JP5285846B2 - 硬化性シリコーン組成物および電子部品 - Google Patents
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Description
(A)成分のエポキシ基含有オルガノポリシロキサンは本組成物の主剤であり、一分子中に少なくとも1個のエポキシ基を含有するものであれば限定されないが、好ましくは、(A1)平均単位式:
(R1 3SiO1/2)a(R2 2SiO2/2)b(R3SiO3/2)c
で表されるエポキシ基含有オルガノポリシロキサンおよび/または(A2)一般式:
A−R5−(R4 2SiO)mR4 2Si−R5−A
で表されるエポキシ基含有オルガノポリシロキサンである。
[G(CH3)2SiO1/2]a[C6H5SiO3/2]c
[E(CH3)2SiO1/2]a[C6H5SiO3/2]c
[G(CH3)2SiO1/2]a[(CH3)2SiO2/2]b[C6H5SiO3/2]c
[E(CH3)2SiO1/2]a[(CH3)2SiO2/2]b[C6H5SiO3/2]c
[GCH3SiO2/2]b[C6H5SiO3/2]c
[ECH3SiO2/2]b[C6H5SiO3/2]c
[G(CH3)2SiO1/2]a[C6H5SiO3/2]c'[CH3SiO3/2]c"
[E(CH3)2SiO1/2]a[C6H5SiO3/2]c'[CH3SiO3/2]c"
[C6H5SiO3/2]c'[GSiO3/2]c"
[C6H5SiO3/2]c'[ESiO3/2]c"
(XR4 2SiO1/2)d(SiO4/2)e
で表されるオルガノポリシロキサン残基である。式中、R4は脂肪族不飽和結合を有さない置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、前記と同様の基が例示され、好ましくは、アルキル基であり、特に好ましくは、メチル基である。また、式中、Xは単結合、水素原子、前記R4で表される基、エポキシ基含有一価有機基、またはアルコキシシリルアルキル基であり、このR4で表される基としては、前記と同様の基が例示され、エポキシ基含有一価有機基としては、前記R1、R2、あるいはR3と同様のエポキシ基含有一価有機基が例示され、アルコキシシリルアルキル基としては、トリメトキシシリルエチル基、トリメトキシシリルプロピル基、ジメトキシメチルシリルプロピル基、メトキシジメチルシリルプロピル基、トリエトキシシリルエチル基、トリプロポキシシリルプロピル基が例示される。但し、一分子中、少なくとも1個のXは単結合であり、この単結合を介して上記ジオルガノポリシロキサン中のR5に結合している。また、一分子中の少なくとも1個のXはエポキシ基含有一価有機基であり、好ましくは、グリシドキシアルキル基であり、特に好ましくは、3−グリシドキシプロピル基である。また、式中、dは正数であり、eは正数であり、d/eは0.2〜4の正数である。
R6 3SiO(R6 2SiO)nSiR6 3
で表されるオルガノシロキサンであることが好ましい。式中、R6は置換もしくは非置換の一価炭化水素基またはフェノール性水酸基含有一価有機基である。但し、一分子中、少なくとも2個のR 6 は前記フェノール性水酸基含有一価有機基である。こ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、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基;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基が例示され、好ましくは、アルキル基、アリール基であり、特に好ましくは、メチル基、フェニル基である。また、フェノール性水酸基含有一価有機基としては、次のような基が例示される。なお、式中のR7は二価有機基であり、具体的には、エチレン基、メチルエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基等のアルキレン基;エチレンオキシエチレン基、エチレンオキシプロピレン基、エチレンオキシブチレン基、プロピレンオキシプロピレン基等のアルキレンオキシアルキレン基が例示され、好ましくは、アルキレン基であり、特に好ましくは、プロピレン基である。
R4(R4 2SiO)pR4 2Si−R5−R4 2SiOSiR4 f(OSiR4 2R8)3-f
(式中、R4は脂肪族不飽和結合を有さない置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、R5は二価有機基であり、R8はフェノール性水酸基含有一価有機基であり、fは0または1であり、pは1〜400の整数である。)
で表されるポリオルガノシロキサンが挙げられる。式中、R4は脂肪族不飽和結合を有さない置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、前記と同様の基が例示され、好ましくは、アルキル基であり、特に好ましくは、メチル基である。また、式中、R5は二価有機基であり、前記と同様の基が例示され、好ましくは、アルキレン基であり、特に好ましくは、エチレン基である。また、式中、R8はフェノール性水酸基含有一価有機基であり、前記R6のフェノール性水酸基含有一価有機基と同様の基が例示される。また、式中、fは0または1である。また、式中、pは1〜400の整数であり、好ましくは、1〜100の整数であり、特に好ましくは、1〜50の整数である。このようなフェノール性水酸基を有するポリオルガノシロキサンとして、具体的には、式:
(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]25Si(CH3)2−Z
(式中、Zは、式:
(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]25Si(CH3)2−Z'
(式中、Z'は、式:
本発明の電子部品は、上記組成物の硬化物により封止もしくは接着されてなることを特徴とする。このような本電子部品としては、ダイオード、トランジスタ、サイリスタ、モノリシックIC、ハイブリッドIC、LSI、VLSIが例示される。また、本発明でいう半導体素子としては、ダイオード、トランジスタ、サイリスタ、モノリシックIC、さらにはハイブリッドIC中の半導体素子が例示される。
硬化性シリコーン組成物の25℃における粘度を、E型粘度計(株式会社トキメック製のDIGITAL VISCOMETER DV-U-E II型)を用いて、回転数2.5rpmの条件で測定した。
[複素弾性率]:
硬化性シリコーン組成物を70mmHgで脱泡した後、幅10mm、長さ50mm、深さ2mmのキャビティを有する金型に充填し、130℃、2.5MPaの条件で60分間プレス硬化させた後、150℃のオーブン中で3時間2次加熱しての硬化物試験片を作製した。この試験片をARES粘弾性測定装置(Reometric Scientific社製のRDA700)を使用し、ねじれ0.05%、振動数1Hzの条件で、25℃における複素粘弾性率を測定し、その可撓性を評価した。
[熱抵抗、熱伝導率]:
硬化性シリコーン組成物を厚さ50μmとなるように2枚のシリコンチップ(10mm×10mm×0.75mm)で挟み込み、130℃の熱風循環式オーブン中で1時間加熱して硬化させた。その後、150℃の熱風循環式オーブン中で3時間ポストキュアさせて熱抵抗測定試験体を作製した。この試験体の熱抵抗を株式会社日立製作所製の熱抵抗測定機により測定し、硬化物の熱抵抗と熱伝導率を求めた。
式:
X−CH2CH2−[(CH3)2SiO]84(CH3)2Si−CH2CH2−X
{式中、Xは、平均単位式:
[Y(CH3)2SiO1/2]9[−(CH3)2SiO1/2]1[SiO4/2]6
(式中、Yは3−グリシドキシプロピル基および3−トリメトキシシリルプロピル基を表し、その比率は6:4である。)
で表されるシロキサン残基である。}
で表されるジメチルポリシロキサン(質量平均分子量=47,900、粘度=7,400mPa・s、エポキシ当量=580)5.0質量部、式:
(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]25Si(CH3)2−Z
(式中、Zは、式:
式:
X−CH2CH2−[(CH3)2SiO]84(CH3)2Si−CH2CH2−X
{式中、Xは、平均単位式:
[Y(CH3)2SiO1/2]9[−(CH3)2SiO1/2]1[SiO4/2]6
(式中、Yは3−グリシドキシプロピル基および3−トリメトキシシリルプロピル基を表し、その比率は6:4である。)
で表されるシロキサン残基である。}
で表されるジメチルポリシロキサン(質量平均分子量=47,900、粘度=7,400mPa・s、エポキシ当量=580)3.0質量部、式:
(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]25Si(CH3)2−Z
(式中、Zは、式:
式:
X−CH2CH2−[(CH3)2SiO]84(CH3)2Si−CH2CH2−X
{式中、Xは、平均単位式:
[Y(CH3)2SiO1/2]9[−(CH3)2SiO1/2]1[SiO4/2]6
(式中、Yは3−グリシドキシプロピル基および3−トリメトキシシリルプロピル基を表し、その比率は6:4である。)
で表されるシロキサン残基である。}
で表されるジメチルポリシロキサン(質量平均分子量=47,900、粘度=7,400mPa・s、エポキシ当量=580)4.2質量部、式:
(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]25Si(CH3)2]−Z
(式中、Zは、式:
式:
X−CH2CH2−[(CH3)2SiO]84(CH3)2Si−CH2CH2−X
{式中、Xは、平均単位式:
[Y(CH3)2SiO1/2]9[−(CH3)2SiO1/2]1[SiO4/2]6
(式中、Yは3−グリシドキシプロピル基および3−トリメトキシシリルプロピル基を表し、その比率は6:4である。)
で表されるシロキサン残基である。}
で表されるジメチルポリシロキサン(質量平均分子量=47,900、粘度=7,400mPa・s、エポキシ当量=580)13.0質量部、式:
(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]25Si(CH3)2−Z
(式中、Zは、式:
2 基板
3 ボールグリッド
4 ヒートスプレッダー
5 放熱材
6 放熱板
7 放熱材
Claims (12)
- (A)一般式:
A−R5−(R4 2SiO)mR4 2Si−R5−A
{式中、R4は脂肪族不飽和結合を有さない置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、R5は二価有機基であり、Aは平均単位式:
(XR4 2SiO1/2)d(SiO4/2)e
(式中、R4は前記と同じであり、Xは単結合、水素原子、前記R4で表される基、エポキシ基含有一価有機基、またはアルコキシシリルアルキル基であり、但し、一分子中、少なくとも1個のXは単結合であり、少なくとも1個のXはエポキシ基含有一価有機基であり、dは正数であり、eは正数であり、d/eは0.2〜4の正数である。)
で表されるオルガノポリシロキサン残基であり、mは1以上の整数である。}
で表されるエポキシ基含有オルガノポリシロキサン、(B)エポキシ樹脂用硬化剤、(C)熱伝導性金属粉末、および(D)熱伝導性非金属粉末から少なくともなり、前記(B)成分がフェノール性水酸基を一分子中に少なくとも2個有するオルガノシロキサンである硬化性シリコーン組成物。 - (B)成分が、一般式:
R6 3SiO(R6 2SiO)nSiR6 3
(式中、R6は置換もしくは非置換の一価炭化水素基またはフェノール性水酸基含有一価有機基であり、但し、一分子中、少なくとも2個のR6は前記フェノール性水酸基含有一価有機基であり、nは0〜1,000の整数である。)
で表されるオルガノシロキサンである、請求項1記載の硬化性シリコーン組成物。 - (B)成分の含有量が(A)成分100質量部に対して0.1〜500質量部である、請求項1記載の硬化性シリコーン組成物。
- (C)成分が金、銀、銅、およびニッケルからなる群より選択される少なくとも一種の熱伝導性金属粉末である、請求項1記載の硬化性シリコーン組成物。
- (C)成分の含有量が(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して10〜2,000質量部である、請求項1記載の硬化性シリコーン組成物。
- (D)成分が金属酸化物、金属窒化物、および金属炭化物からなる群より選択される少なくとも一種の熱伝導性非金属粉末である、請求項1記載の硬化性シリコーン組成物。
- (D)成分がアルミナ、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、および炭化ケイ素からなる群より選択される少なくとも一種の熱伝導性非金属粉末である、請求項1記載の硬化性シリコーン組成物。
- (D)成分の含有量が(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して10〜2,000質量部である、請求項1記載の硬化性シリコーン組成物。
- さらに、(E)硬化促進剤を含有する、請求項1記載の硬化性シリコーン組成物。
- (E)成分がカプセル型アミン系硬化促進剤である、請求項9記載の硬化性シリコーン組成物。
- (E)成分の含有量が(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して0.01〜50質量部である、請求項9記載の硬化性シリコーン組成物。
- 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の硬化性シリコーン組成物の硬化物により封止もしくは接着されている電子部品。
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