JP4822001B2 - エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents

エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物及びその硬化物 Download PDF

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Description

本発明は、エポキシ樹脂と比較して耐熱性や耐光性に優れる注型成型用として好適なエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物及びその硬化物に関するものである。
これまで、注型成型用材料として作業性の良さから常温で固形の樹脂が用いられてきた。中でも、電気特性、耐湿性、光透過性、耐熱性などに優れたエポキシ樹脂は、半導体や光半導体用の封止樹脂などとして使用されている。
一方、本発明者らは光半導体用封止樹脂として、表面タック性がなく、かつ接着性に優れ、エポキシ樹脂よりも耐熱性、耐光性に優れた、好適なエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物及びこれを用いて被覆され、発光効率の高い発光半導体装置を提供してきた(特許文献1:特開2005−158766号公報参照)。
しかしながら、従来、注型成型用として好適な固形のエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物として好適な態様については、報告されていなかった。
特開2005−158766号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、これまで常温にて低粘度又は粘稠の液状であったエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物を注型成型における作業性を向上させるために固形化すること、また、耐熱性、耐光性に優れた上記組成物の硬化物を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、(A)一分子中に1個以上のケイ素原子結合水酸基を有する有機ケイ素化合物、(B)フェニレンエーテル骨格を有さないエポキシ樹脂、及び(C)アルミニウム系硬化触媒を必須成分として含有するエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物において、上記(A)成分及び(B)成分の少なくとも一方を常温において固形のものとすることにより、組成物をトランスファー成型等の注型成型用として好適な常温においてタック性のない固形、特に粉末状のものにでき、この組成物の硬化物が、耐熱性、耐光性に優れたものとなることを見出したものである。
そして、特に、上記(A)成分が、(A’)一分子中に1個以上のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基を有し、かつ1個以上のケイ素原子結合水酸基を有する有機ケイ素化合物であり、(A’),(B)及び(C)成分と共に、更に、(D)オルガノハイドロジェンポリシロキサン及び(E)白金族金属系触媒を併用したエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物において、上記(A’)成分、(B)成分及び(D)成分の少なくとも一つを常温において固形のものとすること、また、上記(A)成分が、(AD)一分子中に1個以上のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基を有し、1個以上のケイ素原子結合水素原子を有し、かつ1個以上のケイ素原子結合水酸基を有する有機ケイ素化合物であり、(AD)成分、(B)成分及び(C)成分と共に、更に、(E)白金族金属系触媒を併用したエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物において、上記(AD)成分及び(B)成分の少なくとも一方を常温において固形のものとすることにより、組成物を注型成型用として好適な常温において固形のものにでき、このような硬化反応にヒドロシリル化による硬化反応とエポキシ樹脂の硬化反応とを併用するエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物の硬化物が、耐熱性、耐光性に特に優れたものとなることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
従って、本発明は、(AD)一分子中に1個以上のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基を有し、1個以上のケイ素原子結合水素原子を有し、かつ1個以上のケイ素原子結合水酸基を有する有機ケイ素化合物、(B)フェニレンエーテル骨格を有さないエポキシ樹脂、(C)アルミニウム系硬化触媒、及び(E)白金族金属系触媒を必須成分として含有するエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物であって、上記(AD)成分及び(B)成分の少なくとも一方が常温において固形であり、かつ上記組成物が常温において固形であることを特徴とするエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物、及び
上記エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物を注型成型してなることを特徴とする硬化物を提供する。
本発明の常温で固形のエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物は、常温で固形であるため注型成型における作業性が改善し、また、従来のエポキシ樹脂に比べ耐熱性、耐光性に優れた硬化物を与え、産業上のメリットは多大である。
以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明のエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物は、
(A)一分子中に1個以上のケイ素原子結合水酸基を有する有機ケイ素化合物、
(B)フェニレンエーテル骨格を有さないエポキシ樹脂、及び
(C)アルミニウム系硬化触媒
を必須成分として含有し、(A)成分及び(B)成分の少なくとも一方が常温(即ち、25℃、以下同じ)において固形であり、かつ組成物が常温において固形のものである。
特に、(A)成分が、(A’)一分子中に1個以上のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基を有し、かつ1個以上のケイ素原子結合水酸基を有する有機ケイ素化合物である場合、(A’),(B)及び(C)成分と共に、更に、
(D)オルガノハイドロジェンポリシロキサン、及び
(E)白金族金属系触媒
を必須成分として含有し、(A’)成分、(B)成分及び(D)成分の少なくとも一つが常温において固形であり、かつ組成物が常温において固形であるものが好ましい。
また、(A)成分が、(AD)一分子中に1個以上のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基を有し、1個以上のケイ素原子結合水素原子を有し、かつ1個以上のケイ素原子結合水酸基を有する有機ケイ素化合物である場合、(AD)成分及び(B)及び(C)成分と共に、更に、
(E)白金族金属系触媒
を必須成分として含有し、(AD)成分及び(B)成分の少なくとも一方が常温において固形であり、かつ組成物が常温において固形であるものも好ましい。
(A)成分は、一分子中に1個以上のケイ素原子結合水酸基を有する有機ケイ素化合物であるが、なかでも(A’)一分子中に1個以上のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基を有し、かつ1個以上のケイ素原子結合水酸基を有する有機ケイ素化合物が好ましい。
このようなものとしては、オルガノ(ポリ)シロキサン、オルガノシルアルキレン、オルガノシルアリーレン等が挙げられ、特にオルガノ(ポリ)シロキサンの場合は、下記平均組成式(1)
1 a2 b(HO)c(R3O)dSiO(4-a-b-c-d)/2 (1)
(式中、R1は同一又は異種の、脂肪族不飽和結合を有する置換若しくは非置換の一価炭化水素基、R2は同一又は異種の、脂肪族不飽和結合を有さない置換若しくは非置換の一価炭化水素基、R3は同一又は異種の、脂肪族不飽和結合を有さない置換若しくは非置換の一価炭化水素基である。a,b,dは各々0又は正数、cは正数であるが、(A’)成分の場合はa>0である。また、a+b+c+d<4である。)
で示されるものを使用することができる。
この場合、R1、R2、R3は、各々炭素数が1〜10、特に1〜6の範囲にあるものが好適である。具体的には、R1としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基などが代表的なものとして挙げられる。R2としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基、オキシラン環を有する有機基などが代表的なものとして挙げられる。R3としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基やフェニル基等のアリール基などを例示することができる。
なお、(A)成分((A’)成分)が、オルガノポリシロキサンの場合、上記式(1)において、a,b,c,dは0≦a≦0.5、特に0≦a≦0.25(但し、(A’)成分の場合はa>0)、0<b≦2.4、特に0.5≦b≦2、0<c≦0.5、特に0.01≦c≦0.2、0≦d≦0.5、特に0≦d≦0.2であることが好ましく、a+b+c+dは0.8≦a+b+c+d≦3、特に1≦a+b+c+d≦2.5であることが好ましい。
また、(A)成分としては、(AD)一分子中に1個以上のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基を有し、1個以上のケイ素原子結合水素原子を有し、かつ1個以上のケイ素原子結合水酸基を有する有機ケイ素化合物も好ましい。(AD)成分は、一の分子中のケイ素原子結合水素原子(SiH基)と、他の分子中のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基、例えばビニル基等の脂肪族不飽和一価炭化水素基とが付加反応(ヒドロシリル化)することにより硬化するものである。
このようなものとしては、オルガノ(ポリ)シロキサン、オルガノシルアルキレン、オルガノシルアリーレン等が挙げられ、特にオルガノ(ポリ)シロキサンの場合は、下記平均組成式(2)
e1 f2 g(HO)h(R3O)jSiO(4-e-f-g-h-j)/2 (2)
(式中、R1は同一又は異種の、脂肪族不飽和結合を有する置換若しくは非置換の一価炭化水素基、R2は同一又は異種の、脂肪族不飽和結合を有さない置換若しくは非置換の一価炭化水素基、R3は同一又は異種の、脂肪族不飽和結合を有さない置換若しくは非置換の一価炭化水素基である。e,f,hは各々正数、g,jは各々0又は正数であり、e+f+g+h+j<4である。)
で示されるものを使用することができる。なお、R1、R2、R3の具体例としては、上記式(1)で例示したものと同様のものが挙げられる。
なお、(AD)成分が、オルガノポリシロキサンの場合、上記式(2)において、e,f,g,h,jは、0<e≦0.5、特に0<e≦0.25、0<f≦0.5、特に0<f≦0.25、0<g≦2.4、特に0.5≦g≦2、0<h≦0.5、特に0.01<h≦0.2、0≦j≦0.5、特に0≦j≦0.2であることが好ましく、e+f+g+h+jは0.8≦e+f+g+h+j≦3、特に1≦e+f+g+h+j≦2.5であることが好ましい。
なお、上記ケイ素原子結合水酸基(シラノール基)含有オルガノ(ポリ)シロキサンは、加水分解可能なシランの(共)加水分解又は一部加水分解によって製造することができる。
ケイ素原子結合水酸基(シラノール基)含有オルガノポリシロキサンとしては、(CH32(OH)SiO1/2、(CH32SiO、CH3(C65)(OH)SiO1/2、CH3SiO3/2、(C65)SiO3/2、CH3(C65)SiO、C37(CH3)SiO、(CH2=CH)(C65)(OH)SiO1/2、C65(CH2=CH)(CH3)SiO1/2、(CH2=CH)(CH3)SiO、(CH2=CH)(C65)SiO、C65(OH)SiO、(CH32SiO、(C652SiO、C65(CH32SiO1/2などから選ばれるシロキサン単位を含むものが挙げられ、更に、少量のSiO2単位を含んでもよい。この種のオルガノポリシロキサンはシロキサン単位に対応するオルガノクロロシランを加水分解し、更にヒドロキシル基を縮合させて必要量の水酸基を残すことで得ることができる。
(A)成分((A’)成分,(AD)成分)としては、分子中に3官能性シロキサン単位や4官能性シロキサン単位(SiO2)を含んだ分岐状又は三次元網状構造のものが好適である。
このように、ケイ素原子結合水酸基含有オルガノポリシロキサンとしては液状から固体状のものであるが、ケイ素原子結合水酸基含有量が0.5〜15質量%、特に1.5〜10質量%のものが好ましい。含有率が0.5質量%未満ではエポキシ基との反応性に乏しく、また15質量%を超えると、オルガノポリシロキサンを安定的に製造することができない場合がある。
これらのオルガノ(ポリ)シロキサンの他に、オルガノシルアルキレン、オルガノシルアリーレンや、シルエチレン、シルフェニレン結合をもったシラノール基含有オルガノポリシロキサンも本発明に使用することができる。
なお、(A)成分の有機ケイ素化合物は、特にオルガノポリシロキサンを含むものであることが好ましい。また、有機ケイ素化合物のうち、分子中にヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基として、アルケニル基等の脂肪族不飽和炭化水素基を有するものが(A’)成分又は(AD)成分として好適に適用されるが、(A)成分として(A’)成分を用いる場合、(D)成分及び(E)成分を必須成分として含有するものとし、(A)成分として(AD)成分を用いる場合、(E)成分を必須成分として含有するものとする。
(B)成分のフェニレンエーテル骨格を有さないエポキシ樹脂は、フェニレンエーテル骨格、例えば、エポキシ樹脂の原料であるビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール類、ビフェニルジオール類由来のフェニレンオキシ基を有さないものであり、エポキシ樹脂の全有機樹脂中に占める割合にもよるが、常温において固形又は粘度が100Pa・s以上の液状であるエポキシ樹脂が好ましい。種類としては、耐熱性、耐光性のよい水添型ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添型ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添型ビフェニル型エポキシ樹脂のオリゴマーやポリマー、脂環式エポキシ樹脂などを挙げることができるが、フェニルエーテル骨格を有さないエポキシ樹脂であればこれらに限定されるものではない。
エポキシ樹脂の全有機樹脂(即ち、(A),(B)及び(D)成分の合計、((D)成分を用いない場合は(A)及び(B)成分の合計))に占める比率は5〜90質量%であることが好ましい。この比率が5質量%未満ではエポキシの添加効果が不十分で、硬化物強度が十分に得られないおそれがある。一方、この比率が90質量%を超えるとエポキシ分が多くなり、例えば、耐熱試験、耐光性試験における変色において、単なるエポキシ樹脂と有意差がなくなってしまう。このため、より望ましくは20〜80質量%である。
(C)成分のアルミニウム系硬化触媒は、シラノール基とエポキシ基とを重合させる硬化触媒であり、具体的には三水酸化アルミニウム、アルミニウムアルコラート、アルミニウムアシレート、アルミニウムアシレートの塩、アルミノシロキシ化合物及びアルミニウムキレートからなる群から選択される有機又は無機アルミニウム化合物が例示され、その配合量はいわゆる触媒量であるが、例えば、(A),(B)及び(C)成分の合計量、特に、(A’)成分を用いる場合は(A’),(B),(C),(D)及び(E)成分の合計量、(AD)成分を用いる場合は(AD),(B),(C)及び(E)成分の合計量に対し0.05〜10質量%、好ましくは0.3〜5質量%とすることができる。この量が0.05質量%未満では、十分な硬化速度が得られない場合があり、10質量%を超えると、硬化が早すぎて目的とする発光半導体装置を製造することができない場合がある。
(D)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、架橋剤として作用するものであり、(D)成分中のSiH基と、(A’)成分中のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基、例えばビニル基等の脂肪族不飽和一価炭化水素基とを付加反応(ヒドロシリル化)させることにより硬化させるものである。また、(AD)成分を用いる場合、必要に応じて(D)成分を添加することも可能であり、この場合、(D)成分中のSiH基と、(AD)成分中のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基、例えばビニル基等の脂肪族不飽和一価炭化水素基とを付加反応(ヒドロシリル化)させて、硬化反応を補うことができる。
このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、例えば、下記平均組成式(3)
k4 m(HO)n(R5O)pSiO(4-k-m-n-p)/2 (3)
(式中、R4は脂肪族不飽和結合を含有しない同一又は異種の置換又は非置換の一価炭化水素基、R5は脂肪族不飽和結合を含有しない同一又は異種の置換又は非置換の一価炭化水素基である。また、k>0、m>0、n≧0、p≧0であり、k+m+n+p<4である。)
で表され、一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個、好ましくは3個以上有するものが挙げられる。
ここで、上記式(3)中のR4は炭素数1〜10、特に炭素数1〜7の一価炭化水素基であることが好ましく、例えば、メチル基等の低級アルキル基、フェニル基等のアリール基等、前述の式(1)の置換基R2で例示したものなどが挙げられる。また、上記式(3)中のR5は炭素数1〜10、特に炭素数1〜6の一価炭化水素基であることが好ましく、前述の式(1)のR3と同様のものが挙げられる。
k,m,n,pは、0<k≦1、特に0.001≦k≦0.8、0<m≦3、特に0.5≦m≦2.3、0≦n≦1、特に0≦n≦0.5、0≦p≦3、特に0≦p≦1.5であることが好ましく、k+m+n+pは、1≦k+m+n+p<4、特に1.5≦k+m+n+p≦2.7であることが好ましい。ケイ素原子に結合した水素原子の位置は特に制約はなく、分子の末端でも途中でもよい。
具体的には、例えば、末端トリメチルシリル基又はトリフェニルシリル基封鎖のオルガノ(例えばメチル)ハイドロジェンポリシロキサン、末端ジメチルハイドロジェンシリル基封鎖のオルガノ(例えばメチル)ハイドロジェンポリシロキサンなどの末端封鎖型オルガノ(例えばメチル)ハイドロジェンポリシロキサンや、テトラメチルテトラハイドロジェンシクロテトラシロキサン、ペンタメチルトリハイドロジェンシクロテトラシロキサン、トリ(ジメチルハイドロジェンシロキサン)メチルシラン等が挙げられる。
また、下記構造で示されるような化合物も使用することができる。
Figure 0004822001
なお、(D)成分は分子構造上、直鎖状、分岐状、環状、網状のいずれであってもよい。このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、通常、R4SiHCl2、(R43SiCl、(R42SiCl2、(R42SiHCl(R4は、前記のとおりである)のようなクロロシランを加水分解するか、HSi(OR53、R4Si(OR53、R4SiH(OR52、(R42Si(OR52、(R43Si(OR5)、(R42SiH(OR5)(R4及びR5は、前記の通りである)のようなアルコキシシランやジハイドロジェンテトラメチルジシロキサンなどのダイマーやオリゴマーを加水分解することにより得ることができる。
なお、この(D)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンのエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物における配合量は、(A’)成分のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基のヒドロシリル化反応に対する硬化有効量であり、特にそのSiH基が(A’)成分中のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基、特に、ビニル基等の脂肪族不飽和基の合計量あたり0.1〜4.0、より好ましくは0.5〜3.0、更に好ましくは0.8〜2.4のモル比であることが好ましい。この比が0.1未満では硬化反応が進行せず硬化物を得ることが困難となる場合があり、4.0を超えると、未反応のSiH基が硬化物中に多量に残存して、物性が経時的に変化する原因となるおそれがある。なお、(AD)成分を用いる場合において、(D)成分を添加する場合には、(AD)成分及び(D)成分のSiH基と、(AD)成分のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基との比を上記範囲にすればよい。
(E)成分の白金族金属系触媒は、本発明の組成物の付加硬化反応を生じさせるために配合されるものであり、白金系、パラジウム系、ロジウム系のものがあるが、コスト等の見地から白金系のもの、例えば、H2PtCl6・xH2O、K2PtCl6、KHPtCl6・xH2O、K2PtCl4、K2PtCl4・xH2O、PtO2・xH2O、PtCl4・xH2O、PtCl2、H2PtCl4・xH2O(xは、いずれも正の整数)等や、これらと炭化水素、アルコール又はビニル基含有オルガノポリシロキサンとの錯体等を例示することができ、これらは単独でも2種以上の組み合わせでも使用することができる。これらの触媒成分の配合量は、いわゆる触媒量でよく、通常、前記(A’),(B)及び(D)成分、又は(AD)及び(B)成分の合計量あたり、白金族金属換算(質量)で0.1〜1,000ppm、好ましくは1〜300ppmの範囲で使用される。
本発明のエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物においては、(A)成分及び(B)成分の少なくとも一方、(A’)成分を用いる場合は、(A’)成分、(B)成分及び(D)成分の少なくとも一つ、(AD)成分を用いる場合は、(AD)成分及び(B)成分の少なくとも一方を、常温で固形であるものとするが、この固形とした成分以外の成分を液状のものとする場合、粘度が常温において100Pa・s以上(回転粘度計(BM型)による粘度測定(以下、同様))のものを用いることが好ましい。特に、(A’)成分を用いる場合は、(A’)成分の有機ケイ素化合物が、常温において固形又は粘度が100Pa・s以上の液状であり、(B)成分のエポキシ樹脂が、常温において固形又は粘度が100Pa・s以上の液状であり、かつ(A’)成分及び(B)成分の少なくとも一方が常温において固形であるものとすることが好ましい。
なお、本発明のエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物は常温で固形のものであるが、このような固形の組成物とするには、特に、全有機樹脂(即ち、(A),(B)及び(D)成分の合計、((D)成分を用いない場合は(A)及び(B)成分の合計))中、固形の成分の割合を、30質量%以上(通常30〜100質量%)、特に40〜100質量%とすることが好ましい。
本発明のエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物を硬化して得られる硬化物の接着性を向上させるため、ケイ素原子結合アルコキシ基を有するオルガノシラン、オルガノポリシロキサン等の有機ケイ素化合物などの(F)接着助剤を任意成分として必要に応じて添加配合してもよい。但し、本発明の目的を逸脱しない範囲、少なくとも組成物が常温において固形である範囲に限る。このような有機ケイ素化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物及び一分子中にケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)、ケイ素原子に結合したアルケニル基(例えばSi−CH=CH2基)、アルコキシシリル基(例えばトリメトキシシリル基等のトリアルコキシシリル基など)、エポキシ基(例えばグリシドキシプロピル基、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基)から選ばれる官能性基を少なくとも2種、好ましくは2又は3種含有する、通常、ケイ素原子数4〜30、特には4〜20程度の、直鎖状又は環状構造の、好ましくはシラノール基を有さないシロキサン化合物(オルガノシロキサンオリゴマー)が挙げられる。
また、(F)成分の接着助剤として、下記一般式(4)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/又は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)も好適に使用される。
Figure 0004822001
(式中、R5は、下記式(5)
Figure 0004822001
で表される有機基、又は脂肪族不飽和結合を含有する一価炭化水素基であるが、3個のR5のうち少なくとも1個は式(5)で表される有機基である。R6は水素原子又は炭素数1〜6の一価炭化水素基、sは1〜6、特に1〜4の整数である。)
この場合、R5の脂肪族不飽和結合を含有する一価炭化水素基としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等の炭素数2〜8、特に2〜6のアルケニル基が挙げられる。また、R6の一価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、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基等のアルケニル基、フェニル基等のアリール基などの炭素数1〜8、特に1〜6の一価炭化水素基が挙げられ、好ましくはアルキル基である。
(F)成分として具体的には、下記のものを例示することができる。
Figure 0004822001
(式中、m,nはそれぞれm+nが2〜50、好ましくは4〜20を満足する正の整数である。)
Figure 0004822001
Figure 0004822001
このような有機ケイ素化合物の内、得られる硬化物の接着性が特に優れている化合物としては、一分子中にケイ素原子結合アルコキシ基とアルケニル基又はケイ素原子結合水素原子(SiH基)とを有する有機ケイ素化合物であることが好ましい。
本発明において、(F)成分の接着助剤の配合量は、(A)成分((A’)成分,(AD)成分)と(B)成分との合計100質量部に対して、通常10質量部以下(即ち、0〜10質量部)、好ましくは0.01〜5質量部、より好ましくは0.1〜1質量部程度配合することができる。(F)成分の配合量が少なすぎると基材に対する接着性に劣る場合があり、多すぎると常温で固形の組成物が得られなかったり、硬化物の硬度が低下したり、硬化物の表面タック性に悪影響を及ぼしたりする場合がある。
本発明のエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物は、(A),(B)及び(C)成分、又は(A’),(B),(C),(D)及び(E)成分、又は(AD),(B),(C)及び(E)成分、更にはこれらと共に、必要に応じて添加される任意成分((F)成分、後述する任意成分など)を加熱(溶融)混合、微粉末にして機械的に混合、又は両者を併用して製造することができる。
(A’),(B),(C),(D)及び(E)成分を含む組成物、又は(AD),(B),(C)及び(E)成分を含む組成物を混合にて製造する場合、作業可能時間を長くするために、必要に応じてアセチレンアルコール系化合物、トリアゾール類、ニトリル化合物等の窒素化合物、リン化合物などの反応抑制剤を微量添加することが好ましい。
また、本発明の目的を逸脱しない範囲、少なくとも組成物が常温において固形である範囲で、例えば、酸化防止剤としてBHT、ビタミンBなど、公知の変色防止剤、例えば有機リン系変色防止剤など、ヒンダードアミンのような光劣化防止剤など、酸無水物のようなエポキシ架橋剤、相溶化剤として低分子珪素化合物、液状のビニルシロキサン、ハイドロジェンシロキサン、エポキシ化合物など、反応性希釈剤として微量のビニルエーテル類、ビニルアミド類、上記(B)成分と異なるエポキシ樹脂、オキセタン類、アリルフタレート類、アジピン酸ビニルなど、補強性充填材としてガラス繊維、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、その他の無機又は有機系超微粒子など、難燃性向上剤などを添加してもよい。また、着色成分により着色しても構わない。
なお、(A’),(B),(C),(D)及び(E)成分を必須成分として含有、又は(AD),(B),(C)及び(E)成分を必須成分として含有し、エポキシ樹脂の縮合とヒドロシリル化付加反応を併用して硬化させるエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物の方が、(A),(B)及び(C)成分を必須成分として含有し、エポキシ樹脂の縮合のみによって硬化物を形成するエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物に比較して信頼性の点でより優れているため望ましいものである。
本発明のエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物は、半導体部品や光半導体部品の被覆保護材や、ダイアタッチ剤などの接着剤として好適であり、また、その硬化物は、パッケージ素材やプリント基板素材などの基材として、更にはレンズとしても有効に用いることができる。
なお、本発明のエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物の硬化条件は、樹脂の溶融点以上(50℃程度)から200℃までと、その作業条件に合わせて任意であり、生産性と硬化物の特性とのバランスから適宜選定することができる。トランスファー成形やコンプレッション成形の場合は、100〜180℃の温度で数10秒〜5分間で成形することで製造することができる。
以下、参考例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記例において、Me、Ph、Vi、Gpはそれぞれメチル基、フェニル基、ビニル基、グリシドキシプロピル基を示し、部は質量部を示す。
参考例1]
(ViMeSiO)0.2(PhSiO3/20.7(MeSiO3/20.1で表され、ケイ素原子結合水酸基を5質量%含有する常温で固形のオルガノポリシロキサン70部、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:YL7031、ジャパンエポキシレジン製)30部を溶融させ十分に混合した後、(HMeSiO)0.2(PhSiO3/20.4(Me2SiO)0.4で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを、オルガノハイドロジェンポリシロキサンのケイ素原子に結合する水素原子(h)とオルガノポリシロキサンのビニル基(v)との比がh/v=1.1(モル比)となるように加え、触媒量の白金触媒及びアルミニウムアセチルアセトンを加え、60℃にて十分混合したのち5℃まで冷却し、得られた固形物を粉末状に粉砕して、エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物を得た。この粉末は、室温においてもタック性の無い固形物であった。
次に、この粉末をタブレット状に成型し、トランスファー成型機により棒状の成型物を成型し、更に、この成型物を150℃で4時間加熱することにより樹脂を完全硬化させた。この硬化物は無色透明であった。また、この硬化物を更に100℃で1000時間加熱し、加熱後の光透過率を加熱前の硬化物の光透過率と比較したところ、その光透過率保持率は90%以上であり、高透明であった。
参考例2]
(ViMeSiO)0.3(PhSiO3/20.6(Me2SiO)0.1で表され、ケイ素原子結合水酸基を4質量%含有する高粘稠のオルガノポリシロキサン70部、常温で固形の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:YL7170、ジャパンエポキシレジン製)30部を溶融させ十分に混合した後、(HMeSiO)0.2(PhSiO3/20.4(Me2SiO)0.4で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを、オルガノハイドロジェンポリシロキサンのケイ素原子に結合する水素原子(h)とオルガノポリシロキサンのビニル基(v)との比がh/v=1.1(モル比)となるように加え、触媒量の白金触媒及びアルミニウムアセチルアセトンを加え、60℃にて十分混合したのち5℃まで冷却し、得られた固形物を粉末状に粉砕して、エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物を得た。この粉末は、室温においてもタック性の無い固形物であった。
次に、この粉末をタブレット状に成型し、トランスファー成型機により棒状の成型物を成型し、更に、この成型物を150℃で4時間加熱することにより樹脂を完全硬化させた。この硬化物は無色透明であった。また、この硬化物を更に100℃で1000時間加熱し、加熱後の光透過率を加熱前の硬化物の光透過率と比較したところ、その光透過率保持率は90%以上であり、高透明であった。
参考例3]
(ViMeSiO)0.3(PhSiO3/20.6(Me2SiO)0.1で表され、ケイ素原子結合水酸基を4質量%含有する高粘稠のオルガノポリシロキサン70部、常温で固形の脂環式エポキシ樹脂(商品名:EHPE3150、ダイセル化学工業製)30部を溶融させ十分に混合した後、(HMeSiO)0.2(PhSiO3/20.4(Me2SiO)0.4で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを、オルガノハイドロジェンポリシロキサンのケイ素原子に結合する水素原子(h)とオルガノポリシロキサンのビニル基(v)との比がh/v=1.1(モル比)となるように加え、触媒量の白金触媒及びアルミニウムアセチルアセトンを加え、60℃にて十分混合したのち5℃まで冷却し、得られた固形物を粉末状に粉砕して、エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物を得た。この粉末は、室温においてもタック性の無い固形物であった。
次に、この粉末をタブレット状に成型し、トランスファー成型機により棒状の成型物を成型し、更に、この成型物を150℃で4時間加熱することにより樹脂を完全硬化させた。この硬化物は無色透明であった。また、この硬化物を更に100℃で1000時間加熱し、加熱後の光透過率を加熱前の硬化物の光透過率と比較したところ、その光透過率保持率は90%以上であり、高透明であった。
[実施例
(ViMeSiO)0.2(HMeSiO)0.2(PhSiO3/20.6で表され、ケイ素原子結合水酸基を4質量%含有する高粘稠のオルガノポリシロキサン70部、常温で固形の脂環式エポキシ樹脂(商品名:EHPE3150、ダイセル化学工業製)30部を溶融させ十分に混合した後、触媒量の白金触媒及びアルミニウムアセチルアセトンを加え、60℃にて十分混合したのち5℃まで冷却し、得られた固形物を粉末状に粉砕して、エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物を得た。この粉末は、室温においてもタック性の無い固形物であった。
次に、この粉末をタブレット状に成型し、トランスファー成型機により棒状の成型物を成型し、更に、この成型物を150℃で4時間加熱することにより樹脂を完全硬化させた。この硬化物は無色透明であった。また、この硬化物を更に100℃で1000時間加熱し、加熱後の光透過率を加熱前の硬化物の光透過率と比較したところ、その光透過率保持率は90%以上であり、高透明であった。
参考
(GpSiO3/20.4(PhSiO3/20.6で表され、ケイ素原子結合水酸基を5質量%含有する常温で固形のオルガノポリシロキサン70部、常温で固形の水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:YL7170、ジャパンエポキシレジン製)30部、触媒量のアルミニウムアセチルアセトンを微粉末状にして混合して、エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物を得た。この粉末は、室温においてもタック性の無い固形物であった。
次に、この粉末をタブレット状に成型し、トランスファー成型機により棒状の成型物を成型し、更に、この成型物を150℃で4時間加熱することにより樹脂を完全硬化させた。この硬化物は無色透明であった。また、この硬化物を更に100℃で1000時間加熱し、加熱後の光透過率を加熱前の硬化物の光透過率と比較したところ、その光透過率保持率は90%以上であり、高透明であった。
[比較例1]
(ViMeSiO)0.3(PhSiO3/20.6(Me2SiO)0.1で表され、ケイ素原子結合水酸基を4質量%含有する高粘稠のオルガノポリシロキサン70部、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:YL7031、ジャパンエポキシレジン製)30部を溶融させ十分に混合した後、(HMeSiO)0.2(PhSiO3/20.4(Me2SiO)0.4で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを、オルガノハイドロジェンポリシロキサンのケイ素原子に結合する水素原子(h)とオルガノポリシロキサンのビニル基(v)との比がh/v=1.1(モル比)となるように加え、触媒量の白金触媒及びアルミニウムアセチルアセトンを加え、60℃にて十分混合したのち5℃まで冷却した。得られた混合物を粉末状に粉砕しようとしたが、常温ではややタック性があり、粉末状にすることはできなかった。

Claims (3)

  1. (AD)一分子中に1個以上のヒドロシリル化反応に関与できる多重結合を含有する基を有し、1個以上のケイ素原子結合水素原子を有し、かつ1個以上のケイ素原子結合水酸基を有する有機ケイ素化合物、
    (B)フェニレンエーテル骨格を有さないエポキシ樹脂、
    (C)アルミニウム系硬化触媒、及び
    (E)白金族金属系触媒
    を必須成分として含有するエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物であって、
    上記(AD)成分及び(B)成分の少なくとも一方が常温において固形であり、かつ上記組成物が常温において固形であることを特徴とするエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物。
  2. 注型成型用であることを特徴とする請求項記載のエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物。
  3. 請求項1又は2記載のエポキシ・シリコーン混成樹脂組成物を注型成型してなることを特徴とする硬化物。
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