JP5801208B2 - 半導体封止用硬化性組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、耐熱性、高温における電気絶縁性、可撓性及び耐ヒートサイクル性に優れた硬化物を与える半導体封止用硬化性組成物、並びにこの硬化性組成物を硬化させることにより封止された半導体装置に関する。
SiC(炭化ケイ素)は、シリコンよりも通電時のエネルギー損失が小さいことから、発熱量が少なく、耐熱性も高いことから、より大きな電力を扱うことが可能であり、広く使用されているシリコンパワー半導体に代る次世代のパワー半導体として、SiCパワー半導体の検討が盛んに行なわれている。シリコンパワー半導体装置の耐熱限界温度は約150℃であるのに対し、SiCパワー半導体装置では耐熱限界温度を200〜300℃にすることが検討されている。
シリコンパワー半導体装置の封止材料・絶縁材料としては、有機ポリシロキサン樹脂(シリコーン樹脂ともいう)が使用されてきた(例えば、特許文献1〜5参照)。有機ポリシロキサン樹脂は、耐熱性、電気絶縁性、耐候性等に優れているが、従来知られた有機ポリシロキサン樹脂は、耐熱性や高温における電気絶縁性が十分とは言えず、200℃を超える温度で長期間使用する場合には、電気絶縁性が低下するという問題があり、シリコンパワー半導体の封止材料・絶縁材料としては不十分であった。特に、鉄道車両、ハイブリッド自動車、電気自動車、電磁調理器等に使用されるSiCパワー半導体の封止材料・絶縁材料では、高温での使用だけでなく、低温〜高温での繰り返し使用においても、高い電気絶縁性と十分な封止性が求められるが、このような封止材料・絶縁材料はこれまで得られていない。
特開2005−350582号公報 特開2006−206721号公報 特開2008−143980号公報 米国特許出願公開第2009/0082517号明細書 特開2008−251932号公報
本発明の目的は、耐熱性、高温における電気絶縁性、可撓性及び耐ヒートサイクル性に優れた硬化物を与える半導体封止用硬化性組成物、並びにこの硬化性組成物を硬化させることにより封止された半導体装置を提供することにある。
本発明者は、鋭意検討を進めた結果、特定の構造を有するケイ素含有化合物を含有する硬化性組成物が、前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、(A)成分として、下記一般式(1)で表されるSiH基含有シロキサン化合物、(B)成分として、下記一般式(2)で表されるビニル基含有シロキサン化合物、(C)成分として、SiH基又はビニル基を少なくとも3つ有する化合物、及び(D)成分として、ヒドロシリル化触媒を含有する、半導体封止用硬化性組成物を提供するものである。
Figure 0005801208
(式中、X1はSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基を表わし、X2はSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基又はビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基を表わし、Y1は下記一般式(3)で表わされるポリシロキサン基を表わし、aは0又は1の数を表わし、xは0〜10の数を表わす。
但し、前記一般式(1)で表される化合物は、質量平均分子量が3000〜100万であり、1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合が0.05〜0.5であり、Y1−CH2CH2基の含量が0.2mmol/g以下である。)
Figure 0005801208
(式中、X3はビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基を表わし、X4はビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基又はSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基を表わし、Y2は下記一般式(4)で表わされるポリシロキサン基を表わし、bは0又は1の数を表わし、yは0〜10の数を表わす。
但し、前記一般式(2)で表される化合物は、質量平均分子量が3000〜100万であり、1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合が0.05〜0.5であり、Y2−CH2CH2基とビニル基の含量の合計が0.002〜0.7mmol/gである。)
Figure 0005801208
(式中、R1〜R3は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基を表わし、R4〜R6は各々独立して炭素数6〜10のアリール基を表わし、R7〜R10は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、c、d及びeは、前記一般式(1)で表される化合物の質量平均分子量を3000〜100万とする数を表わす。)
Figure 0005801208
(式中、R11〜R13は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基を表わし、R14〜R16は各々独立して炭素数6〜10のアリール基を表わし、R17〜R20は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、f、g及びhは、前記一般式(2)で表される化合物の質量平均分子量を3000〜100万とする数を表わす。)
また本発明は、前記半導体封止用硬化性組成物を硬化させることにより封止された半導体装置を提供するものである。
本発明の効果は、耐熱性、高温における電気絶縁性、可撓性及び耐ヒートサイクル性に優れた硬化物を与える半導体封止用硬化性組成物、並びにこの硬化性組成物を硬化させることにより封止された半導体装置を提供したことにある。
以下、本発明について好ましい実施形態に基づき詳細に説明する。
<(A)成分>
先ず、(A)成分である、前記一般式(1)で表されるSiH基含有シロキサン化合物について説明する。
前記一般式(1)において、Y1は前記一般式(3)で表わされるポリシロキサン基を表わす。該一般式(3)において、R1〜R3は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基を表わし、R4〜R6は各々独立して炭素数6〜10のアリール基を表わし、R7〜R10は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、第2ブチル、第3ブチル、イソブチル等が挙げられ、耐熱性が良好であることから、メチル、エチル及びプロピルが好ましく、メチル及びエチルが更に好ましく、メチルが最も好ましい。炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、フェニル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニル、4−メチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、4−t−ブチルフェニル等が挙げられ、耐熱性が良好であることから、フェニルが好ましい。
前記一般式(1)において、c、d及びeは、該一般式(1)で表される化合物の質量平均分子量を3000〜100万とする数を表わす。SiR34−O−のユニットは、SiR12−O−のユニットよりも可撓性が劣り、SiR56−O−のユニットよりも耐熱性が劣ることから、dは0の数であることが好ましい。また、SiR56−O−のユニットは他よりも可撓性が劣ることから、cとdとの合計に対するeの割合は、0.5以下であることが好ましく、0.4以下であることが更に好ましい。
前記一般式(1)又は(3)では、SiR12−O−のユニット、SiR34−O−のユニット、及びSiR56−O−のユニットが、ブロック状に配列されているように表されているが、これらのユニットの配列はブロック状、ランダム状の何れでよく、ブロック状の部分とランダム状の部分との組合せでもよいが、耐熱性が向上することから、ランダム状であることが好ましい。
前記一般式(1)において、X1はSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基を表わす。SiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物としては、例えば、下記一般式(5)又は(6)で表される化合物等が挙げられる。
Figure 0005801208
(式中、R21及びR22は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、jは0〜6の数を表わす。)
Figure 0005801208
(式中、R23及びR24は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。)
前記一般式(5)において、R21及びR22は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、第2ブチル、第3ブチル、イソブチル等が挙げられ、炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、フェニル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニル、4−メチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、4−t−ブチルフェニル等が挙げられる。R21及びR22としては、耐熱性が良好であることから、メチル、エチル、プロピル及びフェニルが好ましく、メチル及びフェニルが更に好ましく、メチルが最も好ましい。jは0〜6の数を表わす。jとしては、工業的な入手が容易であることから、3〜5の数が好ましく、3〜4の数が更に好ましく、4の数が最も好ましい。
前記一般式(5)で表される化合物の中で、好ましい化合物としては、ジメチルシラン、ジエチルシラン、メチルフェニルシラン、エチルフェニルシラン、ジフェニルシラン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラエチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエチルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサフェニルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタメチルテトラシロキサン等が挙げられ、これらの中でも、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラエチルジシロキサン、及び1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルトリシロキサンが好ましく、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが更に好ましい。
前記一般式(6)において、R23及びR24は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。R23及びR24としては、耐熱性が良好であることから、メチル及びエチルが好ましく、メチルが更に好ましい。
前記一般式(6)で表される化合物の中で、好ましい化合物としては、1,2−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン、1,3−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン、1,2−ビス(ジエチルシリル)ベンゼン、1,3−ビス(ジエチルシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジエチルシリル)ベンゼン等が挙げられ、これらの中でも、1,2−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン、及び1,4−ビス(ジメチルシリル)ベンゼンが好ましく、1,4−ビス(ジメチルシリル)ベンゼンが更に好ましい。
1としては、得られる硬化物の耐熱性が向上することから、前記一般式(5)で表される化合物のSiH基から水素原子を除いた残基が好ましい。
前記一般式(1)において、X2はSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基又はビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基を表わす。SiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物としては、例えば、前記一般式(5)及び(6)で表される化合物等が挙げられ、ビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物としては、例えば、下記一般式(7)〜(10)で表される化合物等が挙げられる。
Figure 0005801208
(式中、R25及びR26は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、kは0〜6の数を表わす。)
Figure 0005801208
(式中、R27及びR28は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。)
Figure 0005801208
Figure 0005801208
(式中、R29は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。)
前記一般式(7)において、R25及びR26は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。R25及びR26としては、耐熱性が良好であることから、メチル、エチル、プロピル及びフェニルが好ましく、メチル、エチル及びフェニルが更に好ましく、メチルが最も好ましい。kは0〜6の数を表わす。kとしては、工業的な入手が容易であることから、0〜2の数が好ましく、0〜1の数が更に好ましい。
前記一般式(7)で表される化合物の中で、好ましい化合物としては、ジメチルジビニルシラン、ジエチルジビニルシラン、ジフェニルジビニルシラン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラエチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ジビニルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエチル−1,5−ジビニルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサフェニル−1,5−ジビニルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタメチル−1,7−ジビニルテトラシロキサン等が挙げられ、これらの中でも、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラエチル−1,3−ジビニルジシロキサン、及び1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ジビニルトリシロキサンが好ましく、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサンが更に好ましい。
前記一般式(8)において、R27及びR28は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。R27及びR28としては、耐熱性が良好であることから、メチル及びエチルが好ましく、メチルが更に好ましい。
前記一般式(8)で表される化合物の中で、好ましい化合物としては、1,2−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼン、1,3−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼン、1,2−ビス(ジエチルビニルシリル)ベンゼン、1,3−ビス(ジエチルビニルシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジエチルビニルシリル)ベンゼン等が挙げられ、これらの中でも、1,2−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼン、及び1,4−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼンが好ましく、1,4−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼンが更に好ましい。
前記一般式(9)で表される化合物としては、1,2−ジビニルベンゼン、1,3−ジビニルベンゼン、1,4−ジビニルベンゼンが挙げられる。
前記一般式(10)で表される化合物において、R29は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。R29としては、耐熱性が良好であることから、メチル及びエチルが好ましく、メチルが更に好ましい。
前記一般式(10)で表される化合物の中で、好ましい化合物としては、ジアリルメチルイソシアヌレート、ジアリルエチルイソシアヌレート等が挙げられる。
前記一般式(1)において、X2がSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基である場合、X1とX2は、同一の基でもよいし、異なる基でもよいが、製造が容易であることから、同一の基であることが好ましい。
2としては、製造上副生成物が少なく、得られる硬化物の耐熱性、可撓性等が良好になることから、SiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基であることが好ましい。
前記一般式(1)において、aは0又は1の数を表わし、得られる硬化物の耐熱性が良好になることから、aは0の数であることが好ましい。
前記一般式(1)において、xは0〜10の数を表わす。xとしては、0〜5の数が好ましく、0〜2の数が更に好ましく、0の数が最も好ましい。xが10よりも大きい数である場合には、一般式(1)で表される化合物が高粘度になりハンドリング性が低下したり、本発明の半導体封止用硬化性組成物中のSiH基とビニル基を反応して得られる基の含量が多くなり得られる硬化物の耐熱性が不十分となる場合がある。
前記一般式(1)で表される化合物の質量平均分子量は、3000〜100万であり、5000〜20万が好ましく、7000〜5万がより好ましい。
前記一般式(1)で表される化合物の質量平均分子量が3000よりも小さい場合には、得られる硬化物の耐熱性が不十分となり、100万よりも大きい場合には、一般式(1)で表される化合物が高粘度になりハンドリング性が低下する。
本発明において、質量平均分子量とは、テトラヒドロフランを溶媒としてGPC(Gel Permeation Chromatography、ゲル浸透クロマトグラフィーともいう)分析を行った場合のポリスチレン換算の質量平均分子量をいう。一般に高分子化合物は幅広い分子量分布を有する場合があるが、本発明では、得られる硬化物の耐熱性が不十分となることから、前記一般式(1)で表される化合物中の質量平均分子量が1000よりも小さい成分の含有量は、20質量%以下が好ましく、5質量%以下が更に好ましく、0.5質量%以下が最も好ましい。
尚、前記一般式(1)で表される化合物中の質量平均分子量が1000よりも小さい成分の含有量は、GPC分析により算出することができる。
また、前記一般式(1)で表されるシロキサン化合物において、1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合は、0.05〜0.5であり、0.07〜0.45が好ましく、0.10〜0.4が更に好ましく、0.15〜0.35が最も好ましい。この割合が、0.05よりも少ない場合には、得られる硬化物の、耐熱性及び高温における電気絶縁性が不十分となり、0.5を超える場合は可撓性が不十分となる。
また、前記一般式(1)で表されるシロキサン化合物において、Y1−CH2CH2基の含量は、0.2mmol/g以下であり、0.01mmol/g以下が好ましく、0.005mmol/g以下が更に好ましい。前記一般式(1)で表されるシロキサン化合物において、Y1−CH2CH2基の含量が0.2mmol/gを超える場合には、得られる硬化物の耐熱性が不十分となる。
<(A)成分の製造方法>
次に、前記(A)成分である、前記一般式(1)で表される化合物の製造方法について説明する。
前記一般式(1)で表される化合物のうち、aが0の数であり、xが0の数である化合物は、下記一般式(3h)で表される。
Figure 0005801208
(式中、R1〜R10、c、d及びeは、前記一般式(3)と同義である。)
前記一般式(1)で表される化合物のうち、aが0の数であり、X2がビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基であり、xが1〜10の数である化合物は、前記一般式(3h)で表される化合物のSiH基と、ビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物のビニル基とをハイドロシリル化反応させることにより得ることができる。
前記一般式(1)で表される化合物のうち、aが1の数であり、X2がSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基であり、xが0〜10の数である化合物は、SiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基と下記一般式(3v)で表される化合物のビニル基とをハイドロシリル化反応させることにより得ることができる。
Figure 0005801208
(式中、R1〜R10、c、d及びeは、前記一般式(3)と同義である。)
H−Y1−Hで表されるポリシロキサン化合物、即ち前記一般式(3h)で表わされる化合物とCH2=CH−Y1−CH=CH2で表されるポリシロキサン化合物、即ち前記一般式(3v)で表される化合物とは、末端基が異なる化合物であり、類似の方法で製造できる。
次に、前記一般式(3h)で表される化合物の製造方法について説明する。前記一般式(3h)で表される化合物の製造方法としては、(3h−1)ジハロシラン化合物又はジアルコキシシラン化合物をゾルゲル化反応により分解−縮重合して、次に両末端にSiH基を導入する方法、(3h−2)出発物質に環状シロキサン化合物を開環重合させ、末端にSiH基を導入する方法、(3h−3)両端にSiH基を有するシロキサン化合物に環状シロキサン化合物を挿入−平衡化重合する方法等が挙げられる。
前記(3h−1)の方法は、ジハロシラン化合物又はジアルコキシシラン化合物をゾルゲル化反応により分解−縮重合して中間体ポリマーを合成し、その中間体ポリマーの両末端にSiH基を導入する方法である。ジハロシラン化合物又はジアルコキシシラン化合物のゾルゲル化反応は、水又は、水を含有する有機溶媒中で、ハロシラン基又はアルコキシシラン基が加水分解されてシラノール基(Si−OH基)を生成し、生成したシラノール基同士、又は、シラノール基とアルコキシシリル基が縮合することにより進行する。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。反応を促進するには、触媒を使用することが好ましく、具体的には、塩酸、リン酸、硫酸等の無機酸類;ギ酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、リン酸モノイソプロピル等の有機酸類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア等の無機塩基類;トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン化合物(有機塩基)類等が挙げられ、これらの1種を用いても、2種以上を併用してもよい。分解−縮重合反応の温度は、溶媒の種類、触媒の種類及び量等により変わるが、0〜80℃が好ましく、5〜50℃が更に好ましく、8〜30℃が最も好ましい。
O−SiR12のユニットが得られる前記ジハロシラン化合物又はジアルコキシシラン化合物としては、例えば、ジメチルジクロロシラン、ジエチルジクロロシラン、ジプロピルジクロロシラン、ジブチルジクロロシラン、ジイソブチルジクロロシラン、メチルエチルジクロロシラン、メチルプロピルジクロロシラン、メチルブチルジクロロシラン、メチルイソブチルジクロロシラン、ジメチルジブロモシラン、ジエチルジブロモシラン、ジプロピルジブロモシラン、ジブチルジブロモシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジブチルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジブチルジエトキシシラン、ジイソブチルジエトキシシラン等が挙げられる。
O−SiR34のユニットが得られる前記ジハロシラン化合物又はジアルコキシシラン化合物としては、例えば、メチルフェニルジクロロシラン、エチルフェニルジクロロシラン、プロピルフェニルジクロロシラン、ブチルフェニルジクロロシラン、イソブチルフェニルジクロロシラン、メチルフェニルジブロモシラン、エチルフェニルジブロモシラン、プロピルフェニルジブロモシラン、ブチルフェニルジブロモシラン、イソブチルフェニルジブロモシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、エチルフェニルジメトキシシラン、プロピルフェニルジメトキシシラン、ブチルフェニルジメトキシシラン、イソブチルフェニルジメトキシシラン等が挙げられる。
O−SiR56のユニットが得られる前記ジハロシラン化合物又はジアルコキシシラン化合物としては、例えば、ジフェニルジクロロシラン、ジフェニルジブロモシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等が挙げられる。
ゾルゲル化反応により得られた中間体ポリマーの両末端にSiH基を導入する方法としては、特に限定されないが、ピリジン、ピコリン等の存在下に、中間体ポリマーの末端のシラノール基にSiH基を有するハロシラン化合物を反応させる方法が挙げられる。このような、SiH基を有するハロシラン化合物としては、得られる硬化物の耐熱性が良好となることから、ジメチルクロロシラン、エチルメチルクロロシラン、ジエチルクロロシラン、メチルフェニルクロロシラン、エチルフェニルクロロシラン及びジフェニルクロロシランが好ましく、ジメチルクロロシラン、メチルフェニルクロロシラン及びジフェニルクロロシランが更に好ましく、ジメチルクロロシランが最も好ましい。
前記のSiH基を有するハロシラン化合物の使用量は、シラノール基に対して当量以上であればよいが、好ましくは、2〜30当量、更に好ましくは3〜20当量、最も好ましくは5〜15当量である。反応温度は40〜120℃が好ましく、50〜100℃が更に好ましく、60〜90℃が最も好ましい。
前記(3h−2)の方法は、出発物質に環状シロキサン化合物を開環重合して中間体ポリマーを合成し、その中間体ポリマーの末端にSiH基を導入する方法である。開環重合の触媒としては、硫酸等の酸触媒;リチウム、ナトリウム、カリウム等の塩基触媒が挙げられ、分子量のコントロールが容易であることから、塩基触媒が好ましく、工業的な入手の容易さから、ナトリウム及びカリウムが更に好ましい。出発物質としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等の低級アルコール化合物;1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジシロキサンジオール、1,3−ジメチル−1,3−ジフェニル−1,3−ジシロキサンジオール、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ジシロキサンジオール、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−トリシロキサンジオール等のジシラノール化合物;ジメチルシラノール、エチルメチルシラノール、ジエチルシラノール、メチルフェニルシラノール、エチルフェニルシラノール、ジフェニルシラノール等のSiH基を有するシラノール化合物等が挙げられる。
尚、低級アルコール化合物に環状シロキサンを開環重合させると、中間体ポリマーの末端がアルコキシル基になるため、中間体ポリマーの末端にSiH基を反応させるには、このアルコキシル基を脱離してからSiH基を導入しなければならない。低級アルコール化合物は、工業的な入手が容易であるが、出発物質として使用する場合には、アルコキシル基を脱離する工程が必要となり、工程が煩雑になるという欠点がある。これに対し、ジシラノール化合物及びSiH基を有するシラノール化合物は、工業的な入手が困難な場合があるが、出発物質由来の部位の脱離が必要でないことから、好ましい。
前記の低級アルコール化合物やシラノール化合物及びジシラノール化合物を出発物質とし、触媒に塩基触媒を用いる場合には、副生成物の含量が低減できることから、塩基触媒を、塩基触媒のアルコラートやシラノラートにしてから用いることが好ましい。ジシラノール化合物又はSiH基を有するシラノール化合物と塩基触媒とのシラノラートは、例えば、英国特許第631506号又は米国特許第3641090号に記載の方法により製造できる。
O−SiR12のユニットが得られる前記環状シロキサンとしては、例えば、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヘキサエチルシクロトリシロキサン、ヘキサブチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、オクタエチルシクロテトラシロキサン、オクタプロピルシクロテトラシロキサン、オクタイソプロピルシクロテトラシロキサン、オクタブチルシクロテトラシロキサン、オクタイソブチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、デカエチルシクロペンタシロキサン、2,4,6,8−テトラエチル−2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8−テトラブチル−2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。
O−SiR34のユニットが得られる前記環状シロキサンとしては、例えば、2,4,6−トリメチル−2,4,6−トリフェニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラメチル−2,4,6,8−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8−テトラエチル−2,4,6,8−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8−テトラブチル−2,4,6,8−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタメチル−2,4,6,8,10−ペンタフェニルシクロペンタシロキサン、2,2,4,6,8−ペンタメチル−4,6,8−トリフェニルシクロテトラシロキサン、2,2,4,4,6,8−ヘキサメチル−6,8−ジフェニルシクロテトラシロキサン、2,2,4,4,6,6,8−ヘプタメチル−6,8−フェニルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。
O−SiR56のユニットが得られる前記環状シロキサンとしては、例えば、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン、オクタフェニルシクロテトラシロキサン、デカフェニルシクロペンタシロキサン等が挙げられる。
出発物質に環状シロキサン化合物を開環重合させる場合は、反応温度があまりに高い場合は副生成物が生成し、あまりに低い場合は反応が起こらないことから、反応温度は80〜250℃が好ましく、100〜200℃が更に好ましく、120〜180℃が最も好ましい。出発物質に環状シロキサン化合物を開環重合する反応は、必要に応じて、ジブチルエーテル、トルエン、キシレン等を溶媒として使用してもよい。低級アルコールを出発物質とし、環状シロキサン化合物を開環重合させた場合の、出発物質由来のアルコキシル基の脱離は、公知の方法によればよく、例えば、塩酸、硫酸等による酸性条件下に50〜100℃で加水分解させればよい。
前記(3h−2)の方法で製造する場合に、中間体ポリマーの末端にSiH基を導入する場合は、前記(3h−1)の方法で説明した方法と同様にしてSiH基を導入することができる。
前記(3h−3)の方法は、両端にSiH基を有するシロキサン化合物に環状シロキサン化合物を挿入−平衡化重合する方法である。両端にSiH基を有するシロキサン化合物としては、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジメチル−1,3−ジフェニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルトリシロキサン等が挙げられる。前記(3h−3)の方法の触媒としては、硫酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、活性白土、硫酸化ジルコニア等の酸触媒;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の塩基触媒が挙げられ、反応性が良好であることから、塩基触媒が好ましく、不純物の少ない触媒の入手が容易であることから、水酸化カリウムが好ましい。前記(3h−3)の方法で用いる環状シロキサンとしては、前記(3h−2)の方法で例示した環状シロキサンが挙げられる。
前記(3h−3)の方法において、環状シロキサンの反応温度は、酸触媒の場合、40〜150℃、好ましくは60〜110℃、塩基触媒の場合、60〜150℃、好ましくは70〜120℃である。
塩基触媒で反応する場合、反応が円滑に進行することから、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルリン酸トリアミド等の双極性非プロトン性溶媒を使用することが好ましい。双極性非プロトン性溶媒を使用する場合は、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒と併用してもよい。また、塩基触媒で反応する場合、反応生成物の一部の末端が塩基触媒のシラノラートになることから、前記(3h−1)の方法で説明した方法と同様にして末端にSiH基を導入することが好ましい。
前記の製造方法のうち、前記(3h−2)の方法は副生成物の量が少なく、分子量のコントロールが容易であり、前記(3h−3)の方法は原料の入手が容易であり製造工程も簡略である。これらのことから、前記一般式(3h)で表される化合物の製造方法としては、(3h−2)の方法又は(3h−3)の方法が好ましく、(3h−3)の方法が更に好ましい。
次に、前記一般式(3v)で表される化合物の製造方法について説明する。該一般式(3v)で表される化合物の製造方法としては、(3v−1)ジハロシラン化合物又はジアルコキシシラン化合物をゾルゲル化反応により分解−縮重合して、次に両末端にビニル基を導入する方法、(3v−2)出発物質に環状シロキサン化合物を開環重合させ、末端にビニル基を導入する方法、及び(3v−3)両端にビニル基を有するシロキサン化合物に環状シロキサン化合物を挿入−平衡化重合する方法が挙げられる。
前述したように、前記の一般式(3h)で表される化合物と一般式(3v)で表される化合物とは、末端基が異なる化合物であり、類似の方法で製造できる。即ち、前記の(3v−1)の方法、(3v−2)の方法、及び(3v−3)の方法は、それぞれ前記の(3h−1)の方法、(3h−2)の方法、及び(3h−3)の方法に類似した製造方法である。
前記(3v−1)の方法は、ジハロシラン化合物又はジアルコキシシラン化合物をゾルゲル化反応により分解−縮重合して中間体ポリマーを合成し、その中間体ポリマーの両末端にビニル基を導入する方法である。(3v−1)の方法は(3h−1)の方法に類似した方法であり、(3h−1)の方法と同様の条件により、ジハロシラン化合物又はジアルコキシシラン化合物のゾルゲル化反応により中間体ポリマーを得ることができ、この中間体ポリマーの末端にビニル基を導入することにより、前記一般式(3v)で表される化合物が得られる。
前記(3v−1)の方法において、ゾルゲル化反応により得られた中間体ポリマーの両末端にビニル基を導入する方法としては、特に限定されないが、ピリジン、ピコリン等の存在下に、中間体ポリマーの末端のシラノール基に、ビニル基を有するハロシラン化合物を反応させる方法が挙げられる。ビニル基を有するハロシラン化合物としては、得られる硬化物の耐熱性が良好となることから、ジメチルビニルクロロシラン、エチルメチルビニルクロロシラン、ジエチルビニルクロロシラン、メチルフェニルビニルクロロシラン、エチルフェニルビニルクロロシラン、及びジフェニルビニルクロロシランが好ましく、ジメチルビニルクロロシラン、メチルフェニビニルルクロロシラン、及びジフェニルビニルクロロシランが更に好ましく、ジメチルビニルクロロシランが最も好ましい。
前記のビニル基を有するハロシラン化合物の使用量は、シラノール基に対して当量以上であればよいが、好ましくは、2〜30当量、更に好ましくは3〜20当量、最も好ましくは5〜15当量である。反応温度は40〜120℃が好ましく、50〜100℃が更に好ましく、60〜90℃が最も好ましい。
前記(3v−2)の方法は、出発物質に環状シロキサン化合物を開環重合して中間体ポリマーを合成し、その中間体ポリマーの末端にビニル基を導入する方法である。(3v−2)の方法は(3h−2)の方法に類似した方法であり、出発物質としてSiH基を有するシラノール化合物の代わりにビニル基を有するシラノール化合物を使用する場合がある他は、(3v−2)の方法と同様の条件により出発物質に環状シロキサン化合物を開環重合し、必要に応じて出発物質由来の部位の脱離を行い、中間体ポリマーを得ることができ、この中間体ポリマーの末端にビニル基を導入することにより、前記一般式(3v)で表される化合物が得られる。
前記のビニル基を有するシラノール化合物としては、例えば、ジメチルビニルシラノール、エチルメチルビニルシラノール、ジエチルビニルシラノール、メチルフェニルビニルシラノール、エチルフェニルビニルシラノール、ジフェニルビニルシラノール等が挙げられる。
前記(3v−2)の方法で製造する場合に、中間体ポリマーの末端にビニル基を導入する場合は、前記(3v−1)の方法で説明した方法と同様にしてビニル基を導入することができる。
前記(3v−3)の方法は、両端にビニル基を有するシロキサン化合物に環状シロキサン化合物を挿入−平衡化重合する方法である。(3v−3)の方法は(3h−3)の方法に類似した方法であり、両端にSiH基を有するシロキサン化合物の代わりに両端にビニル基を有するシロキサン化合物を使用する以外は(3h−3)の方法と同様の条件により一般式(3v)で表される化合物が得られる。
前記の両端にビニル基を有するシロキサン化合物としては、例えば、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,3−ジメチル−1,3−ジフェニル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ジビニルトリシロキサン等が挙げられる。
前記の製造方法のうち、(3v−2)の方法は副生成物の量が少なく、分子量のコントロールが容易であり、(3v−3)の方法は原料の入手が容易であり製造工程も簡略である。これらのことから、前記一般式(3v)で表される化合物の製造方法としては、(3)の方法及び(3v−3)の方法が好ましく、(3v−3)の方法が更に好ましい。
前記一般式(3h)で表される化合物のSiH基と、ビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物のビニル基との反応や、前記一般式(3v)で表される化合物のビニル基とSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基との反応は、ヒドロシリル化反応として従来公知の方法によればよい。SiH基とビニル基とのヒドロシリル化反応は、ヒドロシリル化触媒を用いて行うことが好ましく、ヒドロシリル化触媒としては、例えば、白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等が挙げられる。白金系触媒としては、例えば、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコール、アルデヒド又はケトン等との錯体、白金−オレフィン錯体、白金−カルボニルビニルメチル錯体(Ossko触媒)、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(KaRstedt触媒)、白金−シクロビニルメチルシロキサン錯体、白金−オクチルアルデヒド錯体、白金−ホスフィン錯体(例えば、Pt[P(C6534、PtCl[P(C6533、Pt[P(C4934])、白金−ホスファイト錯体(例えば、Pt[P(OC6534)、Pt[P(OC4934)、ジカルボニルジクロロ白金等が挙げられる。パラジウム系触媒又はロジウム系触媒としては、例えば、前記白金系触媒の白金原子の代わりにパラジウム原子又はロジウム原子を含有する化合物が挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。ヒドロシリル化触媒としては、反応性の点から、白金系触媒が好ましく、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体及び白金−カルボニルビニルメチル錯体が更に好ましく、白金−カルボニルビニルメチル錯体が最も好ましい。また、触媒の使用量は、反応性の点から、各原料の合計量の5質量%以下が好ましく、0.0001〜1.0質量%が更に好ましく、0.001〜0.1質量%が最も好ましい。ヒドロシリル化の反応条件は特に限定されず、前記触媒を使用して従来公知の条件で行なえばよいが、反応速度の点から、室温(25℃)〜130℃で行なうのが好ましく、反応時にトルエン、ヘキサン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の従来公知の溶媒を使用してもよい。
<(B)成分>
次に、(B)成分である、前記一般式(2)で表されるビニル基含有シロキサン化合物について説明する。
前記一般式(2)において、Y2は前記一般式(4)で表わされるポリシロキサン基を表わす。該一般式(4)において、R11〜R13は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基を表わし、R14〜R16は各々独立して炭素数6〜10のアリール基を表わし、R17〜R20は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基としては、R1〜R3の説明で例示した炭素数1〜4のアルキル基が挙げられ、耐熱性が良好であることから、メチル、エチル及びプロピルが好ましく、メチル及びエチルが更に好ましく、メチルが最も好ましい。炭素数6〜10のアリール基としては、R4〜R6の説明で例示した炭素数6〜10のアリール基が挙げられ、耐熱性が良好であることから、フェニルが好ましい。f、g及びhは、前記一般式(2)で表される化合物の質量平均分子量を3000〜100万とする数を表わす。
前記一般式(2)において、SiR1314−O−のユニットは、SiR1112−O−のユニットよりも可撓性が劣り、SiR1516−O−のユニットよりも耐熱性が劣ることから、gは0の数であることが好ましい。また、SiR1516−O−のユニットは他よりも可撓性が劣ることから、fとgとの合計に対するhの割合は、0.5以下であることが好ましく、0.4以下であることが更に好ましい。
前記一般式(2)では、SiR1112−O−のユニット、SiR1314−O−のユニット、及びO−SiR1516−O−のユニットが、ブロック状に配列されているように表されているが、これらのユニットの配列はブロック状、ランダム状の何れでよく、ブロック状の部分とランダム状の部分との組合せでもよいが、耐熱性が向上することから、ランダム状であることが好ましい。
前記一般式(2)において、X3はビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基を表わす。ビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物としては、例えば、前記一般式(7)〜(10)で表される化合物等が挙げられる。
前記一般式(2)において、X4はビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基又はSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基を表わす。ビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物としては、例えば、前記一般式(7)〜(10)で表される化合物等が挙げられ、SiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物としては、例えば、前記一般式(5)及び(6)で表される化合物等が挙げられる。
4がビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基である場合、X3とX4は、同一の基でもよいし、異なる基でもよいが、製造が容易であることから、同一の基であることが好ましい。
4としては、製造上副生成物が少なく、得られる硬化物の耐熱性、可撓性等が良好になることから、ビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基であることが好ましい。
前記一般式(2)において、bは0又は1の数を表わし、耐熱性が良好になることから、bは0の数が好ましい。
前記一般式(2)において、yは0〜10の数を表わす。yとしては0〜5の数が好ましく、0〜2の数が更に好ましく、0の数が最も好ましい。yが10よりも大きい数である場合には、一般式(2)で表される化合物が高粘度になりハンドリング性が低下したり、本発明の半導体封止用硬化性組成物中のSiH基とビニル基を反応して得られる基の含量が多くなり得られる硬化物の耐熱性が不十分となる場合がある。
前記一般式(2)で表される化合物の質量平均分子量は3000〜100万であり、5000〜20万が好ましく、7000〜5万が更に好ましい。一般式(2)で表される化合物の質量平均分子量が3000よりも小さい場合には、得られる硬化物の耐熱性が不十分となり、100万よりも大きい場合には、一般式(2)で表される化合物が高粘度になりハンドリング性が低下する。一般に高分子化合物は幅広い分子量分布を有する場合があるが、本発明では、得られる硬化物の耐熱性が不十分となることから、一般式(2)で表される化合物の質量平均分子量が1000よりも小さい成分の含有量は20質量%以下が好ましく、5質量%以下が更に好ましく、0.5質量%以下が最も好ましい。
尚、前記一般式(2)で表される化合物中の質量平均分子量が1000よりも小さい成分の含有量は、GPC分析により算出することができる。
また、前記一般式(2)で表されるシロキサン化合物において、1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合は、0.05〜0.5であり、0.07〜0.45が好ましく、0.10〜0.4が更に好ましく、0.15〜0.35が最も好ましい。この割合が、0.05よりも少ない場合には、得られる硬化物の、耐熱性及び高温における電気絶縁性が不十分となり、0.5を超える場合には、可撓性が不十分となる。
また、前記一般式(2)で表されるシロキサン化合物において、Y2−CH2CH2基とビニル基の含量の合計は、0.002〜0.7mmol/gであり、0.002〜0.4mmol/gが好ましく、0.002〜0.2mmol/gが更に好ましい。Y2−CH2CH2基とビニル基の含量の合計が0.002mmol/gよりも少ない場合には、一般式(2)で表される化合物が高粘度になりハンドリング性が低下し、0.7mmol/gを超える場合には、得られる硬化物の耐熱性が不十分となる。
<(B)成分の製造方法>
次に、前記(B)成分である、前記一般式(2)で表される化合物の製造方法について説明する。
前記一般式(2)で表される化合物のうち、bが0の数であり、yが0の数である化合物は、下記一般式(4v)で表される。
Figure 0005801208
(式中、R11〜R20、f、g及びhは、前記一般式(4)と同義である。)
前記一般式(2)で表される化合物のうち、bが0の数であり、X4がSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基であり、yが1〜10の数である化合物は、前記一般式(4v)で表される化合物のビニル基と、SiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基とをヒドロシリル化反応させることにより得ることができる。
前記一般式(2)で表される化合物のうち、bが1の数であり、X4がビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基であり、xが0〜10の数である化合物は、下記一般式(4h)で表される化合物のSiH基とビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物のビニル基とを反応させることにより得ることができる。
Figure 0005801208
(式中、R11〜R20、f、g及びhは、前記一般式(4)と同義である。)
前記一般式(4v)で表される化合物は、前記一般式(3v)で表される化合物と同様の化合物であり、前記(3v−1)〜(3v−3)の方法等で製造することができる。前記の製造方法のうち、(3v−2)の方法は副生成物の量が少なく、分子量のコントロールが容易であり、(3v−3)の方法は原料の入手が容易であり製造工程も簡略である。これらのことから、前記一般式(4v)で表される化合物の製造方法としては、(3v−2)の方法又は(3v−3)の方法が好ましく、(3v−3)の方法が更に好ましい。
前記一般式(4h)で表される化合物は、前記一般式(3h)で表される化合物と同様の化合物であり、前記(3h−1)〜(3h−3)の方法等で製造することができる。前記の製造方法のうち、(3h−2)の方法は副生成物の量が少なく、分子量のコントロールが容易であり、(3h−3)の方法は原料の入手が容易であり製造工程も簡略である。前記一般式(4h)で表される化合物の製造方法としては、(3h−2)の方法又は(3h−3)の方法が好ましく、(3h−3)の方法が更に好ましい。
前記一般式(4v)で表される化合物のビニル基とSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基との反応や、前記一般式(4h)で表される化合物のSiH基とビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物のビニル基との反応は、前記(A)成分の場合と同様に、ヒドロシリル化反応として従来公知の方法によればよい。
<(C)成分>
次に、(C)成分について説明する。
本発明の半導体封止用硬化性組成物に用いられる(C)成分は、SiH基又はビニル基を少なくとも3つ有する化合物である。SiH基を少なくとも3つ有する化合物としては、例えば、下記一般式(11)〜(14)等が挙げられる。
Figure 0005801208
(式中、R30は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、mは3〜6の数を表わす。)
Figure 0005801208
(式中、R31〜R33は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、nは0〜1000の数を表わす。)
Figure 0005801208
(式中、R34及びR35は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、pは1〜1000の数を表わす。)
Figure 0005801208
(式中、R36〜R40は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、Z1は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、qは1〜1000の数を表わし、rは0〜1000の数を表わす。但し、qが1又は2の数の場合、Z1は水素原子を表わす。)
前記一般式(11)において、R30は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。R30としては、耐熱性が良好であることから、メチル、エチル、プロピル及びフェニルが好ましく、メチル及びフェニルが更に好ましい。mは3〜6の数を表わし、工業的な入手が容易であることから、mとしては、3〜5の数が好ましく、3〜4の数が更に好ましく、4の数が最も好ましい。
前記一般式(11)で表される化合物の中で、好ましい化合物としては、2,4,6−トリメチルシクロトリシロキサン、2,4,6−トリエチルシクロトリシロキサン、2,4,6−トリフェニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8−テトラエチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタメチルシクロペンタシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタエチルシクロペンタシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタフェニルシクロペンタシロキサン、2,4,6,8,10,12−ヘキサメチルシクロヘキサシロキサン、2,4,6,8,10,12−ヘキサエチルシクロヘキサシロキサン、2,4,6,8,10,12−ヘキサフェニルシクロヘキサシロキサン等が挙げられ、これらの中でも、工業的に入手が容易であることから、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン及び2,4,6,8,10−ペンタメチルシクロペンタシロキサンが好ましく、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサンが更に好ましい。
前記一般式(12)において、R31〜R33は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。R31〜R33としては、耐熱性が良好であることから、メチル、エチル、プロピル、及びフェニルが好ましく、メチル及びフェニルが更に好ましい。nは0〜1000の数を表わす。nとしては、0〜500の数が好ましく、1〜200の数が更に好ましく、1〜100の数が最も好ましい。
前記一般式(13)において、R34及びR35は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。R34及びR35としては、耐熱性が良好であることから、メチル、エチル、プロピル及びフェニルが好ましく、メチル及びフェニルが更に好ましい。pは1〜1000の数を表わす。pとしては、1〜500の数が好ましく、1〜200の数が更に好ましく、1〜100の数が最も好ましい。
前記一般式(14)において、R36〜R40は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。R36〜R40としては、耐熱性が良好であることから、メチル、エチル、プロピル及びフェニルが好ましく、メチル及びフェニルが更に好ましい。Z1は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。Z1としては、得られる硬化物の可撓性が向上することから、水素原子及びメチルが好ましく、水素原子が更に好ましい。qは1〜1000の数を表わし、rは0〜1000の数を表わす。但し、qが1又は2の数の場合、Z1は水素原子を表わす。qがあまりに大きな数の場合には、得られる硬化物の可撓性や耐熱性が低下する場合があることから、qとしては1〜50の数が好ましく、1〜30の数が更に好ましく、1〜20の数が好ましい。得られる硬化物の可撓性が向上することから、qに対するrの比が0.5〜20であることが好ましく、1〜10であることが更に好ましい。
前記のビニル基を少なくとも3つ有する化合物としては、例えば、1,2,4−トリビニルベンゼン、1,3,5−トリビニルベンゼン、1,2,3,4−テトラビニルベンゼン等のポリビニルベンゼン化合物;1,2,4−トリビニルシクロヘキサン等のポリビニルシクロヘキサン化合物;トリアリルイソシアヌレート、1,2−ビス(トリビニルシリル)エタン、下記一般式(15)〜(18)等が挙げられる。
Figure 0005801208
(式中、R41は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、sは3〜6の数を表わす。)
Figure 0005801208
(式中、R42〜R44は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、tは0〜1000の数を表わす。)
Figure 0005801208
(式中、R45及びR46は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、uは0〜1000の数を表わす。)
Figure 0005801208
(式中、R47〜R51は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、Z2はビニル基、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、vは1〜1000の数を表わし、wは0〜1000の数を表わす。但し、vが1又は2の数の場合、Z2はビニル基を表わす。)
前記一般式(15)において、R41は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。R41としては、耐熱性が良好であることから、メチル、エチル、プロピル及びフェニルが好ましく、メチル及びフェニルが更に好ましい。sは3〜6の数を表わす。sとしては、工業的な入手が容易であることから、3〜5の数が好ましく、3〜4の数が更に好ましく、4の数が最も好ましい。
前記一般式(15)で表される化合物の中で、好ましい化合物としては、2,4,6−トリメチル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,4,6−トリエチル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,4,6−トリフェニル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラメチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8−テトラエチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8−テトラフェニル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタメチル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタエチル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタフェニル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサン、2,4,6,8,10,12−ヘキサメチル−2,4,6,8,10,12−ヘキサビニルシクロヘキサシロキサン等が挙げられ、これらの中でも、工業的に入手が容易であることから、2,4,6,8−テトラメチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン及び2,4,6,8,10−ペンタメチル−2,4,6,8,10−ペンタビニルシクロペンタシロキサンが好ましく、2,4,6,8−テトラメチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサンが更に好ましい。
前記一般式(16)において、R42〜R44は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。R42〜R44としては、耐熱性が良好であることから、メチル、エチル、プロピル及びフェニルが好ましく、メチル及びフェニルが更に好ましい。tは0〜1000の数を表わす。tとしては、0〜500の数が好ましく、1〜200の数が更に好ましく、1〜100の数が最も好ましい。
前記一般式(17)において、R45及びR46は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。R45及びR46としては、耐熱性が良好であることから、メチル、エチル、プロピル及びフェニルが好ましく、メチル及びフェニルが更に好ましい。uは1〜1000の数を表わす。uとしては、1〜500の数が好ましく、1〜200の数が更に好ましく、1〜100の数が最も好ましい。
前記一般式(18)において、R47〜R51は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。R47〜R51としては、耐熱性が良好であることから、メチル、エチル、プロピル及びフェニルが好ましく、メチル及びフェニルが更に好ましい。Z2はビニル基、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R21及びR22の説明で例示した基が挙げられる。Z2としては、得られる硬化物の可撓性が向上することから、メチル及びビニルが好ましく、ビニルが更に好ましい。vは1〜1000の数を表わし、wは0〜1000の数を表わす。但し、vが1又は2の数の場合、Z2はビニル基を表わす。vがあまりに大きな数の場合には、得られる硬化物の可撓性や耐熱性が低下する場合があることから、vとしては、1〜50の数が好ましく、1〜30の数が更に好ましく、1〜20の数が好ましい。得られる硬化物の可撓性が向上することから、vに対するwの比が0.5〜20であることが好ましく、1〜10であることが更に好ましい。
前記(C)成分としては、この他、これまで(C)成分として例示した化合物と他の化合物との反応物であって、分子内にSiH基又はビニル基を少なくとも3つ有する反応物が挙げられる。このような他の化合物としては、前記一般式(1)で表されるSiH基含有シロキサン化合物、前記一般式(2)で表されるビニル基含有シロキサン化合物、前記一般式(5)〜(10)で表される化合物が挙げられ、得られる硬化物の可撓性が向上することから、前記一般式(1)で表されるSiH基含有シロキサン化合物及び前記一般式(2)で表されるビニル基含有シロキサン化合物が好ましく、中でも、前記一般式(3h)で表される化合物及び前記一般式(4v)で表される化合物が好ましい。前記(C)成分の分子量は、得られる硬化物の耐熱性が向上することから、質量平均分子量で1000〜100万であることが好ましく、3000〜20万であることが更に好ましく、5000〜5万であることが最も好ましい。
前記(C)成分の中では、可撓性に優れた硬化物が得られることから、前記一般式(11)〜(13)で表される化合物と前記一般式(4v)で表される化合物との反応物であってSiH基を少なくとも3つ有する反応物、及び前記一般式(15)〜(17)で表される化合物と前記一般式(3h)で表される化合物との反応物であってビニル基を少なくとも3つ有する反応物が好ましく、前記一般式(11)で表わされる化合物と前記一般式(4v)で表される化合物との反応物であってSiH基を少なくとも3つ有する反応物、及び前記一般式(15)で表される化合物と前記一般式(3h)で表される化合物との反応物であってビニル基を少なくとも3つ有する反応物が更に好ましく、前記一般式(11)で表わされる化合物2モルに対して前記一般式(4v)で表される化合物を1モル反応させた化合物、及び前記一般式(15)で表される化合物2モルに対して前記一般式(3h)で表される化合物1モルを反応させた化合物が最も好ましい。
前記一般式(11)で表わされる化合物2モルに対して前記一般式(4v)で表される化合物を1モル反応させた化合物は、下記一般式(19)で表わされる化合物であり、前記一般式(15)で表される化合物2モルに対して前記一般式(3h)で表される化合物1モルを反応させた化合物は、下記一般式(20)で表わされる化合物である。
Figure 0005801208
(式中、R30及びmは前記一般式(11)と同義であり、R11〜R20、f、g及びhは、前記一般式(4)と同義である。)
Figure 0005801208
(式中、R41及びsは前記一般式(15)と同義であり、R1〜R10、c、d及びeは、前記一般式(3)と同義である。)
<(D)成分>
次に、(D)成分であるヒドロシリル化触媒について説明する。
前記ヒドロシリル化触媒としては、ヒドロシリル化反応の触媒活性があれば、特に限定されず、公知の化合物を用いることができる。このような触媒としては、例えば、白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等が挙げられる。白金系触媒としては、例えば、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコール、アルデヒド、又はケトン等との錯体、白金−オレフィン錯体、白金−カルボニルビニルメチル錯体(Ossko触媒)、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(KaRstedt触媒)、白金−シクロビニルメチルシロキサン錯体、白金−オクチルアルデヒド錯体、白金−ホスフィン錯体(例えば、Pt[P(C6534、PtCl[P(C6533、Pt[P(C4934])、白金−ホスファイト錯体(例えば、Pt[P(OC6534、Pt[P(OC4934)、ジカルボニルジクロロ白金等が挙げられる。パラジウム系触媒又はロジウム系触媒としては、例えば、前記白金系触媒の白金原子の代わりにパラジウム原子又はロジウム原子を含有する化合物が挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。ヒドロシリル化触媒としては、反応性の点から、白金系触媒が好ましく、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体及び白金−カルボニルビニルメチル錯体が更に好ましく、白金−カルボニルビニルメチル錯体が最も好ましい。
本発明の半導体封止用硬化性組成物は、前記(A)、(B)及び(C)成分に含まれるSiH基とビニル基とのヒドロシリル化により硬化が起こるが、可撓性が良好な硬化物を得るためには、SiH基に対するビニル基の割合がモル比で0.5〜2であることが好ましく、0.7〜1.4であることが更に好ましく、0.8〜1.25であることが最も好ましい。
本発明の半導体封止用硬化性組成物において、前記(A)、(B)及び(C)成分の含有量は、これら各成分に含まれるビニル基とSi−H基との割合が、上記の範囲となるように決めればよい。
但し、前記(C)成分は架橋剤として機能するものであり、前記(C)成分の含有量があまりに少ない場合及びあまりに多い場合には何れも、本発明の半導体封止用硬化性組成物が封止材料・絶縁材料として十分な効果を発揮できないことから、前記(C)成分の含有量は、前記(A)及び(B)成分の合計量の0.01〜10質量%が好ましく、0.02〜5質量%が更に好ましく、0.05〜2質量%が最も好ましい。
また前記(D)成分である触媒の含有量は、反応性の点から、前記(A)、(B)及び(C)成分の合計量の0.0001〜5質量%が好ましく、0.0005〜1.0質量%が更に好ましく、0.001〜0.1質量%が最も好ましい。
また、本発明の半導体封止用硬化性組成物を硬化して得られる硬化物中の、ビニル基、Y1−CH2CH2基、Y2−CH2CH2基及びビニル基とSiH基とを反応して得られる基の含量の合計があまりに多い場合には、得られる硬化物の耐熱性が不十分となる場合がある。一方、高分子量のポリシロキサンを使用すれば、前記硬化物中の、ビニル基とSiH基を反応して得られる基及び未反応のビニル基の含有量を下げることができるが、ハンドリング性が低下するという問題がある。このため、前記(A)、(B)及び(C)成分の合計質量に対する、ビニル基、Y1−CH2CH2基、Y2−CH2CH2基、及びビニル基とSiH基を反応して得られる基の含量の合計は、0.005〜0.5mmol/gであることが好ましく、0.01〜0.3mmol/gであることが更に好ましく、0.02〜0.2mmol/gであることが最も好ましい。尚、本発明では、ビニル基、Y1−CH2CH2基、Y2−CH2CH2基、及びビニル基とSiH基を反応して得られる基を併せて、耐熱影響基、前記(A)、(B)及び(C)成分の合計質量に対する、ビニル基、Y1−CH2CH2基、Y2−CH2CH2基、及びビニル基とSiH基を反応して得られる基の含量を耐熱影響基の含量という場合がある。
本発明の半導体封止用硬化性組成物は、前記(A)、(B)、(C)及び(D)成分を必須成分として含有するものであるが、さらに(E)成分として、無機微粉末を含有することが好ましい。無機微粉末を含有することにより、硬化性組成物の流動性やチクソトロピー性が改良されるとともに、得られる硬化物の熱伝導性を改良し放熱性を付与することができる。無機微粉末としては、例えば、フュームドシリカ、沈降法シリカ等のシリカ類;石英、マイカ、モンモリロナイト、けい石、珪藻土類、セリサイト、カオリナイト、フリント、長石粉、蛭石、アタパルジャイト、タルク、ミネソタイト、パイロフィライト等の鉱物類;窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等の金属窒化物;酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム等の金属酸化物;硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の金属硫酸塩;炭化ケイ素、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛が挙げられる。前記(E)無機微粉末は、前記(A)、(B)、(C)及び(D)成分との配合性を高めるために、無機微粉末の表面をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等で処理しても良い。中でも、シリカ類はチクソトロピー性の改良効果が高いことから好ましく、シリカ類と熱伝導性が高い無機微粉末、例えば、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、炭化ケイ素等とを併用することが好ましい。
前記(E)無機微粉末の平均粒径は、前記(A)、(B)、(C)及び(D)成分との配合性の点から、0.05〜500μmが好ましく、0.1〜200μmが更に好ましく、0.2〜50μmが最も好ましい。また、前記(E)無機微粉末の含有量は、耐熱性及びハンドリング性の点で、本発明の半導体封止用硬化性組成物中、10〜90質量%が好ましく、20〜80質量%が更に好ましい。
また、本発明の半導体封止用硬化性組成物には、更に任意の成分として、耐候性付与剤を配合してもよい。耐候性付与剤としては、光安定剤、紫外線吸収剤、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等の周知一般に用いられているものを使用することができる。例えば、光安定剤としてはヒンダードアミン類が挙げられ、紫外線吸収剤としては、2−ヒドロキシベンゾフェノン類、2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール類、2−(2−ヒドロキシフェニル)−4,6−ジアリール−1,3,5−トリアジン類、ベンゾエート類、シアノアクリレート類が挙げられ、フェノール系酸化防止剤としてはトリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)、2,6−ジ−t−ブチル−パラクレゾール(DBPC)等が挙げられ、硫黄系酸化防止剤としては、ジアルキルチオジプロピオネート類、β−アルキルメルカプトプロピオン酸エステル類が挙げられ、リン系酸化防止剤としては、有機ホスファイト類が挙げられる。
前記耐候性付与剤を使用する場合、その含有量は、耐熱性、電気特性、硬化性、力学特性、保存安定性、ハンドリング性の点から、本発明の半導体封止用硬化性組成物中、0.0001〜50質量%が好ましく、0.001〜10質量%がさらに好ましい。
本発明の半導体封止用硬化性組成物には、本発明の目的とする性能を損なわない範囲で、その他の公知の各種樹脂、添加剤、充填剤等を配合することができる。任意に配合できる各種樹脂の例としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール等のポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂等が挙げられ、任意に配合できる添加剤の例としては、帯電防止剤等が挙げられる。
本発明の半導体封止用硬化性組成物は、必須成分として、前記(A)成分である特定のSiH基含有シロキサン化合物、前記(B)成分である特定のビニル基含有シロキサン化合物、前記(C)成分であるSiH基又はビニル基を少なくとも3つ有する化合物、及び前記(D)成分であるヒドロシリル化触媒が混合されてなるもので、加熱することにより硬化させることができる。硬化させる方法は、それらの成分を使用直前に混合し、加熱により硬化させる方法、あらかじめ全部の成分を混合しておき、使用するときに加熱により硬化させる方法等、何れでもよい。
硬化させる場合の加熱温度は100〜250℃が好ましく、110〜200℃が更に好ましく、130〜180℃が最も好ましい。硬化時間は0.1〜10時間が好ましく、0.5〜6時間がより好ましい。
本発明の半導体封止用硬化性組成物は、可撓性に優れ、高温おける電気絶縁性が良好で、高温で使用しても電気絶縁性の低下の少ない硬化物が得られることから、特に、中〜高容量パワー半導体として用いられる炭化珪素パワー半導体や、これらを組み合わせたモジュールや装置の封止剤として好適に使用できる。このようなパワー半導体装置としては、GTO(Gate Turn Off)サイリスタ、絶縁ゲートバイポーラートランジスタ(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET:Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、静電誘導トランジスタ(SIT:Static Induction Transistor)、ダイオード、パワートランジスタ、サイリスタ、トライアック等が挙げられる。また、モジュールとしては、汎用インバータモジュール、IPM(Intelligent Power Module)、自動車用インバータモジュール等が挙げられる。
本発明の半導体封止用硬化性組成物を硬化させることにより封止された、本発明の半導体装置であるパワー半導体装置は、鉄道車両、重電プラント、ハイブリッド自動車、電気自動車、ロボット溶接機、エレベーター、エアコン、UPS(無停電電源装置)、汎用インバーター(汎用モーターの制御機)、洗濯機、電子レンジ、電磁調理器、扇風機、冷蔵庫、電気炊飯器、VTR、オーディオ機器等に使用される。
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。尚、特に限定のない限り、実施例中の「部」や「%」は質量基準によるものである。
実施例1〜9及び比較例1〜6の硬化性組成物並びにその硬化物の製造に用いる原料は以下の通りである。
<(A)成分>
[合成例1]化合物A−1の製造
窒素ガス導入管、温度計及び攪拌装置を備えたガラス製反応容器に、オクタフェニルテトラシロキサン106.7g(0.135mol)、オクタメチルテトラシロキサン468.3g(1.56mol)及びカリウムメトキシド10.4g(0.15mol)を仕込み、窒素雰囲気下、150℃で2時間攪拌し反応させた。冷却して、溶媒としてトルエン575g及び触媒として22%塩酸水溶液1150gを添加し、90℃で22時間攪拌し反応させた。その後、トルエンを還流させながら、共沸する水を除去することにより、反応液中の水分含量を10ppm以下にした。25℃に冷却して、ピリジン193gを添加した後、撹拌しながら、ハロシラン化合物としてジメチルクロロシラン153.2g(1.62mol)を滴下し、更に40℃で2時間攪拌し反応させた。反応終了後、反応液に対し、蒸留水800gによる水洗を7回行った後、溶媒を減圧留去し、更に薄膜蒸留を2回行い、メンブレンフィルターでろ過することにより精製し、本発明に係る(A)成分である化合物A−1を444.2g(収率75%)得た。化合物A−1の質量平均分子量は10700、数平均分子量は4050であり、化合物A−1のSiH基含量は、0.36mmol/gであった。また1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合は、0.08であり、Y1−CH2CH2基の含量は、0mmol/gであった。
[合成例2]化合物A−2の製造
オクタフェニルテトラシロキサンの使用量を、106.7g(0.135mol)から159.5g(0.201mol)に変更し、オクタメチルテトラシロキサンの使用量を、468.3g(1.56mol)から415.5g(1.40mol)に変更した以外は、合成例1と同様の操作を行い、本発明に係る(A)成分である化合物A−2を432g(収率73%)得た。化合物A−2の質量平均分子量は10900、数平均分子量は4150であり、化合物A−2のSiH基含量は、0.35mmol/gであった。また1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合は、0.13であり、Y1−CH2CH2基の含量は、0mmol/gであった。
[合成例3]化合物A−3の製造
オクタフェニルテトラシロキサンの使用量を、106.7g(0.135mol)から344.7g(0.435mol)に変更し、オクタメチルテトラシロキサンの使用量を、468.3g(1.56mol)から230.3g(0.778mol)に変更した以外は、合成例1と同様の操作を行い、本発明に係る(A)成分である化合物A−3を426g(収率72%)得た。化合物A−3の質量平均分子量は10700、数平均分子量は4050であり、化合物A−3のSiH基含量は、0.36mmol/gであった。また1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合は、0.36であり、Y1−CH2CH2基の含量は、0mmol/gであった。
[合成例4]化合物A−4の製造
窒素ガス導入管、温度計及び攪拌装置を備えたガラス製反応容器に、化合物A−1を150.0g(SiH基として52.5mmol)、1,1,3,3−テトラメチル−1,2−ジビニルシロキサン2.51g(ビニル基として27.0mmol)、触媒として白金−カルボニルビニルメチル錯体7.5mg、及び溶媒としてキシレン500gを仕込み、窒素雰囲気下、135℃で1時間攪拌し反応させた。減圧によりキシレンの含量が半分になるまで反応液を濃縮した後、アセトニトリル270gによる洗浄を4回行った。この後、溶媒を減圧留去し、本発明に係る(A)成分である化合物A−4を149.5g(収率98%)得た。化合物A−4の質量平均分子量は34000、数平均分子量は8610であり、化合物A−4のSiH基含量は、0.16mmol/gであった。また1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合は、0.08であり、Y1−CH2CH2基の含量は、0.18mmol/gであった。
<(B)成分>
[合成例5]化合物B−1の製造
窒素ガス導入管、温度計及び攪拌装置を備えたガラス製反応容器に、オクタフェニルシクロテトラシロキサン187.9g(0.236mol)、オクタメチルシクロテトラシロキサン1334.9g(4.50mol)、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン37.3g(0.20mol)、反応溶媒としてN−メチルピロリドン250g、及び触媒として水酸化カリウム2.24g(0.04mol)を仕込み、窒素雰囲気下、70℃で5時間攪拌し反応させた。25℃まで冷却して、ピリジン34.8g(0.44mol)及び溶媒としてトルエン1000gを加えた後に、ジメチルビニルクロロシラン36.2g(0.3mol)を滴下した。70℃に昇温し、70℃で1時間攪拌し反応させた。反応終了後、反応液に対し、蒸留水800gによる水洗を7回行った後、溶媒を減圧留去し、さらに薄膜蒸留を2回行い、メンブランフィルターでろ過することにより、本発明に係る(B)成分である化合物B−1を1190g(収率76%)得た。化合物B−1の質量平均分子量は12800、数平均分子量は4850であり、化合物B−1のビニル基含量は、0.30mmol/gであった。また1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合は、0.05であり、Y2−CH2CH2基とビニル基の含量の合計は、0.30mmol/gであった。
[合成例6]化合物B−2の製造
オクタフェニルシクロテトラシロキサンの使用量を187.9g(0.236mol)から348.8g(0.439mol)に変更し、オクタメチルシクロテトラシロキサンの使用量を1334.9g(4.50mol)から1174g(3.96mol)に変更した以外は、合成例5と同様の操作を行い、本発明に係る(B)成分である化合物B−2を1189g(収率74%)得た。化合物B−2の質量平均分子量は12600、数平均分子量は4750であり、化合物B−2のビニル基含量は、0.31mmol/gであった。また1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合は、0.10であり、Y2−CH2CH2基とビニル基の含量の合計は、0.31mmol/gであった。
[合成例7]化合物B−3の製造
オクタフェニルシクロテトラシロキサンの使用量を187.9g(0.236mol)から609.2g(0.768mol)に変更し、オクタメチルシクロテトラシロキサンの使用量を1334.9g(4.50mol)から913.6g(3.08mol)に変更した以外は、合成例5と同様の操作を行い、本発明に係る(B)成分である化合物B−3を1142g(収率73%)得た。化合物B−3の質量平均分子量は11900、数平均分子量は4650であり、化合物B−3のビニル基含量は、0.31mmol/gであった。また1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合は、0.19であり、Y2−CH2CH2基とビニル基の含量の合計は、0.31mmol/gであった。
<(C)成分>
[合成例8]化合物C−1の製造
窒素ガス導入管、温度計及び攪拌装置を備えたガラス製反応容器に、化合物B−1を150.0g(ビニル基として45.1mmol)、テトラキス(ジメチルシロキシ)シラン74.1g(225mmol)、触媒として白金−カルボニルビニルメチル錯体7.5mg、及び溶媒としてキシレン500gを仕込み、窒素雰囲気下、135℃で1時間攪拌し反応させた。減圧によりキシレンの含量が半分になるまで反応液を濃縮した後、アセトニトリル270gによる洗浄を4回行った。この後、溶媒を減圧留去し、本発明に係る(C)成分である化合物C−1を143.26g(収率89%)得た。化合物C−1の質量平均分子量は14000、数平均分子量は7200であり、化合物C−1のSiH基含量は、0.75mmol/gであった。
[合成例9]化合物C−2の製造
化合物B−1の代わりに化合物B−2を150.0g(ビニル基として46.1mmol)使用した以外は、合成例8と同様の操作を行い、本発明に係る(C)成分である化合物C−2を143.26g(収率89%)得た。化合物C−2の質量平均分子量は13500、数平均分子量は7000であり、化合物C−2のSiH基含量は、0.75mmol/gであった。
[合成例10]化合物C−3の製造
化合物B−1の代わりに化合物B−3を150.0g(ビニル基として46.9mmol)使用した以外は、合成例8と同様の操作を行い、本発明に係る(C)成分である化合物C−3を143.26g(収率89%)得た。化合物C−3の質量平均分子量は13300、数平均分子量は6800であり、化合物C−3のSiH基含量は、0.76mmol/gであった。
[合成例11]化合物C−4の製造
テトラキス(ジメチルシロキシ)シラン74.1g(225mmol)の代わりに2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン54.1g(225mmol)を使用した以外は、合成例8と同様の操作を行い、本発明に係る(C)成分である化合物C−4を148.1g(収率90%)得た。化合物C−4の質量平均分子量は13300、数平均分子量は6800であり、化合物C−4のSiH基含量は、0.76mmol/gであった。
[合成例12]化合物C−5の製造
化合物B−1の代わりに化合物B−2を150.0g(ビニル基として46.1mmol)使用し、テトラキス(ジメチルシロキシ)シラン74.1g(225mmol)の代わりに2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン54.1g(225mmol)を使用した以外は、合成例8と同様の操作を行い、本発明に係る(C)成分である化合物C−5を146.7g(収率89%)得た。化合物C−5の質量平均分子量は13500、数平均分子量は7000であり、化合物C−5のSiH基含量は、0.75mmol/gであった。
[合成例13]化合物C−6の製造
化合物B−1の代わりに化合物B−3を150.0g(ビニル基として46.9mmol)使用し、テトラキス(ジメチルシロキシ)シラン74.1g(225mmol)の代わりに2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン54.1g(225mmol)を使用した以外は、合成例8と同様の操作を行い、本発明に係る(C)成分である化合物C−6を146.8g(収率89%)得た。化合物C−6の質量平均分子量は13300、数平均分子量は6800であり、化合物C−6のSiH基含量は、0.76mmol/gであった。
化合物C−7:フェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン
<(D)成分>
化合物D−1:白金−カルボニルビニルメチル錯体
<比較の化合物>
[比較の合成例1]化合物A’−1の製造
オクタフェニルテトラシロキサン106.7g(0.135mol)とオクタメチルテトラシロキサン468.3g(1.56mol)の代わりに、オクタメチルテトラシロキサン575(1.94mol)を使用した以外は合成例1と同様の操作を行い、比較の化合物A’−1を443.0g(収率75%)得た。化合物A’−1の質量平均分子量は10200、数平均分子量は4020であり、化合物A’−1のSiH基含量は、0.36mmol/gであった。
[比較の合成例2]化合物B’−1の製造
オクタフェニルシクロテトラシロキサン187.9g(0.236mol)とオクタメチルシクロテトラシロキサン1334.9g(4.50mol)の代わりに、オクタメチルテトラシロキサン1523g(5.15mol)を使用した以外は、合成例5と同様の操作を行い、比較の化合物B’−1を1237g(収率76%)得た。化合物B’−1の質量平均分子量は12500、数平均分子量は4830であり、化合物B’−1のビニル基含量は、0.30mmol/gであった。
[比較の合成例3]化合物C’−1の製造
化合物B−1の代わりに比較の化合物B’−1を使用した以外は、合成例8と同様の操作を行い、比較の化合物C’−1を143.1g(収率89%)得た。化合物C’−1の質量平均分子量は14000、数平均分子量は7200であり、化合物C’−1のSiH基含量は、0.75mmol/gであった。
[比較の合成例4]化合物B’−2の製造
1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサンの使用量を37.3g(0.20mol)から223.8g(1.20mol)に変更した以外は、合成例5と同様の操作とを行い、比較の化合物B’−2を1362g(収率75%)得た。化合物B’−2の質量平均分子量は2290、数平均分子量は1040であり、化合物B’−2のビニル基含量は、0.69mmol/gであった。
[比較の合成例5]化合物B’−3の製造
窒素ガス導入管、温度計及び攪拌装置を備えたガラス製反応容器に、ジフェニルシランジオール100g(0.462mol)をトルエン200mLへ溶解させ攪拌した。これにピリジン80g、及びクロロジメチルビニルシラン122.6g(1.016mol)を加え、60℃に保って1時間攪拌した。反応終了後、反応液に対し、蒸留水200mLによる水洗を5回行った後、溶媒を減圧留去し、比較の化合物B’−3を168.8g(収率95%)得た。数平均分子量は385であり、化合物B’−3のビニル基含量は2.6mmol/gであった。
[比較の合成例6]化合物A’−2の製造
クロロジメチルビニルシラン122.6g(1.016mol)の代わりに、クロロジメチルシラン95.5g(1.016mol)を使用した以外は、比較の合成例5と同様の操作を行い、比較の化合物A’−2を145.8g(収率95%)得た。数平均分子量は333であり、化合物A’−2のSiH基含量は3.0mmol/gであった。
合成例1〜13及び比較の合成例1〜6で得られた化合物等を、下記〔表1〕に示す組成で混合し、実施例1〜9及び比較例1〜6の硬化性組成物を調製した。尚、表中の( )内の数字は質量比を表わす。また、計算により求めた耐熱影響基含量{(A)〜(C)成分の合計質量に対する、ビニル基、Y1−CH2CH2基、Y2−CH2CH2基、及びビニル基とSiH基を反応して得られる基の含量}を〔表1〕に示す。
Figure 0005801208
実施例1〜9及び比較例1〜6の硬化性組成物について、下記の1〜3の試験方法によって、試験片を作製し、下記の評価を行った。結果を〔表2〕に示す。
1.耐熱性試験
実施例1〜9及び比較例1〜6の硬化性組成物を、内径25mmのガラス製円筒容器に入れて、150℃恒温槽に30分加熱することにより硬化後、脱型させて直径25mm、高さ15mmの円柱状の硬化物試験片を調製した。この試験片を250℃の恒温槽に保存し、JIS K6253(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム―硬さの求め方)に準拠して測定したショア硬さがA20を超えるまでの時間を測定した。この時間が長いほど、耐熱性が高いことを示している。尚、試験前の試験片のショア硬さは、何れもA5〜A10であった。結果を〔表2〕に示す。
2.電気絶縁性試験
ガラス板に内径50mmの円形の穴を有する厚1mmのシリコーンシートをのせ、実施例1〜9及び比較例1〜6の硬化性組成物を、その穴に流し込んだ後、ガラス板を載せた。これを、恒温槽に入れて150℃で3時間加熱して硬化後、脱型させて直径50mm、厚さ1mmの円盤状の硬化物試験片を調製した。常温〜高温での電気絶縁性及び熱履歴後の電気絶縁性を調べるため、硬化物試験片の25℃、100℃及び200℃での体積固有抵抗率を測定した後、250℃の恒温槽で50時間保存してから25℃に冷却してから、100℃及び200℃の体積抵抗率を測定した。結果を〔表2〕に示す。
尚、体積固有抵抗率の測定は絶縁抵抗測定装置(アルバック理工社製、商品名EHR−2000SP)を用いて、試験片を25℃において電圧200Vで印加した後、測定温度で30分保存してから測定を行った。
3.ヒートサイクル試験
磁器るつぼB型15ml(JIS R1301(化学分析用磁器るつぼ))に、実施例1〜9及び比較例1〜6の硬化性組成物を中央部の深さが10mmになるように入れ、これを恒温槽に入れて150℃で3時間加熱して硬化させた。硬化物が入った磁器るつぼにふたをし、温度サイクル試験機(楠本化成社製、型式:WINTEC NT530A)を用いて、−50℃〜200℃のヒートサイクルで100サイクルごとに取り出して、るつぼ内の硬化物を目視し、クラックやるつぼからの剥がれが発生したサイクル数を調べた。結果を[表2]に示す。
Figure 0005801208
[表2]の結果から、本発明の硬化性組成物から得られる硬化物は、耐熱性に優れており、常温領域だけでなく、高温領域においても電気絶縁性に優れている。また、−50℃〜200℃の冷熱衝撃においても可撓性や密着性を維持できることがわかる。従って、[表2]の結果は、本発明の硬化性組成物から得られる硬化物が、封止材料や絶縁材料、特に低温〜高温で使用される鉄道車両、ハイブリッド自動車、電気自動車等のパワー半導体の封止材料・絶縁材料、中でもSiCパワー半導体の封止材料・絶縁材料として好適に使用できることを示していると言える。

Claims (7)

  1. (A)成分として、下記一般式(1)で表されるSiH基含有シロキサン化合物、(B)成分として、下記一般式(2)で表されるビニル基含有シロキサン化合物、(C)成分として、SiH基又はビニル基を少なくとも3つ有する化合物、及び(D)成分として、ヒドロシリル化触媒を含有する、半導体封止用硬化性組成物。
    Figure 0005801208
    (式中、X1はSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基を表わし、X2はSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基又はビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基を表わし、Y1は下記一般式(3)で表わされるポリシロキサン基を表わし、aは0又は1の数を表わし、xは0〜10の数を表わす。
    但し、前記一般式(1)で表される化合物は、質量平均分子量が3000〜100万であり、1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合が0.05〜0.5であり、Y1−CH2CH2基の含量が0.2mmol/g以下である。)
    Figure 0005801208
    (式中、X3はビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基を表わし、X4はビニル基を2つ有する分子量1000以下の化合物からビニル基を除いた残基又はSiH基を2つ有する分子量1000以下の化合物のSiH基から水素原子を除いた残基を表わし、Y2は下記一般式(4)で表わされるポリシロキサン基を表わし、bは0又は1の数を表わし、yは0〜10の数を表わす。
    但し、前記一般式(2)で表される化合物は、質量平均分子量が3000〜100万であり、1分子中のケイ素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基の数とケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の合計に対するケイ素原子に結合した炭素数6〜10のアリール基の数の割合が0.05〜0.5であり、Y2−CH2CH2基とビニル基の含量の合計が0.002〜0.7mmol/gである。)
    Figure 0005801208
    (式中、R1〜R3は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基を表わし、R4〜R6は各々独立して炭素数6〜10のアリール基を表わし、R7〜R10は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、c、d及びeは、前記一般式(1)で表される化合物の質量平均分子量を3000〜100万とする数を表わす。)
    Figure 0005801208
    (式中、R11〜R13は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基を表わし、R14〜R16は各々独立して炭素数6〜10のアリール基を表わし、R17〜R20は各々独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、f、g及びhは、前記一般式(2)で表される化合物の質量平均分子量を3000〜100万とする数を表わす。)
  2. 前記一般式(3)で表わされるポリシロキサン基及び前記一般式(4)で表わされるポリシロキサン基が、出発物質に環状シロキサン化合物を開環重合させ、末端にSiH基若しくはビニル基を導入する方法により得られる化合物由来である、請求項1に記載の半導体封止用硬化性組成物。
  3. 前記(C)成分が、下記一般式(19)で表わされる化合物又は下記一般式(20)で表わされる化合物である、請求項1又は2に記載の半導体封止用硬化性組成物。
    Figure 0005801208
    (式中、R30は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、mは3〜6の数を表わし、R11〜R20、f、g及びhは、前記一般式(4)と同義である。)
    Figure 0005801208
    (式中、R41は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、sは3〜6の数を表わし、R1〜R10、c、d及びeは、前記一般式(3)と同義である。)
  4. 組成物中の、SiH基に対するビニル基の割合がモル比で0.5〜2である、請求項1〜3の何れか1項に記載の半導体封止用硬化性組成物。
  5. 前記(A)、(B)及び(C)成分の合計質量に対する、ビニル基、Y1−CH2CH2基、Y2−CH2CH2基、及びビニル基とSiH基を反応して得られる基の含量の合計が、0.005〜0.5mol/gである、請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体封止用硬化性組成物。
  6. 前記(C)成分の含有量が、前記(A)及び(B)成分の合計量の0.01〜10質量%である、請求項1〜5の何れか1項に記載の半導体封止用硬化性組成物。
  7. 請求項1〜6の何れか1項に記載の半導体封止用硬化性組成物を硬化させることにより封止された半導体装置。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9045639B2 (en) * 2010-12-31 2015-06-02 Eternal Materials Co., Ltd. Curable composition and method for manufacturing the same
JP5781511B2 (ja) 2011-02-04 2015-09-24 株式会社Adeka ヒンダードアミン骨格を有する化合物及び樹脂組成物
DE102013215105A1 (de) * 2013-08-01 2015-02-05 Wacker Chemie Ag Polyorganosiloxanzubereitung für optische Halbleiter
JP2017519058A (ja) * 2014-04-29 2017-07-13 ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェンHenkel AG & Co. KGaA 封止剤のためのポリカルボシロキサン含有硬化性組成物
CN108976805A (zh) * 2018-05-30 2018-12-11 深圳市珞珈新材料科技有限公司 一种led封装用硅胶材料及其制备方法
JP7401247B2 (ja) * 2019-10-08 2023-12-19 信越化学工業株式会社 硬化性組成物、その硬化物、及び半導体装置
CN112646463B (zh) * 2019-10-11 2022-11-08 中山台光电子材料有限公司 树脂组合物及由其制成的制品
CN114736376A (zh) * 2022-04-21 2022-07-12 广东新硅源新材料科技有限公司 一种乙烯基硅油的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05156166A (ja) * 1991-03-27 1993-06-22 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 導電性エラストマー用組成物
JPH11269387A (ja) * 1998-03-23 1999-10-05 Ge Toshiba Silicone Kk 一液形硬化性シリコーン組成物
JP2004231824A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd オルガノポリシロキサン組成物及びその硬化物
JP2005325174A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Asahi Denka Kogyo Kk ケイ素含有硬化性組成物、及びこれを熱硬化させた硬化物
WO2008133229A1 (ja) * 2007-04-23 2008-11-06 Adeka Corporation ケイ素含有化合物、硬化性組成物及び硬化物

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB631506A (en) 1946-11-25 1949-11-03 Dow Corning Production of organosilicon compounds
US3641090A (en) 1969-10-13 1972-02-08 Gen Electric Silanolate-complexes and use thereof
US4760122A (en) * 1984-06-22 1988-07-26 Loctite Corporation Cluster acrylic silicones having cyclic clusters
US6331578B1 (en) * 1998-11-18 2001-12-18 Josephine Turner Process for preparing interpenetrating polymer networks of controlled morphology
JP4908736B2 (ja) * 2003-10-01 2012-04-04 東レ・ダウコーニング株式会社 硬化性オルガノポリシロキサン組成物および半導体装置
JP2005350582A (ja) 2004-06-11 2005-12-22 Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd シリコーンゴム組成物及びその硬化物
JP2006063092A (ja) * 2004-07-29 2006-03-09 Dow Corning Toray Co Ltd 硬化性オルガノポリシロキサン組成物、その硬化方法、光半導体装置および接着促進剤
JP2006206721A (ja) 2005-01-27 2006-08-10 Kansai Electric Power Co Inc:The 高耐熱合成高分子化合物及びこれで被覆した高耐電圧半導体装置
US7479522B2 (en) 2005-11-09 2009-01-20 Momentive Performance Materials Inc. Silicone elastomer composition
KR20080104279A (ko) * 2006-02-24 2008-12-02 다우 코닝 코포레이션 실리콘으로 캡슐화된 발광 장치 및 실리콘 제조용의 경화성실리콘 조성물
JP5148088B2 (ja) * 2006-08-25 2013-02-20 東レ・ダウコーニング株式会社 硬化性オルガノポリシロキサン組成物および半導体装置
JP2008143980A (ja) 2006-12-07 2008-06-26 Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd 放熱性シリコーンゲル用組成物およびそれを硬化させてなる放熱性シリコーンシート
JP5046378B2 (ja) 2007-03-30 2012-10-10 ニチコン株式会社 パワー半導体モジュール、および該モジュールを搭載したパワー半導体デバイス
JP5168732B2 (ja) 2007-09-21 2013-03-27 信越化学工業株式会社 変位耐久性を有する硬化物を与えるシリコーンゲル組成物
US8946353B2 (en) * 2008-10-31 2015-02-03 Dow Corning Toray Co. Ltd. Curable organopolysiloxane composition, optical semiconductor element sealant, and optical semiconductor device
JP5393373B2 (ja) * 2009-09-16 2014-01-22 関西電力株式会社 半導体装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05156166A (ja) * 1991-03-27 1993-06-22 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 導電性エラストマー用組成物
JPH11269387A (ja) * 1998-03-23 1999-10-05 Ge Toshiba Silicone Kk 一液形硬化性シリコーン組成物
JP2004231824A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Wacker Asahikasei Silicone Co Ltd オルガノポリシロキサン組成物及びその硬化物
JP2005325174A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Asahi Denka Kogyo Kk ケイ素含有硬化性組成物、及びこれを熱硬化させた硬化物
WO2008133229A1 (ja) * 2007-04-23 2008-11-06 Adeka Corporation ケイ素含有化合物、硬化性組成物及び硬化物

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