4−ジアリル−3a,6a−ジメチルグリコールウリル、
1,6−ジアリル−3a,6a−ジメチルグリコールウリル、
1,3,4−トリアリル−3a,6a−ジメチルグリコールウリル、
1,3,4,6−テトラアリル−3a,6a−ジメチルグリコールウリル、
1−アリル−3a,6a−ジフェニルグリコールウリル、
1,3−ジアリル−3a,6a−ジフェニルグリコールウリル、
1,4−ジアリル−3a,6a−ジフェニルグリコールウリル、
1,6−ジアリル−3a,6a−ジフェニルグリコールウリル、
1,3,4−トリアリル−3a,6a−ジフェニルグリコールウリル、
1,3,4,6−テトラアリル−3a,6a−ジフェニルグリコールウリルなどが挙げられる。
(D)成分は、単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明のシリコーン樹脂組成物を用いて得られる硬化物は、硬度を上げなくても耐硫化性に優れているため、クラックが生じにくい。このため、硬化物が光半導体素子封止体として用いられる場合、該封止体に含まれるワイヤーの断線を防止することができる。
本発明のシリコーン樹脂組成物において、熱による着色を抑制し、透明性の維持および耐硫化性の観点から、(D)成分の含有量は、(A)成分および(B)成分の合計100重量部に対して、0.1〜50重量部の割合であることが好ましい。これにより、銀の変色(腐食)を防止して、硬化物の透明性を保持することができる。
(D)成分が(A)成分および(B)成分の合計100重量部に対して0.1重量部未満であると、耐硫化性が十分発現しない虞がある。また、50重量部を超えると、熱による着色が生じやすくなり、透明性が低下する虞がある。
更に、本発明のシリコーン樹脂組成物には、前記成分の他に、本発明の効果を損なわない範囲において、種々の添加剤を含有させることができる。
添加剤としては、例えば、無機フィラー、酸化防止剤、滑剤、紫外線吸収剤、熱光安定剤、分散剤、帯電防止剤、重合禁止剤、消泡剤、硬化促進剤、溶剤、無機蛍光体、老化防止剤、ラジカル重合禁止剤、接着性改良剤、難燃剤、界面活性剤、保存安定性改良剤、オゾン老化防止剤、増粘剤、可塑剤、放射線遮断剤、核剤、カップリング剤、導電性付与剤、リン系過酸化物分解剤、顔料、金属不活性化剤、物性調整剤、接着付与剤、接着助剤などが挙げられ、これらは従来公知のものが使用できる。
前記の接着付与剤または接着助剤としては、従来公知のエポキシ系シランカップリング剤、ビス(アルコキシ)アルカン、イソシアヌレート誘導体などが挙げられる。中でも、ビス(アルコキシ)アルカンおよび/またはイソシアヌレート誘導体が好ましい。
ビス(アルコキシ)アルカンとしては、例えば、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1,7−ビス(トリメトキシシリル)ヘプタン、1,8−ビス(トリメトキシシリル)オクタン、1,9−ビス(トリメトキシシリル)ノナンおよび1,10−ビス(トリメトキシシリル)デカンからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、中でも、1,6−ビス(トリメトキシシリル)へキサンがより好ましい。
本発明のシリコーン樹脂組成物の調製方法に特に制限はなく、例えば、(A)成分、(B)成分、(C)成分および(D)成分と、所望の添加剤とを混合することによって調製することができる。また、本発明のシリコーン樹脂組成物は、1液型または2液型とすることができる。
本発明のシリコーン樹脂組成物を2液型とする場合、(B)成分および(C)成分を含有する第1液と、(A)成分および(D)成分を含有する第2液とに分けて調製することができる。なお、添加剤は第1液および第2液のうちの一方または両方に加えることができる。
本発明のシリコーン樹脂組成物については、可使時間の観点から、(B)成分以外の成分を含有する液と、(B)成分を含有する液とを混合した後、23℃にて24時間後の粘度が、5〜10,000mPa・sであることが好ましく、5〜5,000mPa・sであることがより好ましい(E型粘度計、23℃/湿度55%)。
本発明のシリコーン樹脂組成物の使用方法としては、例えば、基材(例えば、光半導体素子)に該シリコーン樹脂組成物を塗布あるいは被覆して、加熱硬化させる方法が挙げられる。
塗布する方法としては、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ナイフコート法、カーテンコート法、静電塗装法、CVD法、ドロップキャスト法などが挙げられる。
また、被覆する方法としては、ポッティング法、トランスファー成型、インジェクション成型などが挙げられる。
シリコーン樹脂組成物を加熱硬化して、硬化物であるシリコーン樹脂を得るに当たっては、硬化性に優れ、硬化時間、可使時間を適切な長さとすることができ、発泡を抑制し、シリコーン樹脂のクラックを抑制し、シリコーン樹脂の平滑性、成形性、物性に優れるという観点から、加熱温度を、通常100℃以上に、好ましくは120℃以上に、より好ましくは120〜200℃の範囲に、更に好ましくは120〜180℃の範囲に設定することができる。
加熱時間については、加熱温度の設定により適宜調整されるが、好ましくは20時間以内に、より好ましくは12時間以内に設定することができる。
本発明の実施においては、貯蔵安定性の観点から、シラノール基を有するケイ素化合物を実質的に含有しないシリコーン樹脂組成物とすることができる。
また、本発明のシリコーン樹脂組成物は、銀で構成される部材上で使用することができる。銀で構成される部材上で該シリコーン樹脂組成物を硬化させることにより、銀の変色(腐食)を防止でき、得られる硬化物(シリコーン樹脂)の透明性を保持することができる。
次に、本発明の光半導体素子封止体について、LEDチップがシリコーン樹脂で封止されている例を挙げて説明する。
本発明のシリコーン樹脂は、例えば、青色、赤色、黄色、緑色、白色などの種々の発光色のLEDチップの封止に好適であり、本発明の光半導体素子封止体に使用されるLEDチップは、その発光色について特に制限されない。
また、本発明のシリコーン樹脂組成物にイットリウム・アルミニウム・ガーネットのような蛍光物質を含有させて、青色LEDチップをコーティングし、白色LEDとすることができる。
一方、赤色、緑色および青色のLEDチップを用いて発光色を白色とする場合、例えば、それぞれのLEDチップを本発明のシリコーン樹脂組成物で封止して、これら3色のLEDチップの封止体を使用することができる。また、3色のLEDチップをまとめて本発明のシリコーン樹脂組成物で封止し1つの光源とすることができる。
なお、本発明の光半導体素子封止体に使用されるLEDチップについては、発光色と同様に、LEDチップの大きさや形状に制限されない。また、LEDチップの種類についても、特に制限はなく、例えば、ハイパワーLED、高輝度LED、汎用輝度LED、白色LED、青色LEDなどが挙げられる。
本発明の光半導体素子封止体に使用される光半導体素子としては、LEDの他に、例えば、有機電界発光素子(有機EL)、レーザーダイオード、LEDアレイが挙げられる。
このような光半導体素子は、例えば、光半導体素子がダイボンディングによってリードフレームなどの基板に接着され、チップボンディング、ワイヤーボンディング、ワイヤレスボンディングなどによって基板等と接続されたものであってよい。
本発明の光半導体素子封止体としては、例えば、硬化物(シリコーン樹脂)が直接光半導体素子を封止している場合、砲弾型とする場合、表面実装型とする場合、複数の光半導体素子封止体の間を充填している場合が挙げられる。
本発明の光半導体素子封止体は、例えば、本発明のシリコーン樹脂組成物によりLEDチップを被覆する工程と、該シリコーン樹脂組成物により被覆されたLEDチップを加熱して当該シリコーン樹脂組成物を硬化させる工程を経て、製造することができる。
なお、当該シリコーン樹脂組成物により被覆されたLEDチップを加熱する温度や時間は、シリコーン樹脂組成物を加熱硬化して、硬化物であるシリコーン樹脂を得る場合と同様であり、前述のとおりである。
また、本発明の光半導体素子封止体の製造方法については、シリコーン樹脂として本発明のシリコーン樹脂を使用する以外は、従来公知の方法が採用される。
このようにして得られる光半導体素子封止体は、耐硫化性、弾性および可撓性に優れている。
本発明の光半導体素子封止体の用途としては、例えば、自動車用ランプ(ヘッドランプ、テールランプ、方向ランプなど)、家庭用照明器具、工業用照明器具、舞台用照明器具、ディスプレイ、信号、プロジェクター等が挙げられる。
本発明のシリコーン樹脂組成物については、前述の光半導体素子の封止用以外にも、例えば、電子材料用の封止材組成物、建築用シーリング材組成物、自動車用シーリング材組成物、接着剤組成物などへの利用が期待される。
前記の電子材料としては、例えば、リードフレーム、配線済みのテープキャリア、配線板、ガラス、シリコンウエハなどの支持部材;半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタなどの能動素子;コンデンサ、抵抗体、コイルなどの受動素子を始め、ディスプレイ材料、光記録媒体材料、光学機器材料、光部品材料、光ファイバー材料、光・電子機能有機材料、半導体集積回路周辺材料等が挙げられる。
以下、本発明を実施例および比較例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例および比較例で使用した原料と、同じく採用した評価試験方法は、以下のとおりである。
(A)成分:両末端ビニル基封鎖ジメチルシロキサン(アルドリッチ社製ジビニルテトラメチルシロキサン、以下、「(A)」と略記する)
(B)成分:ハイドロジェンポリシロキサン(アルドリッチ社製テトラメチルジシロキサン、以下、「(B)」と略記する)
(C)成分:白金−テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン錯体(アルドリッチ社製、以下、「(C)」と略記する)
(D)成分:1,3,4,6−テトラアリルグリコールウリル(四国化成工業社製TA−G、以下、「(D)」と略記する)
[評価試験]
(1)透過率の測定
シリコーン樹脂組成物をガラス板(縦10cm、横10cm、厚さ4mm)で挟み、厚さ2mmの硬化物が得られるようにして、80℃/2時間、100℃/2時間、および150℃/4時間の加熱条件にて硬化させた。得られた初期硬化物と、初期硬化物を更に150℃で10日間加熱して得られた耐熱試験後硬化物について、紫外・可視吸収スペクトル測定装置(島津製作所社製)を用いて波長400nmにおける透過率を測定した。
次いで、得られた透過率から、透過保持率を下式により算出し、耐熱性を評価した。
透過率保持率(%)=(耐熱試験後硬化物の透過率)/(初期硬化物の透過率)×100
(2)耐熱着色安定性試験
前記の透過率の測定の場合と同様にして、得られた初期硬化物と、耐熱試験後硬化物について、黄変の度合を目視で観察し、その度合の差から耐熱性を評価した。
(3)耐硫化性試験
銀メッキ上にシリコーン樹脂組成物を厚さ1mm程度になるように塗布した後、前記の透過率の測定の場合と同様の加熱条件にて硬化させて、試験片を作製した。
続いて、10Lのデシケーターの底に粉状に粉砕した硫化鉄10g(塩酸0.5mmolに対して大過剰)を置き、この硫化鉄の上方に、硫化鉄に接触しないように目皿(貫通孔を有する)をデシケーター内に取り付け、この目皿の上に試験片を置いた。そして、硫化鉄に0.5mmolの塩酸を滴下することにより、0.25mmolの硫化水素(濃度の理論値:560ppm)を発生させた。
硫化水素の発生開始から24時間後における試験片の銀の変色を目視により確認し、下記評価基準に従い判定した。
○:変色が確認されなかった。
×:変色が確認された。
(4)密着性試験
シリコーン樹脂組成物を、LED用パッケージに流し込み、前記の透過率の測定の場合と同様の加熱条件にて硬化させて、試験片を作製した。
続いて、得られた試験片について、スパチュラを用いて硬化物を擦り、その密着性を、下記評価基準に従い判定した。
○:硬化物が容易に剥離しなかった。
×:硬化物が容易に剥離した。
[実施例1〜4、比較例1]
表1に示す組成となるように、各原料を真空撹拌機で均一に混合し、シリコーン樹脂組成物を調製した。
このシリコーン樹脂組成物について、評価試験を行ったところ、得られた試験結果は表1に示したとおりであった。
Figure 2015129274
表1に示した試験結果によれば、本発明のシリコーン樹脂組成物を用いることにより、耐熱性、耐硫化性および密着性に優れた硬化物を得ることができる。

Claims (9)

  1. ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも2つ有するポリシロキサンと、ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2つ有するポリシロキサン架橋剤と、ヒドロシリル化反応触媒と、化学式(I)で示されるグリコールウリル化合物とを含有し、前記のグリコールウリル化合物を、ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも2つ有するポリシロキサンの重量と、ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2つ有するポリシロキサン架橋剤の重量を合わせた重量100重量部に対して、0.1〜50重量部の割合で含有することを特徴とするシリコーン樹脂組成物。
    Figure 2015129274
    (式中、RおよびRは、同一または異なって、水素原子、低級アルキル基またはフェニル基を表し、R、RおよびRは、同一または異なって、水素原子またはアリル基を表す。)
  2. シラノール基を有するケイ素化合物を含有しない請求項1に記載のシリコーン樹脂組成物。
  3. 前記アルケニル基が、ビニル基または(メタ)アクリロイル基である請求項1または請求項2に記載のシリコーン樹脂組成物。
  4. 光半導体素子封止用に使用される請求項1〜請求項3の何れかに記載のシリコーン樹脂組成物。
  5. 請求項1〜請求項4の何れかに記載のシリコーン樹脂組成物を硬化させることによって得られるシリコーン樹脂。
  6. 請求項5に記載のシリコーン樹脂と、銀で構成される部材とを含むシリコーン樹脂含有構造体。
  7. LEDチップが請求項5に記載のシリコーン樹脂で封止されている光半導体素子封止体。
  8. 銀で構成される部材を更に含む請求項7に記載の光半導体素子封止体。
  9. 請求項1〜請求項4の何れかに記載のシリコーン樹脂組成物を、銀の存在下で硬化させる工程を含むシリコーン樹脂組成物の使用方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020026525A (ja) * 2018-08-08 2020-02-20 協立化学産業株式会社 熱硬化性樹脂組成物及び加工樹脂ワニス硬化フィルムの製造方法
CN113797599A (zh) * 2020-06-16 2021-12-17 江苏四新科技应用研究所股份有限公司 一种有机硅消泡组合物
CN115160928A (zh) * 2022-05-13 2022-10-11 广钢气体(广州)有限公司 一种抗菌硅橡胶涂层及其制备方法和应用

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020026525A (ja) * 2018-08-08 2020-02-20 協立化学産業株式会社 熱硬化性樹脂組成物及び加工樹脂ワニス硬化フィルムの製造方法
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CN113797599A (zh) * 2020-06-16 2021-12-17 江苏四新科技应用研究所股份有限公司 一种有机硅消泡组合物
CN113797599B (zh) * 2020-06-16 2023-10-31 江苏四新科技应用研究所股份有限公司 一种有机硅消泡组合物
CN115160928A (zh) * 2022-05-13 2022-10-11 广钢气体(广州)有限公司 一种抗菌硅橡胶涂层及其制备方法和应用
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