JP2021512974A - 硬化性シリコーン組成物、その硬化物、および光半導体デバイス - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本出願は、2018年2月7日に出願された米国仮特許出願第62/627,368号に対する優先権およびすべての利点を主張する。
(A)分子中に少なくとも2つのアルケニル基および少なくとも1つのアリール基を有する直鎖状オルガノポリシロキサンを100質量部と、
(B)下記の平均単位式:
(R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2)b(SiO4/2)c
(式中、R1は、同じかまたは異なり、1〜12個の炭素原子を有するアルキル基、または6〜20個の炭素原子を有するアリール基であり、分子中の少なくとも1つのR1は、アリール基であり、R2は、同じかまたは異なり、1〜12個の炭素原子を有するアルキル基、2〜12個の炭素原子を有するアルケニル基、または6〜20個の炭素原子を有するアリール基であり、添字a、b、およびcは、次の条件、0.1<a≦0.6、0≦b≦0.1、0.4≦c<0.9、かつa+b+c=1を満たす数である)によって表される分岐状オルガノポリシロキサンを10〜60質量部と、
(C)この成分におけるケイ素原子結合水素原子の数が、成分(A)および(B)における総アルケニル基1モル当たり0.4〜5モルとなるような量で、分子中において少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノシロキサンと、
(D)有効量のヒドロシリル化反応触媒と、を含む硬化性シリコーン組成物を提供する。
R3 2R4SiO(R3 2SiO)mSiR3 2R4
によって表され、式中、R3は、同じかまたは異なり、脂肪族不飽和結合を含まない置換または非置換の一価炭化水素基であり、分子中の少なくとも1つのR3は、6〜12個の炭素原子を有するアリール基であり、R4は、同じかまたは異なり、2〜12個の炭素原子を有するアルケニル基であり、添字mは、正の数である。
(C1)下記の一般式:
HR5 2SiO(R5 2SiO)nSiR5 2H
(式中、R5は、同じかまたは異なり、1〜12個の炭素原子を有するアルキル基、または6〜12個の炭素原子を有するアリール基であり、分子中の少なくとも1つのR5は、アリール基であり、添字nは、1〜100までの数である)によって表されるオルガノシロキサン、
(C2)分子中に少なくとも2個のケイ素結合水素原子を有し、かつ下記の平均単位式:
(HR5 2SiO1/2)d(R5 2SiO2/2)e(R5SiO3/2)f
(式中、各R5は、独立して選択され、かつ上で定義され、分子中の少なくとも1つのR5は、アリール基であり、添字d、e、およびfは、次の条件、0.1<d≦0.7、0≦e≦0.5、0.1≦f<0.9、およびd+e+f=1を満たす数である)によって表されるオルガノポリシロキサン、または
成分(C1)と(C2)との混合物を含む。
本発明の硬化性シリコーン組成物は、高温条件下で良好な機械的特性および良好な透明性の保持を有する硬化物を形成することを特徴とする。さらに、本発明の硬化物は、高温条件下での良好な機械的特性および良好な透明性の保持を特徴とし、また本発明の光半導体デバイスは、優れた信頼性を示すことを特徴とする。
R3 2R4SiO(R3 2SiO)mSiR3 2R4
(R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2)b(SiO4/2)c
HR5 2SiO(R5 2SiO)nSiR5 2H.
HMe2SiO(Ph2SiO)n’SiMe2H
HMePhSiO(Ph2SiO)n’SiMePhH
HMePhSiO(Ph2SiO)n’’(MePhSiO)n’’’SiMePhH
HMe2SiO(Ph2SiO)n’’(MePhSiO)n’’’SiMe2H
HMePhSiO(Ph2SiO)n’’(Me2SiO)n’’’SiMePhH
HMe2SiO(Ph2SiO)n’’(Me2SiO)n’’’SiMe2H
(HR5 2SiO1/2)d(R5 2SiO2/2)e(R5SiO3/2)f。
(HMePhSiO1/2)d(PhSiO3/2)f
(HMePhSiO1/2)d(HMe2SiO1/2)d’(PhSiO3/2)f
(HMePhSiO1/2)d(Ph2SiO2/2)e’(PhSiO3/2)f
(HMePhSiO1/2)d(HMe2SiO1/2)d’(Ph2SiO2/2)e’(PhSiO3/2)f
硬化物を、硬化性シリコーン組成物を循環熱風オーブン内で150℃で2時間加熱することによって製造する。この硬化物の25℃および633nmの波長における屈折率を、屈折計を使用して測定した。
硬化性シリコーン組成物を150℃で1時間加熱することによって、厚さ0.5mmを有する硬化物を調製した。その硬化物の引張強度(MPa)および伸び(%)を、JIS K 6251に準拠して測定した。
硬化性シリコーン組成物を150℃で1時間加熱することによって、光路長2.0mmを有する硬化物を調製した。硬化物の光透過率を波長450nmで測定した。
[等式1]
透過率の低下=((X−Y)/X)×100
X:硬化物の初期透過率
Y:熱処理後の硬化物の透過率
下式:
ViMe2SiO(PhMeSiO)25SiMe2Vi、
によって表されるオルガノポリシロキサン70.0質量部と、標準ポリスチレン換算ゲル透過クロマトグラフィーに基づく数平均分子量(Mn)4,200を有し、かつ下記の平均単位式:
(PhMe2SiO1/2)0.29(SiO4/2)0.71、
によって表されるオルガノポリシロキサン30.0質量部と、下記の平均単位式:
(HMe2SiO1/2)0.60(PhSiO3/2)0.40、
によって表されるオルガノポリシロキサン7.2質量部(本成分中のケイ素結合水素原子の数が、上記オルガノポリシロキサン中のビニル基1モルに対して1.0モルである量で)と、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン中白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の溶液0.25質量部(0.1質量%の白金を含有する溶液)と、を混合し、それにより5,800mPa・sの粘度を有する硬化性シリコーン組成物を製造した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の物性値を評価した。これらの結果を表1に示す。
下式:
ViMe2SiO(PhMeSiO)25SiMe2Vi、
によって表されるオルガノポリシロキサン70.0質量部と、標準ポリスチレン換算ゲル透過クロマトグラフィーに基づく数平均分子量(Mn)2,300を有し、かつ下記の平均単位式:
(Ph2MeSiO1/2)0.26(SiO4/2)0.74、
によって表されるオルガノポリシロキサン30.0質量部と、下記の平均単位式:
(HMe2SiO1/2)0.60(PhSiO3/2)0.40、
によって表されるオルガノポリシロキサン7.2質量部(本成分中のケイ素結合水素原子の数が、上記オルガノポリシロキサン中のビニル基1モルに対して1.0モルである量で)と、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン中白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の溶液0.25質量部(0.1質量%の白金を含有する溶液)と、を混合し、それにより31,000mPa・sの粘度を有する硬化性シリコーン組成物を製造した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の物性値を評価した。これらの結果を表1に示す。
下式:
ViMe2SiO(PhMeSiO)25SiMe2Vi、
によって表されるオルガノポリシロキサン70.0質量部と、標準ポリスチレン換算ゲル透過クロマトグラフィーに基づく数平均分子量(Mn)3,600を有し、かつ下記の平均単位式:
(PhMe2SiO1/2)0.28(MeViSiO2/2)0.02(SiO4/2)0.70、
によって表されるオルガノポリシロキサン30.0質量部と、下記の平均単位式:
(HMe2SiO1/2)0.60(PhSiO3/2)0.40、
によって表されるオルガノポリシロキサン8.3質量部(本成分中のケイ素結合水素原子の数が、上記オルガノポリシロキサン中のビニル基1モルに対して1.0モルである量で)と、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン中白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の溶液0.25質量部(0.1質量%の白金を含有する溶液)と、を混合し、それにより7,500mPa・sの粘度を有する硬化性シリコーン組成物を製造した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の物性値を評価した。これらの結果を表1に示す。
下式:
ViMe2SiO(PhMeSiO)25SiMe2Vi、
によって表されるオルガノポリシロキサン70.0質量部と、標準ポリスチレン換算ゲル透過クロマトグラフィーに基づく数平均分子量(Mn)6,100を有し、かつ下記の平均単位式:
(Ph2MeSiO1/2)0.28(MeViSiO2/2)0.02(SiO4/2)0.70、
によって表されるオルガノポリシロキサン30.0質量部と、下記の平均単位式:
(HMe2SiO1/2)0.60(PhSiO3/2)0.40、
によって表されるオルガノポリシロキサン7.4質量部(本成分中のケイ素結合水素原子の数が、上記オルガノポリシロキサン中のビニル基1モルに対して1.0モルである量で)と、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン中白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の溶液0.25質量部(0.1質量%の白金を含有する溶液)と、を混合し、それにより750,000mPa・sの粘度を有する硬化性シリコーン組成物を製造した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の物性値を評価した。これらの結果を表1に示す。
下式:
ViMe2SiO(PhMeSiO)25SiMe2Vi、
によって表されるオルガノポリシロキサン70.0質量部と、標準ポリスチレン換算ゲル透過クロマトグラフィーに基づく数平均分子量(Mn)5,100を有し、かつ下記の平均単位式:
(PhMe2SiO1/2)0.28(Me2ViSiO1/2)0.01(SiO4/2)0.71、
で表されるオルガノポリシロキサン30.0質量部と、下記の平均単位式:
(HMe2SiO1/2)0.60(PhSiO3/2)0.40、
によって表されるオルガノポリシロキサン7.8質量部(本成分中のケイ素結合水素原子の数が、上記オルガノポリシロキサン中のビニル基1モルに対して1.0モルである量で)と、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン中白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の溶液0.25質量部(0.1質量%の白金を含有する溶液)と、を混合し、それにより13,000mPa・sの粘度を有する硬化性シリコーン組成物を製造した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の物性値を評価した。これらの結果を表1に示す。
下式:
ViMe2SiO(PhMeSiO)25SiMe2Vi、
によって表されるオルガノポリシロキサン70.0質量部と、標準ポリスチレン換算ゲル透過クロマトグラフィーに基づく数平均分子量(Mn)1,300を有し、かつ下記の平均単位式:
(Me2ViSiO1/2)0.25(PhSiO3/2)0.75、
によって表されるオルガノポリシロキサン30.0質量部と、下記の平均単位式:
(HMe2SiO1/2)0.60(PhSiO3/2)0.40、
によって表されるオルガノポリシロキサン13.6質量部(本成分中のケイ素結合水素原子の数が、上記オルガノポリシロキサン中のビニル基1モルに対して1.0モルである量で)と、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン中白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の溶液0.25質量部(0.1質量%の白金を含有する溶液)と、を混合し、それにより3,300mPa・sの粘度を有する硬化性シリコーン組成物を製造した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の物性値を評価した。これらの結果を表1に示す。
下式:
ViMe2SiO(PhMeSiO)25SiMe2Vi、
によって表されるオルガノポリシロキサン100.0質量部と、下記の平均単位式:
(HMe2SiO1/2)0.60(PhSiO3/2)0.40、
によって表されるオルガノポリシロキサン10.3質量部(本成分中のケイ素結合水素原子の数が、上記オルガノポリシロキサン中のビニル基1モルに対して1.0モルである量で)と、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン中白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の溶液0.25質量部(0.1質量%の白金を含有する溶液)と、を混合し、それにより1,400mPa・sの粘度を有する硬化性シリコーン組成物を製造した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の物性値を評価した。これらの結果を表1に示す。
本発明の硬化性シリコーン組成物は、電気的または電子的な接着剤、ボンディング剤、保護剤、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、高い反応性を有し、高温条件下で良好な機械的特性および透明性の保持を有する硬化物を形成することができ、したがって、発光ダイオード(LED)などの光半導体デバイスにおいて光半導体素子のための封止剤または保護コーティング材としての使用に適する。
記号の説明
1 光半導体素子
2 リードフレーム
3 リードフレーム
4 ボンディングワイヤー
5 枠材
6 硬化性シリコーン組成物の硬化物
Claims (8)
- 硬化性シリコーン組成物であって、
(A)分子中に少なくとも2つのアルケニル基および少なくとも1つのアリール基を有する直鎖状オルガノポリシロキサン100質量部と、
(B)下記の平均単位式:
(R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2)b(SiO4/2)c
(式中、R1は、同じかまたは異なり、1〜12個の炭素原子を有するアルキル基、または6〜20個の炭素原子を有するアリール基であり、分子中の少なくとも1つのR1は、アリール基であり、R2は、同じかまたは異なり、1〜12個の炭素原子を有するアルキル基、2〜12個の炭素原子を有するアルケニル基、または6〜20個の炭素原子を有するアリール基であり、添字a、b、およびcは、次の条件、0.1≦a≦0.6、0≦b≦0.1、0.4≦c≦0.9、かつa+b+c=1を満たす数である)によって表される分岐状オルガノポリシロキサン10〜60質量部と、
(C)この成分におけるケイ素原子結合水素原子の数が、成分(A)および(B)における総アルケニル基1モル当たり0.4〜5モルとなるよう量で、分子中において少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノシロキサンと、
(D)有効量のヒドロシリル化反応触媒と、を含む、硬化性シリコーン組成物。 - 成分(A)が、下記の一般式
R3 2R4SiO(R3 2SiO)mSiR3 2R4
によって表され、式中、R3は、同じかまたは異なり、脂肪族不飽和結合を含まない置換または非置換の一価炭化水素基であり、分子中の少なくとも1つのR3は、6〜12個の炭素原子を有するアリール基であり、R4は、同じかまたは異なり、2〜12個の炭素原子を有するアルケニル基であり、添字mは、正の数である、請求項1に記載の硬化性シリコーン組成物。 - 成分(B)が、少なくとも1500の数平均分子量(Mn)を有する、請求項1または2に記載の硬化性シリコーン組成物。
- 成分(C)が、
(C1)下記の一般式:
HR5 2SiO(R5 2SiO)nSiR5 2H
(式中、R5は、同じかまたは異なり、1〜12個の炭素原子を有するアルキル基、または6〜12個の炭素原子を有するアリール基であり、分子中の少なくとも1つのR5は、アリール基であり、添字nは、1〜100の数である)によって表されるオルガノシロキサン、
(C2)分子中に少なくとも2個のケイ素結合水素原子を有し、かつ下記の平均単位式:
(HR5 2SiO1/2)d(R5 2SiO2/2)e(R5SiO3/2)f
(式中、各R5は、独立して選択され、かつ上で定義され、分子中の少なくとも1つのR5は、アリール基であり、添字d、e、およびfは、次の条件、0.1<d≦0.7、0≦e≦0.5、0.1≦f<0.9、およびd+e+f=1を満たす数である)によって表されるオルガノポリシロキサン、または
成分(C1)と(C2)との混合物である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の硬化性シリコーン組成物。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の硬化性シリコーン組成物を硬化させることによって得られる硬化物。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の硬化性シリコーン組成物の硬化物によって封止された光半導体素子を含む光半導体デバイス。
- 光半導体デバイスであって、
光半導体素子と、
前記光半導体素子を封止する硬化物であって、請求項5に記載の硬化物である、硬化物と、を含む、光半導体デバイス。 - 硬化物を調製するための方法であって、
硬化性シリコーン組成物を提供することと、
前記硬化性シリコーン組成物を硬化させて前記硬化物を得ることと、を含み、
前記硬化性シリコーン組成物が、請求項1〜4のいずれか一項に記載の硬化性シリコーン組成物である、方法。
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