JP2020033406A - 付加硬化型シリコーン組成物及び半導体装置 - Google Patents

付加硬化型シリコーン組成物及び半導体装置 Download PDF

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Abstract

【課題】硬化が速く、光透過率が高く、高温耐久性に優れる硬化物を与える付加硬化型シリコーン組成物、及びこれを用いた半導体装置を提供する。【解決手段】(A)下記平均単位式(1)で表されるオルガノポリシロキサン、[O{(3−k)/2)}Si(R1)k−R2−(R1)kSiO{(3−k)/2)}]a(R13SiO1/2)b(X1O1/2)c・・・(1)(B)下記平均組成式(2)で表される、1分子中に少なくとも2個のSi−H結合を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、R3dHeSiO[(4−d−e)/2]・・・(2)及び、(C)ヒドロシリル化反応触媒を含有するものであることを特徴とする付加硬化型シリコーン組成物。【選択図】図1

Description

本発明は、付加硬化型シリコーン組成物、及び該組成物の硬化物により半導体素子が被覆された半導体装置に関する。
ヒドロシリル化反応により硬化する付加硬化型シリコーン組成物は、フォトカプラー、発光ダイオード、固体撮像素子等の光学用半導体装置における半導体素子の保護コーティング剤として使用されている。このような半導体素子の保護コーティング剤は、半導体素子から発生する熱や光により、硬さや透明性が変化する場合がある。この変化を抑えるために、従来はQ単位(SiO)を分子内に導入したり(特許文献1〜4)、更にソフトセグメントを組成中に導入する事で対応してきた(特許文献5)。しかしながら、このような対応方法では恒久的な材料の硬さ変化に対応する事は出来なかった。また周辺素子が熱に弱い樹脂を使用するため、20〜80℃等低い温度で硬化させる場合に、一般的には硬化触媒を増量して対応するため、経済的ではないという欠点があった。
特開平7−252419号公報 特開2011−252175号公報 特開2013−067683号公報 特開2009−052038号公報 特開2007−63538号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、硬化が速く、光透過率が高く、高温耐久性に優れる硬化物を与える付加硬化型シリコーン組成物、及びこれを用いた半導体装置を提供する事を目的とする。
上記課題を解決するために、本発明では、
付加硬化型シリコーン組成物であって、
(A)下記平均単位式(1)で表されるオルガノポリシロキサン、
[O{(3−k)/2)}Si(R−R−(RSiO{(3−k)/2)}(R SiO1/2(X1/2 ・・・(1)
(式中、Rは同一又は異なっていても良い、置換又は非置換の一価炭化水素基であり、全Rのうち0.1〜50%はアルケニル基である。Rは置換又は非置換の二価炭化水素基であり、kは同一又は異なっていても良い0,1,2の整数、Xは水素原子又はアルキル基である。a、b、cは0.1≦a≦1、0≦b≦0.75、0≦c≦0.1、かつa+b+c=1を満たす数である。)
(B)下記平均組成式(2)で表される、1分子中に少なくとも2個のSi−H結合を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(A)成分100質量部に対して1〜200質量部、
SiO[(4−d−e)/2] ・・・(2)
(式中、Rは脂肪族不飽和炭化水素基を除く、同一又は異なっていても良い、置換又は非置換の一価炭化水素基である。d、eは0.7≦d≦2.1、0.01≦e≦1.0、かつ0.8≦d+e≦2.7を満たす正数である。)
及び、
(C)ヒドロシリル化反応触媒:組成物全体に対して、金属原子の質量換算で0.01〜500ppmとなる量
を含有するものであることを特徴とする付加硬化型シリコーン組成物を提供する。
このような本発明の付加硬化型シリコーン組成物からなる硬化物であれば、硬化が速く、光透過率が高く、高温耐久性に優れるため、光反射材料、例えば、発光装置用、特に発光ダイオード用の封止材料として有用である。
また、前記(A)成分において、前記平均単位式(1)中のRの二価炭化水素基の炭素原子数が2〜8であることが好ましい。
このようなものであれば、耐熱性に優れた有機基を含むため、より耐熱性に優れた硬化物を与えることができるものとなる。
また、前記(A)成分において、前記平均単位式(1)中のRのうち、メチル基の含有率が20モル%以上であることが好ましい。
このようなものであれば、より安定した耐熱性を有する硬化物を与えることができるものとなる。
また、前記(A)成分において、前記平均単位式(1)中のa、b、及び、cは、(b+c)/aが0.4〜4であることが好ましい。
このようなものであれば、(A)成分として好適に用いることができる。
また、本発明は、前記(A)成分において、前記平均単位式(1)中のcが0であるとすることができる。
このようなものも、(A)成分として好適に用いることができる。
さらに、本発明は、上記付加硬化型シリコーン組成物の硬化物により半導体素子が被覆されたものであることを特徴とする半導体装置を提供する。
このような半導体装置であれば、上記のように硬化が速く、光透過率が高く、高温耐久性に優れる硬化物からなるため、信頼性に優れた半導体装置となる。
本発明の付加硬化型シリコーン組成物からなる硬化物は、硬化が速く、光透過率が高く、高温耐久性に優れるため、光反射材料、例えば、発光装置用、特に発光ダイオード用の封止材料として有用である。
本発明の半導体装置の一例を示す概略断面図である。
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、特定の構造を有するオルガノポリシロキサンを含有する付加硬化型シリコーン組成物が、硬化性、透明性、耐熱性に優れる硬化物を与えることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、
付加硬化型シリコーン組成物であって、
(A)下記平均単位式(1)で表されるオルガノポリシロキサン、
[O{(3−k)/2)}Si(R−R−(RSiO{(3−k)/2)}(R SiO1/2(X1/2 ・・・(1)
(式中、Rは同一又は異なっていても良い、置換又は非置換の一価炭化水素基であり、全Rのうち0.1〜50%はアルケニル基である。Rは置換又は非置換の二価炭化水素基であり、kは同一又は異なっていても良い0,1,2の整数、Xは水素原子又はアルキル基である。a、b、cは0.1≦a≦1、0≦b≦0.75、0≦c≦0.1、かつa+b+c=1を満たす数である。)
(B)下記平均組成式(2)で表される、1分子中に少なくとも2個のSi−H結合を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(A)成分100質量部に対して1〜200質量部、
SiO[(4−d−e)/2] ・・・(2)
(式中、Rは脂肪族不飽和炭化水素基を除く、同一又は異なっていても良い、置換又は非置換の一価炭化水素基である。d、eは0.7≦d≦2.1、0.01≦e≦1.0、かつ0.8≦d+e≦2.7を満たす正数である。)
及び、
(C)ヒドロシリル化反応触媒:組成物全体に対して、金属原子の質量換算で0.01〜500ppmとなる量
を含有する付加硬化型シリコーン組成物である。
以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本明細書において、粘度は回転粘度計により測定した値である。
<付加硬化型シリコーン組成物>
本発明の付加硬化型シリコーン組成物は、下記の(A)〜(C)成分を含有してなる。以下、各成分について詳細に説明する。
[(A)成分]
(A)成分は、下記平均単位式(1)で表されるオルガノポリシロキサンである。
[O{(3−k)/2)}Si(R−R−(RSiO{(3−k)/2)}(R SiO1/2(X1/2 ・・・(1)
(式中、Rは同一又は異なっていても良い、置換又は非置換の一価炭化水素基であり、全Rのうち0.1〜50%はアルケニル基である。Rは置換又は非置換の二価炭化水素基であり、kは同一又は異なっていても良い0,1,2の整数、Xは水素原子又はアルキル基である。a、b、cは0.1≦a≦1、0≦b≦0.75、0≦c≦0.1、かつa+b+c=1を満たす数である。)
中のアルケニル基として、好ましくは、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基が例示され、ビニル基であることが特に好ましい。Rのうち、アルケニル基の含有率は、0.1〜50モル%、好ましくは0.1〜30モル%、特に好ましくは0.3〜20モル%である。0.1モル%未満では、組成物の硬化性が不十分となり、50モル%を超えると硬化物が脆くなる。
また、R中のアルケニル基以外のケイ素原子結合有機基としては、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、ヘプチル基等のアルキル基;フェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;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等のハロゲン化アルキル置換又は非置換の一価炭化水素基が例示され、中でも耐熱性の面からメチル基が最も好ましい。Rのうち、これらのアルケニル基以外のケイ素原子結合有機基の含有率として20モル%以上であれば、安定した耐熱性を付与できるため好ましく、より好ましくは40モル%以上である。
は置換又は非置換の二価炭化水素基であり、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンテン基、ヘキセン基等の炭素数が2〜8のアルキレン基の場合が耐熱性に優れているため好ましく、エチレン基であることが特に好ましい。
は水素原子又はアルキル基であり、このアルキル基としては、Rとして例示したものと同様の基が挙げられ、特に、メチル基又はエチル基であることが好ましい。
aは0.1〜1であり、bは0〜0.75であり、cは0〜0.1であり、a+b+cは1である。a、b及びcが上記範囲外であると、得られる硬化物の硬さ及び/又は強度が不十分となる。
aは好ましくは0.15〜0.9、特に好ましくは0.2〜0.8であり、bは好ましくは0〜0.5、特に好ましくは0〜0.4であり、cは好ましくは0〜0.05である。
a、b、及び、cは、(b+c)/aが0.4〜4であることが好ましい。(b+c)/aがこのような範囲内であれば、(A)成分として好適に用いることができる。
また、cは0であるとすることができる。cが0であっても、(A)成分として好適に用いることができる。
(A)成分の分子量は限定されないが、THF溶媒を用いたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が500〜20,000であることが好ましく、より好ましくは700〜15,000、特に好ましくは、1,000〜10,000である。
[(B)成分]
(B)成分は下記平均組成式(2)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。
SiO[(4−d−e)/2] ・・・(2)
(式中、Rは脂肪族不飽和炭化水素基を除く、同一又は異なっていても良い、置換又は非置換の一価炭化水素基である。d,eは0.7≦d≦2.1、0.01≦e≦1.0、かつ0.8≦d+e≦2.7を満たす正数である。)
で表される一価炭化水素基は、炭素原子数が好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10であり、このような炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert−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等の飽和炭化水素基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換炭化水素基、シアノ置換炭化水素基等が挙げられ、メチル基であることが好ましい。
(A)成分との相溶性及び硬化物の物性等の点から、ケイ素原子に結合した全RとH(水素原子)のうち20モル%以上がメチル基であるものが好ましく、50モル%以上がメチル基であるものがより好ましい。
(B)成分は、1分子中に少なくとも2個、好ましくは3個以上のSi−H結合(即ち、ケイ素原子に結合した水素原子)を有し、25℃での粘度が好ましくは0.5〜1,000mPa・sであり、1〜500mPa・sであることがより好ましい。
(B)成分のシロキサン鎖の構造としては特に限定されるものではないが、好ましくは直鎖状又は環状のオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。
d、eは0.7≦d≦2.1、0.01≦e≦1.0、かつ0.8≦d+e≦2.7を満たす正数であり、d、eが上記範囲外であると、得られる硬化物の硬さ及び/又は強度が不十分となる。
dは、好ましくは1.0≦d≦1.8、eは、好ましくは0.02≦e≦1.0、より好ましくは0.10≦e≦1.0、d+eは、好ましくは1.01≦d+e≦2.4、より好ましくは1.6≦d+e≦2.2を満たす正数である。
(B)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して1〜200質量部、好ましくは5〜80質量部であり、配合量が1質量部未満では、硬化性が不十分となり、200質量部を超えると十分な硬度及び/又は強度が得られない。
(B)成分は、(A)成分中のアルケニル基に対する(B)成分中のケイ素原子結合水素原子(即ち、SiH基)のモル比が0.5〜5モル/モル、特には1〜3モル/モルとなる量で配合することがより好ましい。
[(C)成分]
(C)成分のヒドロシリル化反応触媒は、(A)成分中のアルケニル基と、(B)成分中のケイ素原子結合水素原子とのヒドロシリル化反応を促進するための触媒である。このような(C)成分としては、白金系触媒、ロジウム系触媒、パラジウム系触媒が例示され、本発明の組成物の硬化を著しく促進できることから白金系触媒であることが好ましい。この白金系触媒としては、白金微粉末、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金−アルケニルシロキサン錯体、白金−オレフィン錯体、白金−カルボニル錯体が例示され、特に、白金−アルケニルシロキサン錯体であることが好ましい。アルケニルシロキサンとしては、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、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、これらのアルケニルシロキサンのメチル基の一部をエチル基、フェニル基等の基で置換したアルケニルシロキサン、これらのアルケニルシロキサンのビニル基をアリル基、ヘキセニル基等の基で置換したアルケニルシロキサンが例示される。特に、この白金−アルケニルシロキサン錯体の安定性が良好であることから、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ことが好ましい。
また、この白金−アルケニルシロキサン錯体の安定性を向上させるために、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジアリル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジビニル−1,3−ジメチル−1,3−ジフェニルジシロキサン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、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のアルケニルシロキサンやジメチルシロキサンオリゴマー等のオルガノシロキサンオリゴマーを添加することが好ましく、特に、アルケニルシロキサンを添加することが好ましい。
(C)成分の含有量は、本発明の組成物の硬化(ヒドロシリル化反応)を促進する量であればよいが、具体的には、組成物に対して、本成分中の金属原子の質量換算で0.01〜500ppmの範囲であり、0.05〜100ppmの範囲内となる量であることが好ましく、特には、0.01〜50ppmの範囲内となる量であることが好ましい。(C)成分の含有量が上記範囲外であると、組成物が十分に硬化しなかったり、得られる硬化物に金属起因の着色等の問題を生じるおそれがあると共に経済的でない。
[任意成分]
本発明の組成物には、その他任意の成分として、エチニルシクロヘキサノール、2−メチル−3−ブチン−2−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、2−フェニル−3−ブチン−2−オール等のアルキンアルコール;3−メチル−3−ペンテン−1−イン、3,5−ジメチル−3−ヘキセン−1−イン等のエンイン化合物;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、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン、ベンゾトリアゾール等の反応抑制剤を含有しても良い。この反応抑制剤の含有量は限定されないが、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して0.0001〜5質量部の範囲内であることが好ましい。
また、本発明の組成物には、その接着性を向上させるための接着付与剤を含有していても良い。この接着付与剤としては、ケイ素原子に結合したアルコキシ基を一分子中に少なくとも1個、好ましくは2個以上有する有機ケイ素化合物であることが好ましい。このアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、メトキシエトキシ基が例示され、特に、メトキシ基であることが好ましい。また、この有機ケイ素化合物のケイ素原子に結合するアルコキシ基以外の基としては、R等として例示した、前記アルキル基、前記アルケニル基、前記アリール基、前記アラルキル基、前記ハロゲン化アルキル基等の置換もしくは非置換の一価炭化水素基;3−グリシドキシプロピル基、4−グリシドキシブチル基等のグリシドキシアルキル基;2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピル基等のエポキシシクロヘキシルアルキル基;4−オキシラニルブチル基、8−オキシラニルオクチル基等のオキシラニルアルキル基等のエポキシ基含有一価有機基;3−メタクリロキシプロピル基等のアクリル基含有一価有機基;水素原子が例示される。具体的にはエポキシ基含有シランカップリング剤、(メタ)アクリル基含有シランカップリング剤等のシランカップリング剤やその部分加水分解縮合物(シランカップリング剤のオリゴマー)等が例示される。
より具体的には、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、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン化合物;一分子中にケイ素原子結合アルケニル基もしくはケイ素原子結合水素原子、及びケイ素原子結合アルコキシ基をそれぞれ少なくとも1個ずつ有するシロキサン化合物、ケイ素原子結合アルコキシ基を少なくとも1個有するシラン化合物又はシロキサン化合物と一分子中にケイ素原子結合ヒドロキシ基とケイ素原子結合アルケニル基をそれぞれ少なくとも1個ずつ有するシロキサン化合物との混合物、メチルポリシリケート、エチルポリシリケート、エポキシ基含有エチルポリシリケートが例示される。
この接着付与剤は低粘度液状であることが好ましく、その粘度は限定されないが、25℃において1〜500mPa・sの範囲内であることが好ましい。
また、上記組成物において、この接着付与剤の含有量は限定されないが、(A)成分100質量部に対して0.01〜10質量部であることが好ましい。
また、本発明の組成物には、その他任意の成分として、シリカ、ガラス、アルミナ、酸化亜鉛等の無機質充填剤;ポリメタクリレート樹脂等の有機樹脂微粉末;耐熱剤、染料、顔料、難燃性付与剤、溶剤等を含有しても良い。
また、本発明の組成物は、硬化して、JISに規定の硬さがデュロメータAで10以上、特に30〜90である硬化物を形成するものが好ましい。
また、本発明の組成物は、組成物の硬化物により被覆された半導体素子を有する半導体装置に十分な信頼性を付与するため、硬化して得られる硬化物の可視光(589nm)における屈折率(25℃)が1.4以上であり、硬化物の光透過率(25℃)が80%以上であることが好ましい。
尚、この屈折率は、例えば、アッベ式屈折率計により測定することができる。この際、アッベ式屈折率計における光源の波長を変えることにより任意の波長における屈折率を測定することができる。また、この光透過率は、例えば、光路長2.0mmの硬化物を分光光度計により測定することにより求めることができる。
また、本発明の組成物を硬化して得られる硬化物の200nm〜250nmの波長における紫外線透過率(25℃)が10%以下であることが好ましい。これは、本発明の組成物の硬化物により半導体素子を被覆してなる半導体装置が、200nm〜250nmの短波長の紫外線を受けた場合に、その半導体装置を構成する材料の劣化を防止するためである。この紫外線透過率は、例えば、光路長2.0mmの硬化物を分光光度計により測定することにより求めることができる。
本発明の組成物は、室温又は加熱により硬化が進行するが、迅速に硬化させるためには加熱することが好ましい。この加熱温度としては、50〜200℃の範囲内であることが好ましい。
本発明の組成物を硬化して得られる硬化物はエラストマー状、例えばゲル状、あるいは柔軟なゴム状から弾性を有する樹脂状まで得られる。このような本発明の組成物は、電気・電子用の接着剤、ポッティング剤、保護コーティング剤、アンダーフィル剤として使用することができ、特に、光透過率が高いことから、光学用途の半導体素子の接着剤、ポッティング剤、保護コーティング剤、アンダーフィル剤として好適である。
上記のような付加硬化型シリコーン組成物からなる硬化物であれば、硬化が速く、光透過率が高く、高温耐久性に優れるため、光反射材料、例えば、発光装置用、特に発光ダイオード用の封止材料として有用である。
本発明では更に、このような本発明の付加硬化型シリコーン組成物を用いた半導体装置を提供する。
以下、図面を参照に、本発明の半導体装置について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図1は、本発明の半導体装置の一例(この場合LED(発光ダイオード))を示す概略断面図である。
本発明の半導体装置1は、銀メッキ基板2が形成されたパッケージ3上に、半導体チップ4がダイボンドされており、この半導体チップ4は、ボンディングワイヤ5によりワイヤボンディングされている。
そして、上述した本発明の付加硬化型シリコーン組成物の硬化物6により、半導体チップ4が被覆されている。
半導体チップ4の被覆は、上述した本発明の付加硬化型シリコーン組成物6を塗布し、加熱により付加硬化型シリコーン組成物6を硬化させることにより行われる。またその他公知の硬化条件下で公知の硬化方法により硬化させてももちろん良い。
尚、この場合、外部応力の影響を受け難くし、又、ゴミ等の付着を極力抑えるという観点から、付加硬化型シリコーン組成物6は、硬化により、JISに規定の硬さがデュロメータAで30以上の硬化物を形成するものであることが好ましい。
本発明の付加硬化型シリコーン組成物は、光透過率が高く、基材に対する密着性が高く、耐クラック性に優れ、耐熱後の硬さ変化が小さい硬化物を形成するので、このような本発明の組成物を用いた本発明の半導体装置は、信頼性に優れたものとなり、ダイオード、LED等として特に好適である。
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例等に制限されるものではない。
尚、実施例中の粘度は回転粘度計を用いて測定した25℃における値であり、重量平均分子量はTHF溶媒を用いたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した標準ポリスチレン換算の値である。また、付加硬化型シリコーン組成物、及びその硬化物の特性は次のようにして評価し、結果を表1に示した。
[硬化性]
付加硬化型シリコーン組成物を、アルファテクノロジー社製レオメーターMDR2000を用いて120℃で30分間測定を行い、終了時と比較して10%のトルクに到達した時間をT10、90%トルクに到達した時間をT90として、材料が硬化状態に到達する速さを評価した。T10とT90の間の差が小さいほど硬化に達する時間が早い、すなわち硬化性が良好であることを示している。
[硬さ]
付加硬化型シリコーン組成物を、熱風循環式オーブンを用いて150℃の3時間加熱することにより硬化物を作製した。この硬化物の硬さを、デュロメータA硬度計を使用して測定した。
[光透過率]
付加硬化型シリコーン組成物を150℃の熱風循環式オーブンで3時間加熱することにより作製した硬化物(光路長2.0mm)の25℃における400nmの波長の光透過率を測定した。
[耐クラック性]
図1のように作製して150℃×4時間の加熱で硬化したパッケージを、{−40℃(30分)、100℃(30分)}を1サイクルとする熱衝撃試験機の中に入れ、100サイクル経過後のパッケージを光学顕微鏡で観察し、硬化物にクラックが見られた場合を×、クラックが見られなかった場合を○、クラックの有無が明瞭でなかった場合を△とした。
[耐熱性(透明性)]
上記の光透過率測定で用いた硬化物を、更に180℃の熱風循環式オーブンで500時間加熱後、25℃における400nmの波長の光透過率を測定し、加熱前の光透過率を100とした値に換算して評価した。
[耐熱性(硬さ)]
上記硬さ測定で用いた硬化物を、更に180℃の熱風循環式オーブンで500時間加熱後、この硬化物の硬さを、デュロメータA硬度計を使用して測定し、加熱前の硬さを100とした値に換算して評価した。測定値が測定限界以上に達した場合、限界以上とした。
[実施例1]
下記平均単位式(I)で表される分岐鎖状オルガノポリシロキサン{性状=固体状(25℃)、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合ビニル基の含有率=3.9モル%、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合メチル基の含有率=78モル%、重量平均分子量=3,000}50質量部、分子鎖末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(粘度5,000mPa・s、ケイ素原子結合ビニル基の含有率=0.6モル%)50質量部、下記式(II)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン(粘度5,000mPa・s)5.0質量部、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を組成物全体に対して白金金属の質量換算で20ppmとなる量、反応抑制剤としてエチニルシクロヘキサノール0.1質量部、接着付与剤として下記構造式(III)で表される化合物0.5質量部を混合して、粘度3,500mPa・sである付加硬化型シリコーン組成物を調製した。
(O3/2Si−C−(CH)SiO)0.45((CH=CH)(CHSiO1/20.1((CHSiO1/20.45 (I)
(CHSiO((H)(CH)SiO)10Si(CH (II)
Figure 2020033406
[実施例2]
下記平均単位式(IV)で表される分岐鎖状オルガノポリシロキサン{性状=固体状(25℃)、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合ビニル基の含有率=3.3モル%、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合メチル基の含有率=82モル%、重量平均分子量=5,000}50質量部、分子鎖末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(粘度5,000mPa・s、ケイ素原子結合ビニル基の含有率=0.6モル%)50質量部、上記式(II)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン3.3質量部、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を組成物全体に対して白金金属の質量換算で20ppmとなる量、反応抑制剤としてエチニルシクロヘキサノール0.1質量部、接着付与剤として下記構造式(V)で表される化合物2.0質量部を混合して、粘度3,500mPa・sである付加硬化型シリコーン組成物を調製した。
(OSi(CH)−C−(CH)SiO)0.55((CH=CH)(CHSiO1/20.1((CHSiO1/20.35 (IV)
Figure 2020033406
[比較例1]
下記平均単位式(VI)で表される分岐鎖状のオルガノポリシロキサン{性状=固体状(25℃)、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合ビニル基の含有率=7.4モル%、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合メチル基の含有率=92.6モル%、重量平均分子量=3,600}50質量部、分子鎖末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(粘度5,000mPa・s、ケイ素原子結合ビニル基の含有率=0.6モル%)50質量部、上記式(II)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン4.0質量部、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を組成物全体に対して白金金属の質量換算で20ppmとなる量、反応抑制剤としてエチニルシクロヘキサノール0.1質量部、接着付与剤として上記構造式(V)で表される化合物2.0質量部を混合して、粘度6,500mPa・sである付加硬化型シリコーン組成物を調製した。
(SiO0.55[(CH=CH)(CHSiO1/20.1((CHSiO1/20.35 (VI)
[比較例2]
下記平均単位式(VII)で表される分岐鎖状のオルガノポリシロキサン{性状=固体状(25℃)、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合ビニル基の含有率=6.3モル%、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合メチル基の含有率=93.8モル%、重量平均分子量=5,600}50質量部、分子鎖末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(粘度5,000mPa・s、ケイ素原子結合ビニル基の含有率=0.6モル%)50質量部、上記式(II)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン4.5質量部、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を組成物全体に対して白金金属の質量換算で20ppmとなる量、反応抑制剤としてエチニルシクロヘキサノール0.1質量部、接着付与剤として上記構造式(V)で表される化合物2.0質量部を混合して、粘度6,500mPa・sである付加硬化型シリコーン組成物を調製した。
(CHSiO3/20.70[(CH=CH)(CH)SiO]0.1((CHSiO1/20.2 (VII)
[比較例3]
下記平均単位式(VIII)で表される分岐鎖状のオルガノポリシロキサン{性状=固体状(25℃)、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合ビニル基の含有率=20モル%、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合フェニル基の含有率=60モル%、重量平均分子量=1,600}45質量部、分子鎖末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(粘度3,500mPa・s、ケイ素原子結合ビニル基の含有率=0.2モル%、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合フェニル基の含有率=49モル%)55質量部、下記式(IX)で表される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フェニルポリシロキサン24質量部、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を組成物全体に対して白金金属の質量換算で2.5ppmとなる量、接着付与剤として上記構造式(V)で表される化合物2.0質量部を混合して、粘度1,700mPa・sである付加硬化型シリコーン組成物を調製した。
(CSiO3/20.75[(CH=CH)(CHSiO1/20.25 (VIII)
H(CHSiO[CH(C)SiO]Si(CHH (IX)
[比較例4]
実施例1において、上記平均単位式(I)で表される分岐鎖状オルガノポリシロキサンを下記平均単位式(X)で表される分岐鎖状のオルガノポリシロキサン{性状=固体状(25℃)、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合ビニル基の含有率=16.7モル%、ケイ素原子結合全有機基中のケイ素原子結合フェニル基の含有率=3.3モル%、重量平均分子量2,100}とした以外は実施例1と同様にして、粘度2,300mPa・sである付加硬化型シリコーン組成物を調製した。
(CSiO3/20.05(CHSiO3/20.70[(CH=CH)(CHSiO1/20.25 (X)
Figure 2020033406
表1に示すように、実施例1及び2は、硬化物の硬さも十分であり、硬化物の硬化性、光透過率及び耐熱性も良好で、硬化物にクラックの発生も見られなかった。更に、触媒毒による剥離も発生せず、密着性の高いものであった。
一方、比較例1、3、4においては、硬さは充分であったもののクラックの発生が見られ、SiO単位を有する比較例1は硬化性が悪いものであった。式(1)で表される(A)成分を有しない比較例2も、クラックの発生は無かったものの、耐熱性に劣るものであった。また比較例3・4も、(A)成分を有さず、耐熱性に劣るものであった。更に、触媒毒による剥離が発生してしまった。
以上のことから、本発明の付加硬化型シリコーン組成物であれば、光透過率が高く、基材に対する密着性が高く、耐熱性・耐クラック性に優れた硬化物を形成するため、各種光学用途等に好適なものであることが実証された。
上記実施例では、半導体素子のポッティング剤として本発明の付加硬化型シリコーン組成物を用いたが、本発明の付加硬化型シリコーン組成物は、特に、光透過率が高いことから、その他にも光学用途の半導体素子の接着剤、保護コーティング剤、アンダーフィル剤等として好適であり、また、電気・電子用の接着剤、ポッティング剤、保護コーティング剤、アンダーフィル剤等としても使用することができる。
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
1…半導体装置、 2…銀メッキ基板、 3…パッケージ、 4…半導体チップ、
5…ボンディングワイヤ、 6…付加硬化型シリコーン組成物(の硬化物)。

Claims (6)

  1. 付加硬化型シリコーン組成物であって、
    (A)下記平均単位式(1)で表されるオルガノポリシロキサン、
    [O{(3−k)/2)}Si(R−R−(RSiO{(3−k)/2)}(R SiO1/2(X1/2 ・・・(1)
    (式中、Rは同一又は異なっていても良い、置換又は非置換の一価炭化水素基であり、全Rのうち0.1〜50%はアルケニル基である。Rは置換又は非置換の二価炭化水素基であり、kは同一又は異なっていても良い0,1,2の整数、Xは水素原子又はアルキル基である。a、b、cは0.1≦a≦1、0≦b≦0.75、0≦c≦0.1、かつa+b+c=1を満たす数である。)
    (B)下記平均組成式(2)で表される、1分子中に少なくとも2個のSi−H結合を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(A)成分100質量部に対して1〜200質量部、
    SiO[(4−d−e)/2] ・・・(2)
    (式中、Rは脂肪族不飽和炭化水素基を除く、同一又は異なっていても良い、置換又は非置換の一価炭化水素基である。d、eは0.7≦d≦2.1、0.01≦e≦1.0、かつ0.8≦d+e≦2.7を満たす正数である。)
    及び、
    (C)ヒドロシリル化反応触媒:組成物全体に対して、金属原子の質量換算で0.01〜500ppmとなる量
    を含有するものであることを特徴とする付加硬化型シリコーン組成物。
  2. 前記(A)成分において、前記平均単位式(1)中のRの二価炭化水素基の炭素原子数が2〜8であることを特徴とする請求項1に記載の付加硬化型シリコーン組成物。
  3. 前記(A)成分において、前記平均単位式(1)中のRのうち、メチル基の含有率が20モル%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の付加硬化型シリコーン組成物。
  4. 前記(A)成分において、前記平均単位式(1)中のa、b、及び、cは、(b+c)/aが0.4〜4であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の付加硬化型シリコーン組成物。
  5. 前記(A)成分において、前記平均単位式(1)中のcが0であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の付加硬化型シリコーン組成物。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の付加硬化型シリコーン組成物の硬化物により半導体素子が被覆されたものであることを特徴とする半導体装置。
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