JP2017197601A - 縮合硬化性樹脂組成物及び半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】触媒不要で速やかに硬化し、且つ良好な硬さと耐クラック性を発揮するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物を含有する縮合硬化性樹脂組成物、及びその組成物の硬化物で封止された半導体装置を提供する。
【解決手段】(A)水酸基及び/又はアルコキシ基を分子内に少なくとも2個有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物と、(B)水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物とを含み、縮合触媒を含まない縮合硬化性樹脂組成物、及び、(C)水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物を含み、縮合触媒を含まない縮合硬化性樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、縮合硬化性樹脂組成物に関する。特には、シルフェニレン骨格を分子内に有する有機ケイ素化合物を含有する縮合硬化性樹脂組成物、及び該組成物の硬化物で封止された半導体装置に関する。
縮合硬化性シリコーン樹脂組成物は、耐熱性、耐光性等に優れることから、以前よりLED等の半導体素子を封止するための封止材として用いられてきた。例えば、特許文献1(特開2012−251058号公報)には、耐硫化性に優れ、LEDパッケージ内の底部銀面保護に効力を発揮する縮合硬化性シリコーン樹脂が記載されている。また、特許文献2(特開2012−111850号公報)には、被着体への接着性に優れる縮合硬化性シリコーン樹脂組成物が記載されている。
このように、縮合硬化性シリコーン樹脂組成物は、半導体封止材料として広く一般的に使用されているが、その特性は未だ満足できるものではない。特に、LED封止材は、光半導体装置のON/OFFによる温度変化の内部的なストレスに加えて気温や湿度の変化などの外部ストレスにも晒されるため、耐クラック性が非常に重要である。しかし、従来の縮合硬化性シリコーン樹脂組成物を硬化させて得られるシリコーン樹脂は、温度変化のストレスに耐えられず、耐クラック性に劣るという問題がある。一般的に、シリコーン樹脂において耐クラック性を改善するためにはシリコーン樹脂の硬度を下げ、柔らかくすることでストレスを緩和するといった対策がなされるが、シリコーン樹脂を柔らかくすると、形状が変形しやすくなる、シリコーン樹脂表面にベタツキが出るなどの別の問題が発生するため、製品の取扱いが難しくなる。また、ガスバリア性が低下してLEDの保護能力も低下してしまう。
硬化物の硬さを保ちながら靱性を持たせる方法として、樹脂中にシルフェニレン骨格を含有させる試みがなされている(特許文献3:特開2001−64393号公報、特許文献4:特開2005−133073号公報)。この方法は、一般的な樹脂中の架橋密度を増やして高い硬度を実現する方法に比べ、シルフェニレン骨格を導入してポリマー鎖の動きを抑制することで樹脂を剛直にし、高い硬さを実現できる。また、架橋密度を増やす方法では一般的に樹脂が脆くなるが、シルフェニレン骨格を導入する方法ではシルフェニレン骨格は直線状であるため脆くならず、高い靱性を発揮することができる。
一方、LED封止材として用いる場合には、耐クラック性以外にも硬化速度、耐熱性、耐光性が重要であるが、付加硬化性ポリオルガノシロキサン組成物に比べて反応性が低い縮合硬化性ポリオルガノシロキサン組成物では、生産性に劣り、反応性を向上させるために多量の縮合触媒を用いると、シリコーン樹脂の劣化も加速してしまうため、シリコーン樹脂本来の高い耐熱性や耐光性を発揮できないという問題がある。加えて、触媒自体が色を帯びていたり、劣化により色を呈するようになったりと透明性が重要な分野には不適な触媒も多い。
縮合硬化性ポリオルガノシロキサン組成物の改良、実用化については、これまでに様々な試みが行われている。例えば、特許文献5(特開2011−219729号公報)では、1分子内にシラノール基を2個以上有するポリオルガノシロキサンと1分子内に2個以上のケイ素原子結合アルコキシ基を有するポリオルガノシロキサンにアルミニウムや亜鉛の金属触媒に加え、リン酸エステルやホウ素化合物の縮合触媒を加えることによって硬化速度の向上を図りながら、樹脂の劣化を最小限にしようとしている。また、特許文献6(特許第4788837号公報)のように、アルケニル基とヒドロシリル基を有している付加硬化性のポリオルガノシロキサン組成物中にシラノール基やアルコキシ基も持たせ、付加硬化と縮合硬化を併用し、互いの欠点を補わせようという試みも行われている。更には、特許文献7(特許第4781780号公報)のように、あらかじめ縮合硬化性ポリオルガノシロキサン組成物の分子量を高分子量化しておくことで、少ない反応回数でゲル化を達成させる試みもなされている。
特開2012−251058号公報 特開2012−111850号公報 特開2001−64393号公報 特開2005−133073号公報 特開2011−219729号公報 特許第4788837号公報 特許第4781780号公報
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、触媒不要で速やかに硬化し、且つ良好な硬さと耐クラック性を発揮するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物を含有する縮合硬化性樹脂組成物、及びその組成物の硬化物で封止された半導体装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、(A)下記一般式(1)
Figure 2017197601
[式中、R1は独立に水素原子又は炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、R2は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、Zは独立に下記一般式(2)
Figure 2017197601
(式中、R3は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、nは0〜3の整数である。)
で示される基であり、Xは独立に水素原子又は炭素数1〜6の非置換一価炭化水素基であり、aは0〜500の整数であり、bは0〜5,000の整数であり、cは0〜500の整数であり、dは0〜500の整数であり、eは1〜500の整数であり、fは2〜100の整数であり、a+b+c+d+eは1〜5,001の整数である。]
で示される水酸基及び/又はアルコキシ基を分子内に少なくとも2個有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物100質量部と、(B)下記一般式(3)
Figure 2017197601
(式中、R1、R2、Z、Xは上記と同じであり、R4は水素原子、炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基又はOXである。a’は0〜500の整数であり、b’は0〜5,000の整数であり、c’は0〜500の整数であり、d’は0〜500の整数であり、e’は0〜500の整数であり、f’は0〜100の整数であり、g’は2〜100の整数であり、kは0又は1であり、a’+b’+c’+d’+e’+g’は2〜5,002の整数である。)
で示される水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物0.1〜200質量部を含み、縮合触媒を含まない縮合硬化性樹脂組成物、及び、(C)下記一般式(4)
Figure 2017197601
(式中、R1、R2、R4、X、Zは上記と同じであり、a”は0〜500の整数であり、b”は0〜5,000の整数であり、c”は0〜500の整数であり、d”は0〜500の整数であり、e”は1〜500の整数であり、f”は0〜100の整数であり、g”は2〜100の整数であり、kは0又は1であり、a”+b”+c”+d”+e”+g”は3〜5,003の整数である。)
で示される水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物を含み、縮合触媒を含まない縮合硬化性樹脂組成物が、良好な硬化速度を有し、硬さ、耐クラック性、耐熱性、耐光性を兼ね備える硬化物が得られることを見出し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は、下記の縮合硬化性樹脂組成物及び半導体装置を提供する。
〔1〕
(A)下記一般式(1)で示される水酸基及び/又はアルコキシ基を分子内に少なくとも2個有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物100質量部と、
Figure 2017197601
[式中、R1は独立に水素原子又は炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、R2は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、Zは独立に下記一般式(2)
Figure 2017197601
(式中、R3は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、nは0〜3の整数である。)
で示される基であり、Xは独立に水素原子又は炭素数1〜6の非置換一価炭化水素基であり、aは0〜500の整数であり、bは0〜5,000の整数であり、cは0〜500の整数であり、dは0〜500の整数であり、eは1〜500の整数であり、fは2〜100の整数であり、a+b+c+d+eは1〜5,001の整数である。]
(B)下記一般式(3)で示される水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物0.1〜200質量部
Figure 2017197601
(式中、R1、R2、Z、Xは上記と同じであり、R4は水素原子、炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基又はOXである。a’は0〜500の整数であり、b’は0〜5,000の整数であり、c’は0〜500の整数であり、d’は0〜500の整数であり、e’は0〜500の整数であり、f’は0〜100の整数であり、g’は2〜100の整数であり、kは0又は1であり、a’+b’+c’+d’+e’+g’は2〜5,002の整数である。)
を含み、縮合触媒を含まないことを特徴とする縮合硬化性樹脂組成物。
〔2〕
(C)下記一般式(4)で示される水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物を含み、縮合触媒を含まないことを特徴とする縮合硬化性樹脂組成物。
Figure 2017197601
[式中、R1は独立に水素原子又は炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、R2は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、Zは独立に下記一般式(2)
Figure 2017197601
(式中、R3は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、nは0〜3の整数である。)
で示される基であり、Xは独立に水素原子又は炭素数1〜6の非置換一価炭化水素基であり、R4は水素原子、炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基又はOXである。a”は0〜500の整数であり、b”は0〜5,000の整数であり、c”は0〜500の整数であり、d”は0〜500の整数であり、e”は1〜500の整数であり、f”は0〜100の整数であり、g”は2〜100の整数であり、kは0又は1であり、a”+b”+c”+d”+e”+g”は3〜5,003の整数である。]
〔3〕
更に、(D)アセトキシ基、ケトオキシム基及びアルケノキシ基から選ばれる加水分解可能な基を1分子中に少なくとも2個有する有機ケイ素化合物又はその部分加水分解物を(A)成分と(B)成分の合計100質量部又は(C)成分100質量部に対して0.1〜30質量部含む〔1〕又は〔2〕に記載の縮合硬化性樹脂組成物。
〔4〕
更に、(E)下記一般式(6)で示される水酸基及び/又はアルコキシ基を分子内に少なくとも2個有する有機ケイ素化合物を(A)成分と(B)成分の合計100質量部又は(C)成分100質量部に対して5〜500質量部含む〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の縮合硬化性樹脂組成物。
Figure 2017197601
(式中、R1、R2、Xは上記と同じであり、a'''は0〜500の整数であり、b'''は0〜5,000の整数であり、c'''は0〜500の整数であり、d'''は0〜500の整数であり、f'''は2〜100の整数であり、1≦b'''+c'''+d'''≦5,000である。)
〔5〕
〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の縮合硬化性樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。
本発明の縮合硬化性樹脂組成物によれば、シルフェニレン骨格を有することで優れた耐クラック性を示し、触媒が不要であるにもかかわらず、良好な硬化性を示し、優れた耐熱性と耐光性を発揮する硬化物を得ることができる。
以下、本発明について更に詳細に説明する。
本発明の実施形態は大きく2つに分けることができ、実施形態の1つは(A)成分と(B)成分を必須成分とするものであり、別の1つは(C)成分を必須成分とするものである。以下、順に説明する。
「実施形態1 (A)成分と(B)成分を必須成分とする形態」
[(A)水酸基及び/又はアルコキシ基を分子内に少なくとも2個有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物]
本発明の(A)成分は、下記一般式(1)で示される水酸基及び/又はアルコキシ基を分子内に少なくとも2個有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物である。
Figure 2017197601
[式中、R1は独立に水素原子又は炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、R2は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、Zは独立に下記一般式(2)
Figure 2017197601
(式中、R3は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、nは0〜3の整数である。)
で示される基であり、Xは独立に水素原子又は炭素数1〜6の非置換一価炭化水素基であり、aは0〜500の整数であり、bは0〜5,000の整数であり、cは0〜500の整数であり、dは0〜500の整数であり、eは1〜500の整数であり、fは2〜100の整数であり、a+b+c+d+eは1〜5,001の整数である。]
上記式(1)において、R1は独立に水素原子又は炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、具体的には、水素原子、もしくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基などの炭素数1〜12の一価脂肪族飽和炭化水素基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基などの炭素数6〜12の一価芳香族炭化水素基などが挙げられ、メチル基もしくはフェニル基が好ましい。
2は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、上記R1で例示した具体例から水素原子を除いたものが同様に例示され、メチル基もしくはフェニル基が好ましい。
Xは独立に水素原子又は炭素数1〜6の非置換一価炭化水素基であり、水素原子、もしくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基などの炭素数1〜6の一価脂肪族飽和炭化水素基、フェニル基などが挙げられ、メチル基、エチル基が好ましい。
上記式(2)において、R3は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基などの炭素数1〜12の一価脂肪族飽和炭化水素基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基などの炭素数6〜12の一価芳香族炭化水素基が挙げられ、メチル基、フェニル基が好ましい。
上記式(1)において、aは0〜500の整数であり、好ましくは0〜250の整数であり、更に好ましくは0〜100の整数である。bは0〜5,000の整数であり、好ましくは0〜2,500の整数であり、更に好ましくは0〜1,000の整数である。cは0〜500の整数であり、好ましくは0〜250の整数であり、更に好ましくは0〜100の整数である。dは0〜500の整数であり、好ましくは0〜250の整数であり、更に好ましくは0〜100の整数である。eは1〜500の整数であり、好ましくは1〜250の整数であり、更に好ましくは1〜100の整数である。fは2〜100の整数であり、好ましくは2〜75の整数であり、更に好ましくは2〜50の整数である。a+b+c+d+eは1〜5,001の整数であり、好ましくは1〜4,000の整数であり、更に好ましくは1〜2,500の整数である。
上記式(2)において、nは0〜3の整数であり、好ましくは0又は1であり、更に好ましくは1である。
該有機ケイ素化合物は、公知の方法によって製造されたものであってよく、例えば、下記式(5)
Figure 2017197601
(式中、R3、nは上記と同じであり、Yは加水分解性基又は水酸基である。)
で示される加水分解性基又は水酸基を有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物と任意の加水分解性シラン又は加水分解性シロキサンとを公知の方法により共(加水分解)縮合することによって得ることができる。また、YがOX(Xは上記と同じ)のものであれば(A)成分としてそのまま用いることもできる。
上記式(5)において、Yの加水分解性基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10、好ましくは1〜6のアルコキシ基、メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基等の炭素数2〜10のアルコキシアルコキシ基、アセトキシ基等の炭素数1〜10のアシロキシ基、イソプロペノキシ基等の炭素数2〜10のアルケニルオキシ基、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子などが挙げられ、Yとしては水酸基、塩素原子、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
上記式(5)で示される加水分解性基又は水酸基を有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物の例としては、次のようなものが挙げられる。
Figure 2017197601
Figure 2017197601
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Figure 2017197601
Figure 2017197601
Figure 2017197601
(A)成分は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
[(B)水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物]
本発明の(B)成分は、下記一般式(3)で示される水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物である。
Figure 2017197601
(式中、R1、R2、Z、Xは上記と同じであり、R4は水素原子、炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基又はOXである。a’は0〜500の整数であり、b’は0〜5,000の整数であり、c’は0〜500の整数であり、d’は0〜500の整数であり、e’は0〜500の整数であり、f’は0〜100の整数であり、g’は2〜100の整数であり、kは0又は1であり、a’+b’+c’+d’+e’+g’は2〜5,002の整数である。)
上記式(3)において、R1、R2、Z、Xは上記式(1)で例示したものと同じであり、同様のものを例示することができる。
4は水素原子、炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基又はOXであり、炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基としては、上記式(1)のR1で例示したものと同様のものを例示することができ、Xは上記式(1)のXと同じであり、同様のものを例示することができる。
a’は0〜500の整数であり、好ましくは0〜250の整数であり、更に好ましくは0〜100の整数である。b’は0〜5,000の整数であり、好ましくは0〜2,500の整数であり、更に好ましくは0〜1,000の整数である。c’は0〜500の整数であり、好ましくは0〜250の整数であり、更に好ましくは0〜100の整数である。d’は0〜500の整数であり、好ましくは0〜250の整数であり、更に好ましくは0〜100の整数である。e’は0〜500の整数であり、好ましくは1〜500の整数であり、より好ましくは1〜250の整数であり、更に好ましくは1〜100の整数である。f’は0〜100の整数であり、好ましくは1〜100の整数であり、より好ましくは2〜75の整数であり、更に好ましくは2〜50の整数である。g’は2〜100の整数であり、好ましくは2〜75の整数であり、更に好ましくは2〜50の整数である。kは0又は1であり、好ましくは0である。a’+b’+c’+d’+e’+g’は2〜5,002の整数であり、好ましくは2〜4,000の整数であり、更に好ましくは2〜2,500の整数である。
(B)成分に含まれる(R1 kHSi(OX)2-k0.5)単位は、加水分解性が早いために、触媒が存在せずとも(A)成分のOX基と共加水分解しながら速やかに縮合硬化反応を進行させることができる。
該有機ケイ素化合物は、公知の方法によって製造されたものであってよい。例えば、特開2014−167091号公報に記載されているように、シラノール基含有有機ケイ素化合物と、水素原子及び少なくとも2個のアルコキシ基を同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物とを、周期表第2族元素の水酸化物、周期表第2族元素の水酸化物の水和物、周期表第2族元素の酸化物、周期表第3〜第15族に属する金属元素の水酸化物もしくは酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1種を触媒として、縮合反応させることで得られる。
(B)成分は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(B)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して0.1〜200質量部となる量であり、好ましくは0.5〜100質量部となる量であり、更に好ましくは1〜50質量部となる量である。この範囲内であれば(A)成分のシルフェニレン骨格による耐クラック性と(B)成分による優れた硬化性を同時に得ることができる。
「実施形態2 (C)成分を必須成分とする形態」
[(C)水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物]
本発明の(C)成分は、下記一般式(4)で示される水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物である。
Figure 2017197601
(式中、R1、R2、R4、Z、X、kは上記と同じであり、a”は0〜500の整数であり、b”は0〜5,000の整数であり、c”は0〜500の整数であり、d”は0〜500の整数であり、e”は1〜500の整数であり、f”は0〜100の整数であり、g”は2〜100の整数であり、kは0又は1であり、a”+b”+c”+d”+e”+g”は3〜5,003の整数である。)
上記式(4)において、R1、R2、R4、Z、Xは上記式(1)あるいは(3)で例示したものと同じであり、同様のものを例示することができる。
a”は0〜500の整数であり、好ましくは0〜250の整数であり、更に好ましくは0〜100の整数である。b”は0〜5,000の整数であり、好ましくは0〜2,500の整数であり、更に好ましくは0〜1,000の整数である。c”は0〜500の整数であり、好ましくは0〜250の整数であり、更に好ましくは0〜100の整数である。d”は0〜500の整数であり、好ましくは0〜250の整数であり、更に好ましくは0〜100の整数である。e”は1〜500の整数であり、好ましくは1〜250の整数であり、更に好ましくは1〜100の整数である。f”は0〜100の整数であり、好ましくは0〜75の整数であり、更に好ましくは0〜50の整数である。g”は2〜100の整数であり、好ましくは2〜75の整数であり、更に好ましくは2〜50の整数である。kは上記と同じで0又は1であり、好ましくは0である。a”+b”+c”+d”+e”+g”は3〜5,003の整数であり、好ましくは3〜4,000の整数であり、更に好ましくは3〜2,500の整数である。
(C)成分に含まれる(R1 kHSi(OX)2-k0.5)単位は、加水分解性が早いために、触媒が存在せずとも(共)加水分解しながら速やかに縮合硬化反応を進行させることができる。
(C)成分は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
該有機ケイ素化合物は、公知の方法によって製造されたものであってよい。例えば、前記(B)成分を製造する方法と同様に、シラノール基を有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物と、水素原子及び少なくとも2個のアルコキシ基を同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物とを、特定の触媒存在下で縮合反応させることにより得られる。
また、上記(A)成分と(B)成分とを部分的に反応させたものを用いることもできる。この場合、(A)成分と(B)成分との反応物は、(A)成分と(B)成分を目的とする(C)成分が得られる任意の量で混合し、50〜200℃にて0.5〜72時間加熱することによって得ることができる。この時、反応性を調整する目的で任意の溶媒を用いてもよい。
本発明の実施形態1及び実施形態2において、縮合触媒を含まないことが本発明の特徴である。ここで、縮合触媒とは、金属系触媒及び酸塩基触媒である。具体的に、金属系触媒の例としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、tert−ブトキシ基などを有する金属アルコキシド;酢酸、アセト酢酸、2−エチルヘキサン酸、オクチル酸、ネオデカン酸、ラウリン酸、ステアリン酸のような脂肪族カルボン酸の金属塩、ナフテン酸のような脂環式カルボン酸の金属塩、安息香酸、p−tert−ブチル安息香酸、サリチル酸のような芳香族カルボン酸等の金属塩;アセチルアセトナートや2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネートとの金属キレートが挙げられる。酸塩基触媒としては、カルボン酸、フェニルボラン酸、トリスペンタフルオロフェニルボランなどの酸性触媒;アンモニア、アミン、アルカリ金属のシラノレート及びシリコナート、アンモニウム及びホスホニウム水酸化物とこれらのシラノラート、ならびにアンモニウム及びホスホニウムアルコキシドなどの塩基性触媒が挙げられる。これらの触媒を含むと耐熱性や耐光性が低下してしまったり、触媒の影響で硬化物の着色が生じたりする。
本発明の縮合硬化性樹脂組成物には、硬化性を向上させる目的で、下記の(D)加水分解性有機ケイ素化合物を任意に使用することができる。
[(D)加水分解性有機ケイ素化合物]
(D)成分は、アセトキシ基、ケトオキシム基及びアルケノキシ基から選ばれる加水分解可能な基を1分子中に少なくとも2個有する有機ケイ素化合物又はその部分加水分解物である。
上記加水分解可能な基は、1分子中に少なくとも2個有することが好ましく、更には3個有することが好ましい。
また、この有機ケイ素化合物がケイ素原子に結合し得る加水分解性基以外の有機基を有する場合は、前記したR2と同様の炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基が好ましく、特に合成が容易であるという面から炭素数が1〜6のアルキル基、炭素数が6〜12のアリール基が好ましい。
このような(D)成分の有機ケイ素化合物として、具体的には、ジアセトキシメチルシラン、ジアセトキシジメチルシラン、メチルトリアセトキシシラン、テトラアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、ジアセトキシメチルフェニルシラン等のアセトキシ基を有するアセトキシシラン、メチルトリ(ブタノキシム)シラン、フェニルトリ(ブタノキシム)シラン、プロピルトリ(ブタノキシム)シラン等のケトオキシム基を有するシラン、メチルトリイソプロペノキシシラン、トリイソプロペノキシシラン、テトラプロペノキシシラン、フェニルトリアルケノキシシラン、イソプロピルプロペノキシシラン、ブチルトリプロペノキシシラン等のアルケノキシ基を有するシラン、及びそれらの部分加水分解物が例示される。
上記(D)成分を配合する場合の配合量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部又は(C)成分100質量部に対して0.1〜30質量部であることが好ましく、特に0.5〜20質量部とすることが好ましい。配合量が0.1質量部に満たないと組成物の硬化を促進する効果が十分に得られない場合があり、30質量部を超えると保存安定性が悪くなる場合がある。
本発明の縮合硬化性樹脂組成物には、組成物の粘度や反応性、硬化物の硬さなどを調節する目的で、下記の(E)水酸基及び/又はアルコキシ基を分子内に少なくとも2個有する有機ケイ素化合物を任意に使用することができる。
[(E)水酸基及び/又はアルコキシ基を分子内に少なくとも2個有する有機ケイ素化合物]
(E)成分は、下記一般式(6)で示される水酸基及び/又はアルコキシ基を分子内に少なくとも2個有する有機ケイ素化合物である。なお、(E)成分は、シルフェニレン骨格を含まず、水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有することのない点で、上記(A)〜(C)成分と相違するものである。
Figure 2017197601
(式中、R1、R2、Xは上記と同じであり、a'''は0〜500の整数であり、b'''は0〜5,000の整数であり、c'''は0〜500の整数であり、d'''は0〜500の整数であり、f'''は2〜100の整数であり、1≦b'''+c'''+d'''≦5,000である。)
上記式(6)において、R1、R2、Xは上記式(1)で例示したものと同じであり、同様のものを例示することができる。
a'''は0〜500の整数であり、好ましくは0〜250の整数であり、更に好ましくは0〜100の整数である。b'''は0〜5,000の整数であり、好ましくは0〜2,500の整数であり、更に好ましくは0〜1,000の整数である。c'''は0〜500の整数であり、好ましくは0〜250の整数であり、更に好ましくは0〜100の整数である。d'''は0〜500の整数であり、好ましくは0〜250の整数であり、更に好ましくは0〜100の整数である。f'''は2〜100の整数であり、好ましくは2〜75の整数であり、更に好ましくは2〜50の整数である。1≦b'''+c'''+d'''≦5,000であり、好ましくは5≦b'''+c'''+d'''≦2,500であり、更に好ましくは10≦b'''+c'''+d'''≦1,000である。
(E)成分を配合する場合の配合量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部又は(C)成分100質量部に対して5〜500質量部であることが好ましく、特に10〜300質量部であることが好ましい。配合量が少なすぎると、配合した(E)成分の効果が得られにくい場合があり、多すぎると硬化速度が遅くなる場合がある。
本発明の縮合硬化性樹脂組成物は、上述した(A)〜(E)成分以外に、必要に応じて、蛍光体、無機充填材、接着助剤、及び硬化抑制剤等を含有してもよい。以下、各成分について説明する。
[蛍光体]
蛍光体は、特に制限されるものでなく、従来公知の蛍光体を使用すればよい。例えば、半導体素子、特に窒化物系半導体を発光層とする半導体発光ダイオードからの光を吸収し、異なる波長の光に波長変換するものであることが好ましい。このような蛍光体としては、例えば、Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体、Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類金属ケイ酸塩蛍光体、アルカリ土類金属硫化物蛍光体、アルカリ土類金属チオガレート蛍光体、アルカリ土類金属窒化ケイ素蛍光体、ゲルマン酸塩蛍光体、又は、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体、希土類ケイ酸塩蛍光体又はEu等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体蛍光体、Ca−Al−Si−O−N系オキシ窒化物ガラス蛍光体等から選ばれる1種以上であることが好ましい。
Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光体としては、M2Si58:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種である。)が挙げられる。また、MSi710:Eu、M1.8Si50.28:Eu、及びM0.9Si70.110:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種である。)などが挙げられる。
Eu、Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体としては、MSi222:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種である。)が挙げられる。
Eu等のランタノイド系、Mn等の遷移金属系の元素により主に賦活されるアルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光体としては、M5(PO43X’:R’(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種である。X’は、F、Cl、Br、Iから選ばれる少なくとも1種である。R’は、Eu、Mn、Eu及びMnのいずれか1以上である。)が挙げられる。
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体としては、M259X’:R’(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種である。X’は、F、Cl、Br、Iから選ばれる少なくとも1種である。R’は、Eu、Mn、Eu及びMnのいずれか1以上である。)が挙げられる。
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体としては、SrAl24:R’、Sr4Al1425:R’、CaAl24:R’、BaMg2Al1627:R’、BaMg2Al1612:R’、及びBaMgAl1017:R’(R’は、Eu、Mn、Eu及びMnのいずれか1以上である。)が挙げられる。
アルカリ土類金属硫化物蛍光体としては、La22S:Eu、Y22S:Eu、及びGd22S:Euなどが挙げられる。
Ce等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体としては、Y3Al512:Ce、(Y0.8Gd0.23Al512:Ce、Y3(Al0.8Ga0.2512:Ce、及び(Y,Gd)3(Al,Ga)512の組成式で表されるYAG系蛍光体が挙げられる。また、Yの一部もしくは全部をTb、Lu等で置換したTb3Al512:Ce、Lu3Al512:Ceなどもある。
その他の蛍光体には、ZnS:Eu、Zn2GeO4:Mn、MGa24:Eu(Mは、Sr、Ca、Ba、Mg、Znから選ばれる少なくとも1種である。)などが挙げられる。
上記蛍光体は、所望に応じてEuに代えて、又は、Euに加えてTb、Cu、Ag、Au、Cr、Nd、Dy、Co、Ni、Tiから選択される1種以上を含有させることができる。
Ca−Al−Si−O−N系オキシ窒化物ガラス蛍光体とは、モル%で、CaCO3をCaOに換算して20〜50モル%、Al23を0〜30モル%、SiOを25〜60モル%、AlNを5〜50モル%、希土類酸化物又は遷移金属酸化物を0.1〜20モル%とし、5成分の合計が100モル%となるオキシ窒化物ガラスを母体材料とした蛍光体である。なお、オキシ窒化物ガラスを母体材料とした蛍光体では、窒素含有量が15モル%以下であることが好ましく、希土類酸化物イオンの他に増感剤となる他の希土類元素イオンを希土類酸化物として蛍光ガラス中に0.1〜10モル%の範囲の含有量で共賦活剤として含むことが好ましい。
また、上記蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、効果を有する蛍光体を使用することもできる。
本発明に用いる蛍光体は、平均粒径10nm以上を有することが好ましく、より好ましくは10nm〜10μm、更に好ましくは10nm〜1μmを有するのがよい。上記平均粒径は、シーラスレーザー測定装置などのレーザー光回折法による粒度分布測定で測定される。
蛍光体を配合する場合の配合量は、蛍光体以外の成分、例えば(A)成分と(B)成分の合計100質量部又は(C)成分100質量部に対して、0.1〜2,000質量部が好ましく、より好ましくは1〜1,000質量部である。
[無機充填材]
無機充填材としては、例えば、シリカ、ヒュームドシリカ、ヒュームド二酸化チタン、アルミナ、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、二酸化チタン、酸化第二鉄、及び酸化亜鉛等を挙げることができる。これらは、1種単独で又は2種以上を併せて使用することができる。
無機充填材を配合する場合の配合量は特に制限されないが、(A)成分と(B)成分の合計100質量部又は(C)成分100質量部あたり20質量部以下、好ましくは0.1〜10質量部の範囲で適宜配合すればよい。
[接着助剤]
本発明の縮合硬化性樹脂組成物は、接着性を付与するため、必要に応じて接着助剤を含有してよい。接着助剤としては、例えば、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子、アルケニル基、アルコキシ基から選ばれる官能性基を少なくとも2種とエポキシ基を有するオルガノシロキサンオリゴマーが挙げられる。該オルガノシロキサンオリゴマーは、ケイ素原子数4〜50個であることが好ましく、より好ましくは4〜20個である。なお、この接着助剤は、シルフェニレン骨格を含まず、水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有することがなく、更にエポキシ基を必須とする点で、上記成分と相違するものである。
また、接着助剤として、下記一般式(7)で示されるオルガノオキシシリル変性イソシアヌレート化合物、及びその加水分解縮合物(オルガノシロキサン変性イソシアヌレート化合物)を使用することができる。
Figure 2017197601
上記式(7)中、R5は互いに独立に、下記一般式(8)で示される有機基、又は酸素原子を有していてもよい一価脂肪族不飽和炭化水素基である。但し、R5の少なくとも1個は下記一般式(8)で示される基である。
Figure 2017197601
(式中、R6は水素原子又は炭素数1〜6の非置換一価炭化水素基であり、上記式(1)のXで例示したものと同様のものを例示することができる。hは1〜6の整数、好ましくは1〜4の整数である。)
上記式(7)において、酸素原子を有していてもよい一価脂肪族不飽和炭化水素基としては、好ましくは炭素数2〜8、更に好ましくは炭素数2〜6の、直鎖状又は分岐状のアルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基、1−ブテニル基、1−ヘキセニル基、及び2−メチルプロペニル基、又は(メタ)アクリル基等が挙げられる。
接着助剤を配合する場合の配合量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部又は(C)成分100質量部に対して、10質量部以下が好ましく、より好ましくは0.1〜8質量部、特に好ましくは0.2〜5質量部である。この範囲内であれば、本発明の効果を損なうことなく、接着力を向上することができる。
[その他の添加剤]
本発明の縮合硬化性樹脂組成物には、上記成分のほかに、その他の添加剤を配合することができる。その他の添加剤としては、例えば、ラジカル禁止剤、難燃剤、界面活性剤、光安定剤、増粘剤、可塑剤、酸化防止剤、熱安定剤、導電性付与剤、帯電防止剤、放射線遮断剤、核剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、金属不活性化剤、物性調整剤、有機溶剤等が挙げられる。これらの任意成分は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
本発明の縮合硬化性樹脂組成物の最も単純な実施形態は、(A)成分と(B)成分、又は(C)成分のみからなる組成物である。特には、高い透明性を有する硬化物を得るために、シリカ充填材等の無機充填材を含有しないのがよい。該無機充填材の例は上述の通りである。
本発明の縮合硬化性樹脂組成物の調製方法は特に制限されるものでなく、従来公知の方法に従えばよく、上記(A)成分と(B)成分、又は(C)成分、及びその他の任意成分を任意の方法により混合して調製すればよい。例えば、市販の攪拌機(THINKY CONDITIONING MIXER(株)シンキー製)等に入れて、1〜5分間程度、均一に混合することによって調製することができる。
本発明の縮合硬化性樹脂組成物を硬化する方法は特に制限されるものでなく、従来公知の方法に従えばよい。例えば、30〜200℃、1〜48時間程度で硬化することができる。特には、60〜200℃でステップキュアによって硬化させることが好ましい。ステップキュアでは、以下の2段階を経ることがより好ましい。まず、縮合硬化性樹脂組成物を60〜100℃の温度で0.5〜4時間加熱し、十分に脱泡させる。次いで、縮合硬化性樹脂組成物を120〜200℃の温度で1〜48時間加熱硬化させる。これらの段階を経ることにより、硬化物が厚い場合であっても十分に硬化し、気泡の発生がなく、無色透明を有することができる。本発明において、無色透明の硬化物とは、1mm厚に対する450nmにおける光透過率が80%以上、好ましくは85%以上、特に好ましくは90%以上であるものを意味する。
本発明の縮合硬化性樹脂組成物は、高い光透過性を有する硬化物を与える。従って、本発明の縮合硬化性樹脂組成物は、LED素子封止用、特に青色LEDや紫外LEDの素子封止用として有用である。本発明の縮合硬化性樹脂組成物でLED素子等を封止する方法は従来公知の方法に従えばよい。例えば、ディスペンス法、及びコンプレッションモールド法などが使用できる。
更に本発明の縮合硬化性樹脂組成物は、優れた耐クラック性、耐熱性、耐光性、及び透明性等を有する硬化物を与えるため、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、及び半導体集積回路周辺材料等の用途にも有用である。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
実施例及び比較例にて使用した(A)〜(F)成分は以下の通りである。また、Meはメチル基、Etはエチル基、iPrはイソプロピル基、Phはフェニル基、Z、Z’、Z”はそれぞれ下記式を表す。
Figure 2017197601
Figure 2017197601
Figure 2017197601
(A−1)下記式で表される分岐状シルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
(Me3SiO0.54(PhSiO1.516Z’3(O0.5H)4
(A−2)下記式で表される分岐状シルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
(Me3SiO0.54(PhSiO1.5163(O0.5H)4
(A−3)下記式で表される分岐状シルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
(Me3SiO0.530(SiO245Z’5(O0.5R)6 R=H又はiPr
(A−4)下記式で表される分岐状シルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
(Me3SiO0.5180(SiO2180Z’40(O0.5R)60 R=H又はEt
(A−5)下記式で表される分岐状シルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
(Me3SiO0.530(Me2SiO)30(MeSiO1.5190Z'20(O0.5R)50 R=H又はMe
(A−6)下記式で表される直鎖状シルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
MeO0.5−Z”−O0.5Me
(A−7)下記式で表される直鎖状シルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
HO0.5−(PhMeSiO)282−O0.5
(A−8)下記式で表される直鎖状シルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
HO0.5−(PhMeSiO)28Z’2−O0.5
(A−9)下記式で表される直鎖状シルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
RO0.5−(Me2SiO)300Z’45−O0.5R R=H又はMe
(A−10)下記式で表される直鎖状シルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
RO0.5−(Me2SiO)1980Z’495−O0.5R R=H又はMe
(B−1)下記式で表される水素原子とアルコキシ基を同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
(HSi(OEt)20.52(Ph2SiO)
(B−2)下記式で表される水素原子とアルコキシ基を同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
(HSi(OMe)20.52(Me(OMe)SiO)3
(B−3)下記式で表される水素原子とアルコキシ基を同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
(HSi(OMe)20.52(Me2SiO)1980
(B−4)下記式で表される水素原子とアルコキシ基を同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
(HSi(OMe)20.54(Me3SiO0.54(PhSiO1.516
(B−5)下記式で表される水素原子とアルコキシ基を同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
Figure 2017197601
(B−6)下記式で表される水素原子とアルコキシ基を同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
Figure 2017197601
(C−1)下記式で表される水素原子とアルコキシ基を同一ケイ素原子上に有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
Figure 2017197601
(C−2)下記式で表される水素原子とアルコキシ基を同一ケイ素原子上に有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
Figure 2017197601
(C−3)下記手順により合成された(A−1)と(B−1)の縮合物
10Lのフラスコ中で上記(A−1)3,414g(1mol)と上記(B−1)1,274g(3.5mol)をトルエン1,500gに均一溶解させ、100℃で6時間、縮合反応を行った。次いで、トルエンを減圧留去し、下記化合物を得た。
Figure 2017197601
(D−1)下記式で表されるフェニルトリイソプロペノキシシラン(信越化学工業株式会社製)
Figure 2017197601
(D−2)下記式で表されるメチルトリスブタノキシムシラン(信越化学工業株式会社製)
Figure 2017197601
(E−1)下記式で表される分岐状有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
(Me3SiO0.54(PhSiO1.518(O0.5H)4
(E−2)下記式で表される分岐状有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
(Me3SiO0.530(SiO245(O0.5R)4 R=H又はiPr
(E−3)下記式で表される直鎖状有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
HO−(PhMeSiO)30−H
(E−4)下記式で表される直鎖状有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
RO−(Me2SiO)300−R R=H又はMe
(E−5)下記式で表される直鎖状有機ケイ素化合物(信越化学工業株式会社製)
RO−(Me2SiO)25000−R R=H又はMe
(F)縮合触媒 オルガチックスTC−750(チタンエチルアセトアセテート、マツモトファインケミカル(株)製、Ti含有量11.2質量%)
[実施例1〜13及び比較例1〜3]
上記各成分を表1,2に記載の配合量で混合し、縮合硬化性樹脂組成物を調製した。実施例及び比較例で調製した縮合硬化性樹脂組成物について、以下に示す試験を行った。
[(1)縮合硬化性樹脂組成物の粘度]
JIS Z 8803:2011に準じ、B型粘度計を用いて23℃での縮合硬化性樹脂組成物の粘度を測定した。結果を表3,4に記載する。
[(2)硬化物の硬さ]
50mm径×10mm厚のアルミシャーレに調製した縮合硬化性樹脂組成物を流し込み、60℃×1時間、100℃×1時間、次いで150℃×4時間の順でステップキュアして硬化物を得た。該硬化物の硬さ(Shore DもしくはType A)をJIS K 6253−3:2012に準拠して測定した。結果を表3,4に記載する。
[(3)硬化物の引張強さ及び切断時伸び]
150mm×200mm×2mm厚の凹型テフロン(登録商標)金型に縮合硬化性樹脂組成物を流し込み、60℃×1時間、100℃×1時間、次いで150℃×8時間の順でステップキュアしてサンプルを作製した。JIS K 6251:2010に準拠して、EZ TEST(EZ−L、株式会社島津製作所製)を用いて、試験速度500mm/min、つかみ具間距離80mm、及び標点間距離40mmの条件でサンプルの引張強さと切断時伸びを測定した。結果を表3,4に記載する。
[(4)温度サイクル試験]
Tiger3528パッケージ(信越化学工業株式会社製)に縮合硬化性樹脂組成物をディスペンスし、60℃×1時間、100℃×1時間、次いで150℃×8時間の順でステップキュアし、硬化物でパッケージを封止した試験体を製造した。該試験体の20個について、−55℃〜165℃、1,000回のサーマルサイクル試験(TCT)を行い、封止物にクラックが生じた試験体の数を計測した。結果を表3,4に記載する。
[(5)硬化物の光透過率]
50mm×20mm×1mm厚のスライドガラス2枚の間に凹型の1mm厚テフロン(登録商標)スペーサーを挟み、それらを固定した後、縮合硬化性樹脂組成物を流し込み、60℃×1時間、100℃×1時間、次いで150℃×8時間の順でステップキュアしてサンプルを作製した。得られたサンプルの450nmにおける光透過率を分光光度計U−4100(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)にて測定した。結果を表3,4に記載する。
[(6)耐熱性試験]
上記試験(5)で作製したサンプルを180℃にて1,000時間放置した後、450nmにおける光透過率を分光光度計U−4100(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)にて測定した。結果を表3,4に記載する。
[(7)耐光性試験]
上記試験(5)で作製したサンプルに、温度調節機能付きレーザー照射装置(光源:日亜化学株式会社製UV−LED、オーブン:ESPEC STH−120、検出器:ADVANTEST R8240)を用いて、100℃にて440nmのレーザー光(出力:250mW/mm2)を1,000時間照射した。初期(0時間)の440nmにおける透過率を100%として、レーザーを1,000時間照射した後の透過率との比較を行った。結果を表3,4に記載する。
Figure 2017197601
Figure 2017197601
Figure 2017197601
Figure 2017197601
表1〜4に示されるように、シルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物を用いた縮合硬化性樹脂組成物(実施例1〜13)では、シルフェニレン骨格を含まない有機ケイ素化合物のみからなる縮合硬化性樹脂組成物(比較例1〜3)に比べ、硬くても伸びのある良好な機械的強度を有した硬化物を得ることができた。一方、縮合触媒を含まない縮合硬化性樹脂組成物(実施例1〜13及び比較例2)は、縮合触媒を含む硬化性樹脂組成物(比較例1、3)に比べ、高い耐熱性と耐光性を示した。このように、本発明のシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物を用い、縮合触媒を含まない縮合硬化性樹脂組成物は、その硬化物に剛直性を付与する一方、高い靱性も付与することができ、加えて触媒を含まないことから極めて高い耐熱性と耐光性を発揮することができる。
本発明のシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物を用いた縮合硬化性樹脂組成物から得られる硬化物は、機械特性が良好であり、高い耐熱性と耐光性も有している。従って、本発明の縮合硬化性樹脂組成物の硬化物で半導体素子を封止することにより、信頼性に優れる半導体装置を提供できる。また、本発明の縮合硬化性樹脂組成物は、触媒を含まないにもかかわらず、触媒を用いた場合と同様に良好な硬化物が得られる。また、得られる硬化物は触媒を含有していないことから高い耐熱性と耐光性を発揮する。これらの特徴から、本発明の縮合硬化性樹脂組成物及びその硬化物は、LED素子封止用、特に青色LEDや紫外LEDの素子封止用の材料として有用である。

Claims (5)

  1. (A)下記一般式(1)で示される水酸基及び/又はアルコキシ基を分子内に少なくとも2個有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物100質量部と、
    Figure 2017197601
    [式中、R1は独立に水素原子又は炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、R2は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、Zは独立に下記一般式(2)
    Figure 2017197601
    (式中、R3は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、nは0〜3の整数である。)
    で示される基であり、Xは独立に水素原子又は炭素数1〜6の非置換一価炭化水素基であり、aは0〜500の整数であり、bは0〜5,000の整数であり、cは0〜500の整数であり、dは0〜500の整数であり、eは1〜500の整数であり、fは2〜100の整数であり、a+b+c+d+eは1〜5,001の整数である。]
    (B)下記一般式(3)で示される水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有する有機ケイ素化合物0.1〜200質量部
    Figure 2017197601
    (式中、R1、R2、Z、Xは上記と同じであり、R4は水素原子、炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基又はOXである。a’は0〜500の整数であり、b’は0〜5,000の整数であり、c’は0〜500の整数であり、d’は0〜500の整数であり、e’は0〜500の整数であり、f’は0〜100の整数であり、g’は2〜100の整数であり、kは0又は1であり、a’+b’+c’+d’+e’+g’は2〜5,002の整数である。)
    を含み、縮合触媒を含まないことを特徴とする縮合硬化性樹脂組成物。
  2. (C)下記一般式(4)で示される水素原子と水酸基及び/又はアルコキシ基とを同一ケイ素原子上に有するシルフェニレン骨格含有有機ケイ素化合物を含み、縮合触媒を含まないことを特徴とする縮合硬化性樹脂組成物。
    Figure 2017197601
    [式中、R1は独立に水素原子又は炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、R2は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、Zは独立に下記一般式(2)
    Figure 2017197601
    (式中、R3は独立に炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基であり、nは0〜3の整数である。)
    で示される基であり、Xは独立に水素原子又は炭素数1〜6の非置換一価炭化水素基であり、R4は水素原子、炭素数1〜12の非置換一価炭化水素基又はOXである。a”は0〜500の整数であり、b”は0〜5,000の整数であり、c”は0〜500の整数であり、d”は0〜500の整数であり、e”は1〜500の整数であり、f”は0〜100の整数であり、g”は2〜100の整数であり、kは0又は1であり、a”+b”+c”+d”+e”+g”は3〜5,003の整数である。]
  3. 更に、(D)アセトキシ基、ケトオキシム基及びアルケノキシ基から選ばれる加水分解可能な基を1分子中に少なくとも2個有する有機ケイ素化合物又はその部分加水分解物を(A)成分と(B)成分の合計100質量部又は(C)成分100質量部に対して0.1〜30質量部含む請求項1又は2に記載の縮合硬化性樹脂組成物。
  4. 更に、(E)下記一般式(6)で示される水酸基及び/又はアルコキシ基を分子内に少なくとも2個有する有機ケイ素化合物を(A)成分と(B)成分の合計100質量部又は(C)成分100質量部に対して5〜500質量部含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の縮合硬化性樹脂組成物。
    Figure 2017197601
    (式中、R1、R2、Xは上記と同じであり、a'''は0〜500の整数であり、b'''は0〜5,000の整数であり、c'''は0〜500の整数であり、d'''は0〜500の整数であり、f'''は2〜100の整数であり、1≦b'''+c'''+d'''≦5,000である。)
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の縮合硬化性樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。
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