JP5943104B2 - Curable composition, cured film, polysiloxane, and optical semiconductor device - Google Patents

Curable composition, cured film, polysiloxane, and optical semiconductor device Download PDF

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Description

本発明は、硬化性組成物、硬化膜、ポリシロキサンおよび光半導体装置に関する。   The present invention relates to a curable composition, a cured film, polysiloxane, and an optical semiconductor device.

半導体発光装置(LED)の封止剤などに使用されているヒドロシリル化反応硬化型のポリシロキサン組成物(以下、ヒドロシリル系ポリシロキサン組成物ともいう。)には、LEDパッケージなどに対する接着性を高める技術が求められている。   Hydrosilylation reaction-curable polysiloxane compositions (hereinafter also referred to as hydrosilyl-based polysiloxane compositions) used in semiconductor light emitting device (LED) encapsulants and the like increase adhesion to LED packages and the like. Technology is required.

ヒドロシリル系ポリシロキサン組成物の接着性の向上を図る技術として、ヒドロシリル系ポリシロキサン組成物にエポキシ基含有ポリシロキサンなどの接着促進剤を添加する技術が知られている。   As a technique for improving the adhesion of the hydrosilyl polysiloxane composition, a technique of adding an adhesion promoter such as an epoxy group-containing polysiloxane to the hydrosilyl polysiloxane composition is known.

特許文献1には、接着促進剤であるアルケニル基を有するエポキシ基含有ポリシロキサンを、主剤であるオルガノポリシロキサン100重量部に対して0.01〜50重量部含有するヒドロシリル系ポリシロキサン組成物が記載されている。   Patent Document 1 discloses a hydrosilyl polysiloxane composition containing 0.01 to 50 parts by weight of an epoxy group-containing polysiloxane having an alkenyl group, which is an adhesion promoter, with respect to 100 parts by weight of an organopolysiloxane as a main agent. Have been described.

特許文献2には、接着促進剤であるエポキシ基含有ポリシロキサンを、主剤であるアルケニル基とフェニル基を含有するオルガノポリシロキサン樹脂100重量部に対して0.01〜20重量部含有するヒドロシリル系ポリシロキサン組成物が記載されている。   In Patent Document 2, an epoxy group-containing polysiloxane as an adhesion promoter is contained in an amount of 0.01 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of an organopolysiloxane resin containing alkenyl groups and phenyl groups as main components. A polysiloxane composition is described.

特許文献3には、接着促進剤であるアルケニル基を有するエポキシ基含有ポリシロキサンを、主剤であるアルケニル基を含むオルガノポリシロキサン成分100質量部に対して0.01〜10質量部含有するヒドロシリル系ポリシロキサン組成物が記載されている。   Patent Document 3 discloses a hydrosilyl system containing 0.01 to 10 parts by mass of an epoxy group-containing polysiloxane having an alkenyl group, which is an adhesion promoter, with respect to 100 parts by mass of an organopolysiloxane component containing an alkenyl group as a main component. A polysiloxane composition is described.

特開2007−327019号公報JP 2007-327019 A 特開2007−008996号公報JP 2007-008996 A 特開2010−229402号公報JP 2010-229402 A

従来のヒドロシリル系ポリシロキサン組成物から形成される硬化物は、窒化ガリウム(GaN)や窒化ケイ素(SiN)などからなるLED基板あるいは配線金属との接着性が不十分であるという問題があった。このため、接着性を高めるためにエポキシ基含有ポリシロキサンが用いられてきた。   A cured product formed from a conventional hydrosilyl polysiloxane composition has a problem of insufficient adhesion to an LED substrate or a wiring metal made of gallium nitride (GaN), silicon nitride (SiN), or the like. For this reason, epoxy group-containing polysiloxanes have been used to improve the adhesion.

エポキシ基含有ポリシロキサンの合成において、エポキシ基をポリシロキサン中に導入する反応には通常塩基が使用される。しかしながら、この反応中に塩基によりポリシロキサンが変質するおそれがあり、変質したポリシロキサンを含有する硬化組成物から得られる硬化物は着色するという問題があった。   In the synthesis of an epoxy group-containing polysiloxane, a base is usually used for the reaction of introducing an epoxy group into the polysiloxane. However, there is a possibility that the polysiloxane may be altered by the base during the reaction, and there is a problem that the cured product obtained from the cured composition containing the altered polysiloxane is colored.

本発明は、窒化ガリウムや窒化ケイ素などのLED基板や配線金属などとの接着性が高く、着色のない硬化物を形成できる硬化性組成物を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the curable composition which can form hardened | cured material with high adhesiveness with LED board | substrates, such as a gallium nitride and silicon nitride, a wiring metal, etc., and without coloring.

前記目的を達成する本発明は以下のとおりである。
[1]下記式(1)に示される構造を有する基および下記式(2)に示される構造を有する基から選ばれる少なくとも1つの基(以下、「接着性基(A)」ともいう)を有するポリシロキサン(A)および架橋剤(B)を含有することを特徴とする硬化性組成物。
The present invention for achieving the above object is as follows.
[1] At least one group selected from a group having a structure represented by the following formula (1) and a group having a structure represented by the following formula (2) (hereinafter also referred to as “adhesive group (A)”) A curable composition comprising polysiloxane (A) having a crosslinking agent (B).

Figure 0005943104
((1)式中、Xは、脂環式炭化水素基を表わす。(1)中、−[CH2]−OHおよび−OHは、前記脂環式炭化水素基を構成する異なる炭素原子に結合し、該2つの炭素原子は単結合で結合され、前記2つの炭素原子にはそれぞれ水素原子が結合している。nは0〜6の整数を示す。*は結合手を示す。)
Figure 0005943104
(In the formula (1), X represents an alicyclic hydrocarbon group. In (1), — [CH 2 ] —OH and —OH represent different carbon atoms constituting the alicyclic hydrocarbon group. The two carbon atoms are bonded by a single bond, and a hydrogen atom is bonded to each of the two carbon atoms, n represents an integer of 0 to 6, and * represents a bond.)

Figure 0005943104
((2)式中、R1は炭素数1〜8のアルキル基または水素原子を示す。mは0〜6の整数を示す。*は結合手を示す。)
Figure 0005943104
(In the formula (2), R 1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom. M represents an integer of 0 to 6. * represents a bond.)

[2]前記ポリシロキサン(A)が、前記式(1)に示される構造を有する基を有する前記[1]に記載の硬化性組成物。
[3]前記ポリシロキサン(A)が、1分子中に少なくとも2つのアルケニル基を有するポリシロキサン(A1)である前記[1]または[2]に記載の硬化性組成物。
[4]前記架橋剤(B)が、1分子中に少なくとも2つのケイ素原子結合水素原子を有する化合物(B1)であって、さらに、ヒドロシリル化反応用触媒(C)を含有する前記[3]に記載の硬化性組成物。
[5]ポリシロキサン(A)中に含まれる全Si原子の含有割合を100モル%とするとき、前記式(1)に示される構造を有する基および前記式(2)に示される構造を有する基から選ばれる少なくとも1つの基の含有割合が、0.1〜10モル%である前記[1]〜[4]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[2] The curable composition according to [1], wherein the polysiloxane (A) has a group having a structure represented by the formula (1).
[3] The curable composition according to [1] or [2], wherein the polysiloxane (A) is a polysiloxane (A1) having at least two alkenyl groups in one molecule.
[4] The above-mentioned [3], wherein the crosslinking agent (B) is a compound (B1) having at least two silicon-bonded hydrogen atoms in one molecule, and further contains a hydrosilylation catalyst (C). The curable composition according to 1.
[5] When the content ratio of all Si atoms contained in the polysiloxane (A) is 100 mol%, the polysiloxane (A) has a group having the structure represented by the formula (1) and a structure represented by the formula (2). The curable composition according to any one of [1] to [4], wherein the content of at least one group selected from the group is 0.1 to 10 mol%.

[6]前記式(1)に示される構造を有する基および前記式(2)に示される構造を有する基から選ばれる少なくとも1つの基ならびにアルケニル基を有するポリシロキサン。
[7]前記式(1)に示される構造を有する基およびアルケニル基を有するポリシロキサン。
[8]前記[1]〜[5]のいずれかに記載の硬化性組成物を硬化させることにより得られることを特徴とする硬化物。
[9]半導体発光素子と、該半導体発光素子を被覆する、前記[8]に記載の硬化物とを有することを特徴とする光半導体装置。
[6] A polysiloxane having at least one group selected from a group having the structure represented by the formula (1) and a group having a structure represented by the formula (2) and an alkenyl group.
[7] A polysiloxane having a group having the structure represented by the formula (1) and an alkenyl group.
[8] A cured product obtained by curing the curable composition according to any one of [1] to [5].
[9] An optical semiconductor device comprising: a semiconductor light emitting element; and the cured product according to [8], which covers the semiconductor light emitting element.

本発明の硬化性組成物は、窒化ガリウムや窒化ケイ素などのLED基板や配線金属などとの接着性が高く、着色のない硬化物を形成することができるので、窒化ガリウムや窒化ケイ素などのLED基板を有するLEDの封止剤として好適に使用することができる。   Since the curable composition of the present invention has high adhesion to LED substrates and wiring metals such as gallium nitride and silicon nitride, and can form a cured product having no color, LED such as gallium nitride and silicon nitride It can be suitably used as a sealant for an LED having a substrate.

図1は、光半導体装置の一具体例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a specific example of an optical semiconductor device. 図2は、実施例1で得られたポリシロキサン(A−1)の1H NMRスペクトルである。FIG. 2 is a 1 H NMR spectrum of polysiloxane (A-1) obtained in Example 1.

<硬化性組成物>
本発明の硬化性組成物は、下記式(1)に示される構造を有する基および下記式(2)に示される構造を有する基から選ばれる少なくとも1つの基を有するポリシロキサン(A)および架橋剤(B)を含有することを特徴とする。
<Curable composition>
The curable composition of the present invention includes a polysiloxane (A) having at least one group selected from a group having a structure represented by the following formula (1) and a group having a structure represented by the following formula (2), and a crosslink It contains an agent (B).

Figure 0005943104
((1)式中、Xは、脂環式炭化水素基を表わす。(1)中、−[CH2]−OHおよび−OHは、前記脂環式炭化水素基を構成する異なる炭素原子に結合し、該2つの炭素原子は単結合で結合され、前記2つの炭素原子にはそれぞれ水素原子が結合している。nは0〜6の整数を示す。*は結合手を示す。)
Figure 0005943104
(In the formula (1), X represents an alicyclic hydrocarbon group. In (1), — [CH 2 ] —OH and —OH represent different carbon atoms constituting the alicyclic hydrocarbon group. The two carbon atoms are bonded by a single bond, and a hydrogen atom is bonded to each of the two carbon atoms, n represents an integer of 0 to 6, and * represents a bond.)

Figure 0005943104
((2)式中、R1は炭素数1〜8のアルキル基または水素原子を示す。mは0〜6の整数を示す。*は結合手を示す。)
なお、本発明において「ポリシロキサン」とは、シロキサン単位 (Si−O)が2個以上結合した分子骨格を有するシロキサンを意味する。
Figure 0005943104
(In the formula (2), R 1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom. M represents an integer of 0 to 6. * represents a bond.)
In the present invention, “polysiloxane” means a siloxane having a molecular skeleton in which two or more siloxane units (Si—O) are bonded.

ポリシロキサン(A)
ポリシロキサン(A)は、上記式(1)に示される構造を有する基および上記式(2)に示される構造を有する基から選ばれる少なくとも1つの基を有するポリシロキサンである。ポリシロキサン(A)は本組成物の主剤であり、架橋剤(B)の作用により架橋して硬化し、硬化物の主体となる。
Polysiloxane (A)
The polysiloxane (A) is a polysiloxane having at least one group selected from a group having a structure represented by the above formula (1) and a group having a structure represented by the above formula (2). Polysiloxane (A) is the main component of the present composition, and is crosslinked and cured by the action of the crosslinking agent (B) to become the main component of the cured product.

上記(1)式において、Xは脂環式炭化水素基を表わす。(1)中の−[CH2]−OHおよび−OHは、前記脂環式炭化水素基を構成する異なる炭素原子に結合し、該2つの炭素原子は単結合で結合され、前記2つの炭素原子にはそれぞれ水素原子が結合している。ポリシロキサン(A)は、たとえば下記式(3)で表わすこともできる。 In the above formula (1), X represents an alicyclic hydrocarbon group. (1) in the - [CH 2] -OH and -OH, said cycloaliphatically bound different carbon atoms constituting the hydrocarbon group, the two carbon atoms are bonded by a single bond, the two carbon A hydrogen atom is bonded to each atom. Polysiloxane (A) can also be represented, for example, by the following formula (3).

Figure 0005943104
(3)式において、点線および単結合を示す実線とこれらによって結ばれる3つの炭素原子とで表わされる環状部分は脂環式炭化水素基を表わし、Zは、該脂環式炭化水素基を前記3つの炭素原子とともに形成する、前記脂環式炭化水素基を完成するのに必要な個数の炭素原子を示す。nは0〜6の整数を示す。*は結合手を示す。
Figure 0005943104
In the formula (3), a cyclic portion represented by a dotted line and a solid line showing a single bond and three carbon atoms connected by these represents an alicyclic hydrocarbon group, and Z represents the alicyclic hydrocarbon group as described above. The number of carbon atoms necessary to complete the alicyclic hydrocarbon group formed with three carbon atoms is shown. n shows the integer of 0-6. * Indicates a bond.

前記脂環式炭化水素基を構成する炭素の数は通常3〜30個、好ましくは4〜20個、より好ましくは4〜10個である。
たとえば、前記脂環式炭化水素基を構成する炭素の数が6個である場合、上記式(1)および(3)は下記式(4)で表わすことができる。
The number of carbon atoms constituting the alicyclic hydrocarbon group is usually 3 to 30, preferably 4 to 20, and more preferably 4 to 10.
For example, when the number of carbons constituting the alicyclic hydrocarbon group is 6, the above formulas (1) and (3) can be represented by the following formula (4).

Figure 0005943104
(4)式において、nは0〜6の整数を示す。
Figure 0005943104
In the formula (4), n represents an integer of 0-6.

前記脂環式炭化水素基は、炭素−炭素不飽和結合を有してもよい。
前記脂環式炭化水素基を構成する炭素には鎖状炭化水素基等が結合していてもよい。
(1)式および(3)式において、nは0〜6の整数を示し、好ましくは0である。
(2)式において、R1は炭素数1〜8のアルキル基または水素原子であり、好ましくは水素原子または炭素数1のアルキル基(メチル基)である。(2)式において、mは0〜6の整数を示し、好ましくは0である。
The alicyclic hydrocarbon group may have a carbon-carbon unsaturated bond.
A chain hydrocarbon group or the like may be bonded to carbon constituting the alicyclic hydrocarbon group.
In the formulas (1) and (3), n represents an integer of 0 to 6, preferably 0.
In the formula (2), R 1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 carbon atom (methyl group). In the formula (2), m represents an integer of 0 to 6, and is preferably 0.

上記式(1)に示される構造を有する基および式(2)に示される構造を有する基は、ポリシロキサン(A)分子において、ポリシロキサン鎖を構成するケイ素原子に直接結合していてもよいし、メチレン基やアルキレン基などの炭化水素基やオキシカルボニル基等の連結基を介して前記ケイ素原子に結合していてもよい。   The group having the structure represented by the above formula (1) and the group having the structure represented by the formula (2) may be directly bonded to the silicon atom constituting the polysiloxane chain in the polysiloxane (A) molecule. In addition, it may be bonded to the silicon atom via a linking group such as a hydrocarbon group such as a methylene group or an alkylene group or an oxycarbonyl group.

ポリシロキサン(A)は、式(1)に示される構造を有する基および式(2)に示される構造を有する基から選ばれる少なくとも1つの基を有することから、ジオール基を有する。本硬化性組成物から得られる硬化物においては、ポリシロキサン(A)が有するこのジオール基が接着性基として機能して、窒化ガリウムや窒化ケイ素などのLED基板や配線金属などとの接着性が向上するものと考えられる。接着性基とは、半導体装置等の基材等の材料となる金属または有機樹脂等対して接着性を有する基を意味する。   The polysiloxane (A) has at least one group selected from a group having a structure represented by the formula (1) and a group having a structure represented by the formula (2), and thus has a diol group. In the cured product obtained from the present curable composition, the diol group of the polysiloxane (A) functions as an adhesive group, and has an adhesive property with an LED substrate such as gallium nitride or silicon nitride, a wiring metal, or the like. It is thought to improve. The adhesive group means a group having adhesiveness to a metal or an organic resin that is a material of a substrate such as a semiconductor device.

ポリシロキサン(A)は、式(1)に示される構造を有する基のみを有していてもよく、式(2)に示される構造を有する基のみを有していてもよく、前記2つの基の両方を有していてもよい。ポリシロキサン(A)は、式(1)に示される構造を有する基を有することが好ましい。ポリシロキサン(A)が式(1)に示される構造を有する基を有すると、得られる硬化膜が、窒化ガリウムや窒化ケイ素などのLED基板や配線金属などと高い接着性を有するという効果がある。   The polysiloxane (A) may have only a group having the structure represented by the formula (1), or may have only a group having the structure represented by the formula (2). You may have both groups. The polysiloxane (A) preferably has a group having a structure represented by the formula (1). When the polysiloxane (A) has a group having the structure represented by the formula (1), the obtained cured film has an effect of having high adhesiveness with an LED substrate such as gallium nitride or silicon nitride, a wiring metal, or the like. .

ポリシロキサン(A)において、式(1)に示される構造を有する基および式(2)に示される構造を有する基から選ばれる少なくとも1つの基の含有割合は、ポリシロキサン(A)中に含まれる全Si原子の含有割合を100モル%とするとき、0.1〜10モル%であることが好ましく、0.5〜8モル%であることがより好ましく、1〜5モル%であることがさらに好ましい。式(1)に示される構造を有する基および式(2)に示される構造を有する基から選ばれる少なくとも1つの基の含有割合が前記範囲内であると、得られる硬化膜が、窒化ガリウムや窒化ケイ素などのLED基板や配線金属などと高い接着性を有するという効果がある。   In polysiloxane (A), the content of at least one group selected from the group having the structure represented by formula (1) and the group having the structure represented by formula (2) is included in polysiloxane (A). When the content ratio of all Si atoms is 100 mol%, it is preferably 0.1 to 10 mol%, more preferably 0.5 to 8 mol%, and 1 to 5 mol%. Is more preferable. When the content ratio of at least one group selected from the group having the structure represented by the formula (1) and the group having the structure represented by the formula (2) is within the above range, the resulting cured film may be formed of gallium nitride or There is an effect of having high adhesiveness with LED substrates such as silicon nitride and wiring metals.

ポリシロキサン(A)は、前記接着性基(A)以外にも他の基を有していてもよい。他の基としては、水素原子;シラノール基;ハロゲン原子、ニトロ基、カルボキシル基、カルボニル基などの極性基;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、ヘプテニル基、ヘキセニル基およびシクロヘキセニル基等のアルケニル基を有する基;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、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ボルニル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、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;環状エーテル基、チオニル基、イソシアネート基及びトリアリルイソシアネート基等の他の接着性基;および前記極性基や接着性基を有する基;等を挙げることができる。   The polysiloxane (A) may have other groups besides the adhesive group (A). Other groups include hydrogen atom; silanol group; polar group such as halogen atom, nitro group, carboxyl group, carbonyl group; vinyl group, allyl group, propenyl group, isopropenyl group, butenyl group, isobutenyl group, pentenyl group, Groups having an alkenyl group such as heptenyl, hexenyl and cyclohexenyl; methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl Group, cyclooctyl group, bornyl group, norbornyl group, adamantyl group and other alkyl groups; phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group and other aryl groups; benzyl group, phenethyl group and other aralkyl groups; cyclic ether group, thionyl Group, isocyanate group and triallyl Groups having and the polar group and bonding group; other adhesive base such as a cyanate group and the like.

ポリシロキサン(A)は、1分子中に少なくとも2つのアルケニル基を有するポリシロキサン(A1)であることが好ましい。ポリシロキサン(A)が少なくとも2つのアルケニル基を有すると、後述する1分子中に少なくとも2つの珪素原子結合水素原子を有する架橋剤(B1)とのヒドロシリル化反応が可能になり、強度の高い硬化物が得られる。   The polysiloxane (A) is preferably a polysiloxane (A1) having at least two alkenyl groups in one molecule. When the polysiloxane (A) has at least two alkenyl groups, a hydrosilylation reaction with a cross-linking agent (B1) having at least two silicon atom-bonded hydrogen atoms in one molecule, which will be described later, becomes possible, and the curing is strong. A thing is obtained.

ポリシロキサン(A)が有するアルケニル基としては、上述の基が挙げられる。これらの中でも、ビニル基、アリル基およびヘキセニル基が好ましい。
ポリシロキサン(A)におけるアルケニル基の含有量は、ポリシロキサン(A)中に含まれる全Si原子の数を100モル%とするとき、3〜50モル%であることが好ましく、より好ましくは5〜40モル%であり、さらに好ましくは10〜30モル%である。アルケニル基の含有量が前記範囲内であると、ポリシロキサン(A)と少なくとも2つの珪素原子結合水素原子を有する架橋剤(B1)とのヒドロシリル化反応が好適範囲で起こり、強度の高い硬化物が得られる。
The above-mentioned group is mentioned as an alkenyl group which polysiloxane (A) has. Among these, a vinyl group, an allyl group, and a hexenyl group are preferable.
The alkenyl group content in the polysiloxane (A) is preferably 3 to 50 mol%, more preferably 5 when the number of all Si atoms contained in the polysiloxane (A) is 100 mol%. It is -40 mol%, More preferably, it is 10-30 mol%. When the content of the alkenyl group is within the above range, the hydrosilylation reaction between the polysiloxane (A) and the crosslinking agent (B1) having at least two silicon-bonded hydrogen atoms occurs in a suitable range, and the cured product has high strength. Is obtained.

ポリシロキサン(A)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が100〜50000の範囲にあることが好ましく、500〜5000の範囲にあることがより好ましい。ポリシロキサン(A)の重量平均分子量が前記範囲内にあると、本組成物を用いて封止材を製造する際に取扱いやすく、また本組成物から得られる硬化物は光半導体封止材として十分な材料強度および特性を有する。   Polysiloxane (A) preferably has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography in the range of 100 to 50000, and more preferably in the range of 500 to 5000. When the weight average molecular weight of the polysiloxane (A) is within the above range, it is easy to handle when producing a sealing material using the composition, and the cured product obtained from the composition is used as an optical semiconductor sealing material. Has sufficient material strength and properties.

[ポリシロキサン(A)の製造方法]
接着性基(A)を有するポリシロキサン(A)は環状エーテル基を開環することにより製造することができる。環状エーテル基を開環する方法としては、環状エーテル基を水の存在下、強酸で処理する方法が挙げられる。例えば、環状エーテル基を有するポリシロキサンを水の存在下、強酸で処理することにより(方法1)、または、ポリシロキサンを合成する際の各単位源となる環状エーテル基を有するクロロシランやアルコキシシランを、水の存在下、強酸で処理することにより(方法2)、製造することができる。これらの中でも、方法2:ポリシロキサンを合成する際の各単位源となる環状エーテル基を有するクロロシランやアルコキシシランを、水の存在下、強酸で処理することにより製造する方法が、ポリシロキサン中に含まれる接着性基(A)の含有割合を制御しやすいことから好ましい。
[Production Method of Polysiloxane (A)]
The polysiloxane (A) having the adhesive group (A) can be produced by opening a cyclic ether group. Examples of the method for opening the cyclic ether group include a method of treating the cyclic ether group with a strong acid in the presence of water. For example, a polysiloxane having a cyclic ether group is treated with a strong acid in the presence of water (Method 1), or a chlorosilane or an alkoxysilane having a cyclic ether group serving as each unit source when synthesizing a polysiloxane is obtained. It can be produced by treating with a strong acid in the presence of water (Method 2). Among these, Method 2: A method in which a chlorosilane or alkoxysilane having a cyclic ether group serving as a unit source in the synthesis of polysiloxane is treated with a strong acid in the presence of water is included in polysiloxane. It is preferable because the content ratio of the contained adhesive group (A) can be easily controlled.

前記環状エーテル基としては、たとえば、エポキシ基(エチレンオキシド基)、トリメチレンオキシド基(オキセタン基)、テトラメチレンオキシド基(テトラヒドロフラン基)等を挙げることができる。環状エーテル基がエポキシ基であると、上記式(2)においてm=0の構造を有する基を有するポリシロキサン(A)を製造することができる。環状エーテル基がトリメチレンオキシド基であると、上記式(2)においてm=1の構造を有する基を有するポリシロキサン(A)を製造することができる。環状エーテル基がテトラメチレンオキシド基であると、上記式(2)においてm=2の構造を有する基を有するポリシロキサン(A)を製造することができる。   Examples of the cyclic ether group include an epoxy group (ethylene oxide group), a trimethylene oxide group (oxetane group), and a tetramethylene oxide group (tetrahydrofuran group). When the cyclic ether group is an epoxy group, a polysiloxane (A) having a group having a structure of m = 0 in the above formula (2) can be produced. When the cyclic ether group is a trimethylene oxide group, the polysiloxane (A) having a group having a structure of m = 1 in the above formula (2) can be produced. When the cyclic ether group is a tetramethylene oxide group, the polysiloxane (A) having a group having a structure of m = 2 in the above formula (2) can be produced.

また、前記環状エーテル基としては、たとえば、脂環式炭化水素基を構成する相互に隣接する2つの炭素原子と、該2つの炭素原子の少なくともいずれか一方に結合する酸素原子とを含んで環状に構成される原子団を含む基を挙げることができる。このような環状エーテル基としては、たとえば、下記式(5)に示される基(エポキシシクロヘキシル基)、下記式(6)に示される基および下記式(7)に示される基等を挙げることができる。   The cyclic ether group includes, for example, a ring containing two carbon atoms adjacent to each other constituting an alicyclic hydrocarbon group and an oxygen atom bonded to at least one of the two carbon atoms. And a group containing an atomic group constituted by: Examples of such a cyclic ether group include a group represented by the following formula (5) (epoxycyclohexyl group), a group represented by the following formula (6), and a group represented by the following formula (7). it can.

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環状エーテル基が式(5)に示される基であると、上記式(3)においてn=0の構造を有する基を有するポリシロキサン(A)を製造することができる。環状エーテル基が式(6)に示される基であると、上記式(3)においてn=1の構造を有する基を有するポリシロキサン(A)を製造することができる。環状エーテル基が式(5)に示される基であると、上記式(3)においてn=2の構造を有する基を有するポリシロキサン(A)を製造することができる。   When the cyclic ether group is a group represented by the formula (5), a polysiloxane (A) having a group having a structure of n = 0 in the above formula (3) can be produced. When the cyclic ether group is a group represented by the formula (6), a polysiloxane (A) having a group having a structure of n = 1 in the above formula (3) can be produced. When the cyclic ether group is a group represented by the formula (5), a polysiloxane (A) having a group having a structure of n = 2 in the formula (3) can be produced.

ポリシロキサン(A)は公知の方法を1種または2種以上組み合わせることにより製造することができる。前記公知の方法としては、特開平6−9659号公報、特開2003−183582号公報、特開2007−008996号公報、特開2007−106798号公報、特開2007−169427号公報および特開2010−059359号公報等に記載された方法、たとえば、各単位源となるクロロシランやアルコキシシランを共加水分解する方法や、共加水分解物をアルカリ金属触媒などにより平衡化反応する方法などが挙げられる。   Polysiloxane (A) can be produced by combining one or more known methods. Examples of the known methods include JP-A-6-9659, JP-A-2003-183582, JP-A-2007-008996, JP-A-2007-106798, JP-A-2007-169427, and JP-A-2010. The methods described in JP-A-059359 and the like, for example, a method of cohydrolyzing chlorosilane and alkoxysilane serving as each unit source, a method of equilibrating the cohydrolyzed product with an alkali metal catalyst, and the like.

前記各単位源となるクロロシランやアルコキシシランとしては以下のものが挙げられる。環状エーテル基を有する単位源としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、(γ−グリシドキシプロピル)(メチル)ジメトキシシラン、(γ−グリシドキシプロピル)(エチル)ジメトキシシラン、(γ−グリシドキシプロピル)(メチル)ジエトキシシラン、(γ−グリシドキシプロピル)(エチル)ジエトキシシラン、〔2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル〕(メチル)ジメトキシシラン、〔2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル〕(エチル)ジメトキシシラン、〔2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル〕(メチル)ジエトキシシラン、〔2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル〕(エチル)ジエトキシシラン、(γ−グリシドキシプロピル)(メトキシ)ジメチルシラン、(γ−グリシドキシプロピル)(メトキシ)ジエチルシラン、(γ−グリシドキシプロピル)(エトキシ)ジメチルシラン、(γ−グリシドキシプロピル)(エトキシ)ジエチルシラン、〔2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル〕(メトキシ)ジメチルシラン、〔2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル〕(メトキシ)ジエチルシラン、〔2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル〕(エトキシ)ジメチルシラン、〔2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル〕(エトキシ)ジエチルシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン等のエポキシ基含有アルコキシシラン;γ−グリシドキシプロピルトリクロロシラン、(γ−グリシドキシプロピル)(メチル)ジクロロシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリクロロシラン等のエポキシ基含有クロロシラン;3−オキセタニルプロピルトリメトキシシラン等のオキセタニル基含有アルコキシシラン;3−オキセタニルプロピルトリクロロシラン等のオキセタニル基含有クロロシラン;等が挙げられる。これらの中でも反応制御が容易であるため、得られる硬化膜の着色が抑えられることから、エポキシ基含有アルコキシシランが好ましく、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン等の脂環式炭化水素基を有するエポキシ基含有アルコキシシランがより好ましい。   Examples of the unit chlorosilane and alkoxysilane include the following. Examples of the unit source having a cyclic ether group include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3, 4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, (γ-glycidoxypropyl) (methyl) dimethoxysilane, (γ-glycidoxypropyl) (ethyl) dimethoxysilane, (γ-glycidoxypropyl) (methyl) di Ethoxysilane, (γ-glycidoxypropyl) (ethyl) diethoxysilane, [2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl] (methyl) dimethoxysilane, [2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl] (Ethyl) dimethoxysilane, [2- (3,4-epoxycyclohexyl) Til] (methyl) diethoxysilane, [2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl] (ethyl) diethoxysilane, (γ-glycidoxypropyl) (methoxy) dimethylsilane, (γ-glycidoxypropyl) ) (Methoxy) diethylsilane, (γ-glycidoxypropyl) (ethoxy) dimethylsilane, (γ-glycidoxypropyl) (ethoxy) diethylsilane, [2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl] (methoxy ) Dimethylsilane, [2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl] (methoxy) diethylsilane, [2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl] (ethoxy) dimethylsilane, [2- (3,4- Epoxycyclohexyl) ethyl] (ethoxy) diethylsilane, 2- (3,4-epoxycyclohexane) Epoxy group-containing alkoxysilanes such as xyl) propyltrimethoxysilane; γ-glycidoxypropyltrichlorosilane, (γ-glycidoxypropyl) (methyl) dichlorosilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrichlorosilane Such as epoxy group-containing chlorosilanes; oxetanyl group-containing alkoxysilanes such as 3-oxetanylpropyltrimethoxysilane; oxetanyl group-containing chlorosilanes such as 3-oxetanylpropyltrichlorosilane; Among these, since reaction control is easy and coloring of the cured film obtained is suppressed, an epoxy group-containing alkoxysilane is preferable, and an alicyclic such as 2- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane. An epoxy group-containing alkoxysilane having a hydrocarbon group is more preferred.

アルケニル基を有する単位源としては、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等が挙げられる。   As the unit source having an alkenyl group, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetravinylcyclo Tetrasiloxane, alkenyl siloxane in which a part of methyl groups of these alkenyl siloxanes are substituted with groups such as ethyl group, phenyl group, alkenyl siloxane in which vinyl groups of these alkenyl siloxanes are substituted with groups such as allyl group, hexenyl group, etc. Is mentioned.

その他の単位源としては、テトラクロロシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、トリクロロシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリ−n−プロポキシシラン、トリ−i−プロポキシシラン、トリ−n−ブトキシシラン、トリ−sec−ブトキシシランや、特開2007−106798号公報や、特開2009−24077号公報、特開2009−215377号公報等に記載された単位源等が挙げられる。   Other unit sources include tetrachlorosilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, trichlorosilane, trimethoxy Silane, triethoxysilane, tri-n-propoxysilane, tri-i-propoxysilane, tri-n-butoxysilane, tri-sec-butoxysilane, JP2007-106798A, and JP2009-24077A Examples thereof include unit sources described in Japanese Patent Laid-Open No. 2009-215377.

例えば、前記方法1の場合、環状エーテル基を有する単位源を必須成分として用い、塩基触媒などを用いて環状エーテル基を有するポリシロキサンを合成し、その後、強酸と水を用いて、環状エーテル基を開環することによりポリシロキサン(A)を製造することができる。また、前記方法2の場合、環状エーテル基を有する単位源を必須成分として用い、強酸と水を用いて反応させることにより、ポリシロキサン(A)を製造することができる。   For example, in the case of the method 1, a unit source having a cyclic ether group is used as an essential component, a polysiloxane having a cyclic ether group is synthesized using a base catalyst or the like, and then a cyclic ether group is obtained using a strong acid and water. Polysiloxane (A) can be produced by opening the ring. Moreover, in the case of the said method 2, polysiloxane (A) can be manufactured by making it react using a strong acid and water, using the unit source which has a cyclic ether group as an essential component.

前記、1分子中に少なくとも2つのアルケニル基を有するポリシロキサン(A1)を製造するには、環状エーテル基を有する単位源およびアルケニル基を有する単位源を必須成分として、上述の手法にてポリシロキサン(A1)を製造すればよい。環状エーテル基を開環するのに用いられる、強酸としては、トリフルオロメタンスルホン酸、硫酸、硝酸、無水硫酸、トリフルオロ酢酸等を挙げることができる。また、モンモリロン石を主成分とする酸性白土を硫酸や塩酸で熱処理して得られる活性白土などの酸性粘土等も用いることができる。   In order to produce the polysiloxane (A1) having at least two alkenyl groups in one molecule, the polysiloxane can be prepared by the above-described method using a unit source having a cyclic ether group and a unit source having an alkenyl group as essential components. What is necessary is just to manufacture (A1). Examples of the strong acid used for opening the cyclic ether group include trifluoromethanesulfonic acid, sulfuric acid, nitric acid, sulfuric anhydride, and trifluoroacetic acid. In addition, acidic clay such as activated clay obtained by heat treatment of acidic clay containing montmorillonite as a main component with sulfuric acid or hydrochloric acid can be used.

前記強酸の使用量は、環状エーテル基の量により適宜決められ、通常、環状エーテル基1モルあたり0.01g〜20gである。
強酸で処理するときに加える水の量は、環状エーテル基の量により適宜決められ、通常、環状エーテル基1モルあたり1g〜150gである。
The amount of the strong acid used is appropriately determined depending on the amount of the cyclic ether group, and is usually 0.01 to 20 g per 1 mol of the cyclic ether group.
The amount of water added when treating with a strong acid is appropriately determined depending on the amount of cyclic ether groups, and is usually 1 g to 150 g per mole of cyclic ether groups.

強酸で処理するときの温度は、通常、23℃〜100℃である。
強酸で処理するときの処理時間は、通常、0.2時間〜5時間である。
反応終了後、反応液から余剰の水を共沸脱水などにより除いたり、反応液を水酸化カリウムなどにより中和したりすることもできる。
The temperature at the time of processing with a strong acid is 23 to 100 degreeC normally.
The treatment time when treating with a strong acid is usually 0.2 hours to 5 hours.
After completion of the reaction, excess water can be removed from the reaction solution by azeotropic dehydration or the like, or the reaction solution can be neutralized with potassium hydroxide or the like.

架橋剤(B)
架橋剤(B)はポリシロキサン(A)に対する架橋剤であり、ポリシロキサン(A)との架橋反応により硬化物を形成する。
架橋剤(B)としては、ポリシロキサン組成物に通常使用される架橋剤を挙げることができる。例えば、ポリシロキサン(A)が、アルケニル基を有するポリシロキサンの場合、架橋剤として、アルケニル基と作用する架橋剤:Si−H(ヒドロシリル基)を有する化合物や、特開2005−112925号公報に記載のアクリル基を複数有する多官能性単量体、等を用いることができる。また、ポリシロキサン(A)がエポキシ基を有するポリシロキサンの場合、架橋剤として、WO05/100445号公報に記載の酸無水物や、アミン化合物、メルカプト化合物、フェノール類、ジシアンジアミド類、アジピン酸ヒドラジッド、フタル酸ヒドラジド等の有機ヒドラジッド類、等を用いることができる。
Cross-linking agent (B)
The crosslinking agent (B) is a crosslinking agent for the polysiloxane (A), and forms a cured product by a crosslinking reaction with the polysiloxane (A).
As a crosslinking agent (B), the crosslinking agent normally used for a polysiloxane composition can be mentioned. For example, when the polysiloxane (A) is a polysiloxane having an alkenyl group, a crosslinking agent that acts on the alkenyl group as a crosslinking agent: a compound having Si—H (hydrosilyl group), or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-112925. A polyfunctional monomer having a plurality of the acrylic groups described can be used. Further, when the polysiloxane (A) is a polysiloxane having an epoxy group, as a crosslinking agent, acid anhydrides described in WO05 / 100445, amine compounds, mercapto compounds, phenols, dicyandiamides, adipic acid hydrazide, Organic hydrazides such as phthalic hydrazide can be used.

これらの中でも、架橋剤(B)は、1分子当たり少なくとも2つのケイ素原子結合水素原子、すなわち1分子当たり少なくとも2つのSi−H基(ヒドロシリル基)を有する化合物(B1)であることが好ましい。架橋剤(B)が少なくとも2つのケイ素原子結合水素原子を有すると、前述の1分子中に少なくとも2つのアルケニル基を有するポリシロキサン(A1)との間でヒドロシリル化反応による架橋を形成することができ、強度の高い硬化物が得られる。   Among these, the crosslinking agent (B) is preferably a compound (B1) having at least two silicon-bonded hydrogen atoms per molecule, that is, at least two Si—H groups (hydrosilyl groups) per molecule. When the crosslinking agent (B) has at least two silicon-bonded hydrogen atoms, a crosslink by hydrosilylation reaction may be formed with the polysiloxane (A1) having at least two alkenyl groups in one molecule. And a cured product having high strength can be obtained.

化合物(B1)としては、従来のヒドロシリル系ポリシロキサン組成物において架橋剤として使用されている、1分子当たり少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するポリシロキサンを挙げることができる。   Examples of the compound (B1) include polysiloxanes having at least two silicon atom-bonded hydrogen atoms per molecule, which are used as crosslinking agents in conventional hydrosilyl polysiloxane compositions.

化合物(B1)の具体例としては、特許文献1〜3に記載されたオルガノハイドロジェンポリシロキサンなどを挙げることができる。
化合物(B1)は、たとえば、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシランなどのアルコキシシランと、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンなどのハイドロジェンシロキサンとを公知の方法により反応させることにより得ることができる。
Specific examples of the compound (B1) include organohydrogenpolysiloxanes described in Patent Documents 1 to 3.
Compound (B1) is obtained, for example, by reacting an alkoxysilane such as phenyltrimethoxysilane or diphenyldimethoxysilane with a hydrogensiloxane such as 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane by a known method. be able to.

本発明の硬化性組成物における架橋剤(B)の含有量としては、通常、ポリシロキサン(A)100質量部に対して、1〜300質量部用いられる。
架橋剤(B)が化合物(B1)である場合、本発明の硬化性組成物における化合物(B1)の含有量としては、ポリシロキサン(A)中のアルケニル基量に対する化合物(B1)中のケイ素原子結合水素原子量のモル比が0.1〜5となる量であることが好ましく、より好ましくは0.5〜2、さらに好ましくは0.7〜1.4となる量である。化合物(B1)の含有量が前記範囲内であると、組成物の硬化が十分に進行し、また、得られる硬化物に十分な耐熱性が得られる。
As content of the crosslinking agent (B) in the curable composition of this invention, 1-300 mass parts is normally used with respect to 100 mass parts of polysiloxane (A).
When the crosslinking agent (B) is the compound (B1), the content of the compound (B1) in the curable composition of the present invention is silicon in the compound (B1) relative to the alkenyl group amount in the polysiloxane (A). It is preferable that the molar ratio of the atomic bond hydrogen atom amount is 0.1 to 5, more preferably 0.5 to 2, and still more preferably 0.7 to 1.4. When the content of the compound (B1) is within the above range, the composition is sufficiently cured, and sufficient heat resistance is obtained for the obtained cured product.

ヒドロシリル化反応用触媒(C)
ヒドロシリル化反応用触媒(C)は、1分子中に少なくとも2つのアルケニル基を有するポリシロキサン(A1)とヒドロシリル基を有する化合物(B1)とのヒドロシリル化反応の触媒である。
Catalyst for hydrosilylation reaction (C)
The catalyst for hydrosilylation reaction (C) is a catalyst for hydrosilylation reaction between a polysiloxane (A1) having at least two alkenyl groups in one molecule and a compound (B1) having a hydrosilyl group.

ヒドロシリル化反応用触媒(C)としては、従来のヒドロシリル系ポリシロキサン組成物においてヒドロシリル化反応用触媒として使用されている触媒であれば特に制限されることなく使用することができる。   The hydrosilylation reaction catalyst (C) can be used without any particular limitation as long as it is a catalyst used as a hydrosilylation reaction catalyst in a conventional hydrosilyl polysiloxane composition.

ヒドロシリル化反応用触媒(C)の具体例としては、白金系触媒、ロジウム系触媒、パラジウム系触媒を挙げることができる。これらの中で、本組成物の硬化促進の観点から白金系触媒が好ましい。白金系触媒としては、たとえば、白金−アルケニルシロキサン錯体等が挙げられる。アルケニルシロキサンとしては、たとえば、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等が挙げられる。特に、錯体の安定性の観点から、1,3−ジビニル−1,1,3,3−トテラメチルジシロキサンが好ましい。   Specific examples of the hydrosilylation catalyst (C) include a platinum-based catalyst, a rhodium-based catalyst, and a palladium-based catalyst. Among these, a platinum-based catalyst is preferable from the viewpoint of promoting the curing of the present composition. Examples of the platinum-based catalyst include a platinum-alkenylsiloxane complex. Examples of the alkenylsiloxane include 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetravinylcyclotetrasiloxane. Etc. In particular, from the viewpoint of the stability of the complex, 1,3-divinyl-1,1,3,3-toteramethyldisiloxane is preferable.

本発明の硬化性組成物におけるヒドロシリル化反応用触媒(C)は、ポリシロキサン(A)とポリシロキサン(B)とのヒドロシリル化反応が現実的に進行する量を用いる。
本発明の硬化性組成物は、本発明の目的が達成されるかぎり、前記成分以外にも、必要に応じて、たとえば、ポリシロキサン(A)以外のポリシロキサン、フュームドシリカ、石英粉末等の微粒子状シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛等の無機充填剤、シクロ−テトラメチルテトラビニルテトラシロキサン等の遅延剤、ジフェニルビス(ジメチルビニルシロキシ)シラン、フェニルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン等の希釈剤、顔料、難燃剤、耐熱剤、酸化防止剤等を含有することができる。
The hydrosilylation reaction catalyst (C) in the curable composition of the present invention is used in such an amount that the hydrosilylation reaction of the polysiloxane (A) and the polysiloxane (B) can actually proceed.
As long as the object of the present invention is achieved, the curable composition of the present invention includes, in addition to the above components, as necessary, for example, polysiloxanes other than polysiloxane (A), fumed silica, quartz powder, etc. Inorganic fillers such as fine particle silica, titanium oxide and zinc oxide, retarders such as cyclo-tetramethyltetravinyltetrasiloxane, diluents such as diphenylbis (dimethylvinylsiloxy) silane, phenyltris (dimethylvinylsiloxy) silane, A pigment, a flame retardant, a heat-resistant agent, an antioxidant and the like can be contained.

本発明の硬化性組成物は、前記各成分をミキサー等公知の方法により均一に混合することによって調製することができる。
本発明の硬化性組成物の25°における粘度としては、好ましくは1〜1000000mPa・sであり、より好ましくは10〜10000mPa・sである。粘度がこの範囲内であると、本組成物の操作性が向上する。
The curable composition of this invention can be prepared by mixing each said component uniformly by well-known methods, such as a mixer.
The viscosity at 25 ° of the curable composition of the present invention is preferably 1 to 1000000 mPa · s, more preferably 10 to 10000 mPa · s. When the viscosity is within this range, the operability of the composition is improved.

本発明の硬化性組成物は、1液として調製することもできるし、2液に分けて調製し、使用時に2液を混合して使用することもできる。必要に応じて、アセチレンアルコール等の硬化抑制剤を少量添加してもよい。   The curable composition of the present invention can be prepared as one liquid, or can be prepared by dividing into two liquids, and the two liquids can be mixed and used at the time of use. If necessary, a small amount of a curing inhibitor such as acetylene alcohol may be added.

<硬化物>
本発明の硬化性組成物を硬化させることにより硬化物が得られる。本発明の硬化性組成物により半導体素子を封止し、これを硬化させれば、封止材である硬化物が得られる。
本発明の硬化性組成物を硬化させる方法としては、たとえば、硬化性組成物を基板上に塗布した後、100〜180℃で1〜13時間加熱する方法などが挙げられる。なお、上記硬化膜の製造は、段階的に昇温を行う過程(ステップキュア)で行ってもよい。
<Hardened product>
A cured product is obtained by curing the curable composition of the present invention. If a semiconductor element is sealed with the curable composition of the present invention and cured, a cured product as a sealing material is obtained.
Examples of the method for curing the curable composition of the present invention include a method in which the curable composition is applied on a substrate and then heated at 100 to 180 ° C. for 1 to 13 hours. In addition, you may perform manufacture of the said cured film in the process (step cure) which heats up in steps.

前述のとおり、本発明の硬化性組成物を硬化して得られる硬化物は、窒化ガリウムや窒化ケイ素などのLED基板や金属配線などに対する接着性が高く、着色のない硬化膜である。   As described above, the cured product obtained by curing the curable composition of the present invention is a cured film that has high adhesion to LED substrates such as gallium nitride and silicon nitride, metal wiring, and the like, and is not colored.

<光半導体装置>
本発明の光半導体装置は、半導体発光素子と、該半導体発光素子を被覆する前記硬化物とを有する。本発明の光半導体装置は、半導体発光素子に前記硬化性組成物を被覆し、その組成物を硬化させることによって得られる。硬化性組成物を硬化させる方法は上述のとおりである。
<Optical semiconductor device>
The optical semiconductor device of the present invention includes a semiconductor light emitting element and the cured product that covers the semiconductor light emitting element. The optical semiconductor device of the present invention is obtained by coating a semiconductor light emitting element with the curable composition and curing the composition. The method for curing the curable composition is as described above.

光半導体装置としては、LED(Light Emitting Diode、発光ダイオード)およびLD(Laser Diode)等が挙げられる。
図1は、本発明の光半導体装置の一具体例の模式図である。光半導体装置1は、電極6と、電極6上に設置され、ワイヤー7により電極6と電気的に接続された半導体発光素子2と、半導体発光素子2を収容するように配置されたリフレクター3と、リフレクター3内に充填され、半導体発光素子2を封止する封止材4を有する。封止材4は、本発明の硬化性組成物を硬化させて得られる。封止材4中には、シリカや蛍光体などの粒子5が分散されている。
Examples of the optical semiconductor device include an LED (Light Emitting Diode) and an LD (Laser Diode).
FIG. 1 is a schematic view of a specific example of the optical semiconductor device of the present invention. The optical semiconductor device 1 includes an electrode 6, a semiconductor light emitting element 2 that is installed on the electrode 6 and electrically connected to the electrode 6 through a wire 7, and a reflector 3 that is disposed so as to accommodate the semiconductor light emitting element 2. The sealing material 4 is filled in the reflector 3 and seals the semiconductor light emitting element 2. The sealing material 4 is obtained by curing the curable composition of the present invention. In the sealing material 4, particles 5 such as silica and phosphor are dispersed.

(1)ポリシロキサンの合成
(1−1)ポリシロキサンの合成
[実施例1] ポリシロキサン(A−1)の合成
攪拌機、還流冷却管、投入口、温度計付き四口フラスコに1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン20g、フェニルトリメトキシシラン120g、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン6g、水15g、トリフルオロメタンスルホン酸0.1gおよびトルエン500gを投入して混合し、1時間加熱還流した。冷却後、反応液に0.5重量%の水酸化カリウム水溶液2.5gを加え4時間加熱還流した後、余剰の水を共沸脱水で除いた。冷却後、反応液を酢酸で中和し、水洗した。反応液から溶剤を除去することによりポリシロキサン(A−1)を得た。
(1) Synthesis of polysiloxane
(1-1) Synthesis of polysiloxane
Example 1 Synthesis of Polysiloxane (A-1) 20 g of 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane was added to a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, inlet, and thermometer. 120 g of phenyltrimethoxysilane, 6 g of 2- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, 15 g of water, 0.1 g of trifluoromethanesulfonic acid and 500 g of toluene were mixed and heated to reflux for 1 hour. After cooling, 2.5 g of a 0.5 wt% potassium hydroxide aqueous solution was added to the reaction solution, and the mixture was heated to reflux for 4 hours, and then excess water was removed by azeotropic dehydration. After cooling, the reaction solution was neutralized with acetic acid and washed with water. Polysiloxane (A-1) was obtained by removing the solvent from the reaction solution.

1H NMR測定の結果からから、ポリシロキサン(A−1)は下記式(8)に示す基を有することが確認できた。1H NMRスペクトルを図2に示す。
1H NMR測定から、ポリシロキサン(A−1)は、ポリシロキサン(A−1)に含まれる全Si原子を100モル%とするとき、下記式(8)に示す基が3モル%含まれていることが確認された。
リシロキサン(A−1)の重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したところ、ポリスチレン換算で 2000であった。
From the results of 1 H NMR measurement, it was confirmed that polysiloxane (A-1) had a group represented by the following formula (8). The 1 H NMR spectrum is shown in FIG.
From 1 H NMR measurement, the polysiloxane (A-1) contains 3 mol% of the group represented by the following formula (8) when the total Si atoms contained in the polysiloxane (A-1) is 100 mol%. It was confirmed that
When the weight average molecular weight of resiloxane (A-1) was measured by gel permeation chromatography, it was 2000 in terms of polystyrene.

Figure 0005943104
(式(8)中、「*」は結合手を示す)
Figure 0005943104
(In formula (8), “*” represents a bond)

[合成例1] ポリシロキサン(D−1)の合成
攪拌機、還流冷却管、投入口、温度計付き四口フラスコに1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン82g、フェニルトリメトキシシラン525g、水143g、トリフルオロメタンスルホン酸0.4gおよびトルエン500gを投入して混合し、1時間加熱還流した。冷却後、反応液の下層を分離除去し、上層であるトルエン溶液層を水洗した。水洗したトルエン溶液層に水酸化カリウム0.4gを加え、水分離管から水を除去しながら還流した。水の除去完了後、固形分濃度が75質量%となるまで濃縮し、さらに5時間還流した。冷却後、酢酸0.6gを投入して中和した後、トルエン溶液層を水洗した。その後、減圧濃縮してポリシロキサン(D−1)を得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーでポリシロキサン(D−1)のポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、2000であった。
[Synthesis Example 1] Synthesis of polysiloxane (D-1) A stirrer, a reflux condenser, an inlet, and a four-neck flask with a thermometer, 82 g of 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 525 g of phenyltrimethoxysilane, 143 g of water, 0.4 g of trifluoromethanesulfonic acid and 500 g of toluene were added and mixed, and the mixture was heated to reflux for 1 hour. After cooling, the lower layer of the reaction solution was separated and removed, and the upper toluene solution layer was washed with water. To the toluene solution layer washed with water, 0.4 g of potassium hydroxide was added and refluxed while removing water from the water separation tube. After the removal of water was completed, the solution was concentrated until the solid concentration became 75% by mass, and further refluxed for 5 hours. After cooling, 0.6 g of acetic acid was added to neutralize, and the toluene solution layer was washed with water. Then, it concentrated under reduced pressure and obtained polysiloxane (D-1).
It was 2000 when the polystyrene conversion weight average molecular weight of polysiloxane (D-1) was measured by the gel permeation chromatography.

[合成例2] ポリシロキサン(B−1)の合成
攪拌機、還流冷却管、投入口、温度計付き四口フラスコにフェニルトリメトキシシラン195gとトリフルオロメタンスルホン酸0.2gを投入して混合し、攪拌しつつ水13gを15分間で滴下し、滴下終了後、1時間加熱還流した。反応液を室温まで冷却した後、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン119gを加え、攪拌しつつ、酢酸88gを滴下した。滴下終了後、反応液を攪拌しつつ50℃に昇温し、3時間反応させた。反応液を室温まで冷却した後、トルエンおよび水を加え、良く混合して静置し、水層を分離除去した。上層であるトルエン溶液層を水洗した後、減圧濃縮して、ポリシロキサン(B−1)を得た。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーでポリシロキサン(B−1)のポリスチレン換算重量平均分子量を測定したところ、330であった。
[Synthesis Example 2] Synthesis of polysiloxane (B-1) 195 g of phenyltrimethoxysilane and 0.2 g of trifluoromethanesulfonic acid were added to and mixed with a stirrer, a reflux condenser, an inlet, and a four-neck flask with a thermometer, While stirring, 13 g of water was added dropwise over 15 minutes, and after completion of the addition, the mixture was heated to reflux for 1 hour. After cooling the reaction solution to room temperature, 119 g of 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane was added, and 88 g of acetic acid was added dropwise while stirring. After completion of dropping, the reaction solution was heated to 50 ° C. while stirring and reacted for 3 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, toluene and water were added, mixed well and allowed to stand, and the aqueous layer was separated and removed. The upper toluene solution layer was washed with water and then concentrated under reduced pressure to obtain polysiloxane (B-1).
It was 330 when the polystyrene conversion weight average molecular weight of polysiloxane (B-1) was measured by the gel permeation chromatography.

(2)硬化性組成物の調製
[実施例2、実施例3および比較例1]
下記表1に示す成分を、表1に示す配合量で混合し、実施例2、実施例3および比較例1の硬化性組成物を得た。表1中の「部」は質量部を示す。なお、表1中の各成分の詳細は以下の通りである。
(2) Preparation of curable composition [Example 2, Example 3 and Comparative Example 1]
The components shown in Table 1 below were mixed in the blending amounts shown in Table 1 to obtain curable compositions of Example 2, Example 3, and Comparative Example 1. “Parts” in Table 1 indicates parts by mass. The details of each component in Table 1 are as follows.

Figure 0005943104
C−1:白金と1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンとの錯体(白金金属量4質量%)
D−2:フェニルトリス(ジメチルビニルシロキシ)シラン
Figure 0005943104
C-1: Complex of platinum and 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (platinum metal amount 4% by mass)
D-2: Phenyltris (dimethylvinylsiloxy) silane

(3)硬化性組成物の評価
実施例2、実施例3および比較例1の硬化性組成物について、下記、(3−1)〜(3−3)の手法にて、評価した。評価結果を表1に示す。
(3) Evaluation of curable composition About the curable composition of Example 2, Example 3, and the comparative example 1, it evaluated by the method of the following (3-1)-(3-3). The evaluation results are shown in Table 1.

(3−1)硬度
硬化性組成物をテフロン(登録商標)の平板に2mm厚の枠をはめ、枠の高さになるように塗布して、150℃の熱風循環式オーブンで5時間加熱することにより50mm×50mm×1mmの硬化物を作製した。この硬化物の硬さをJIS K6253に規定されたタイプDデュロメータにより測定した。
(3-1) A 2 mm thick frame is applied to a Teflon (registered trademark) flat plate with a hardness- curable composition, applied to the height of the frame, and heated in a hot air circulation oven at 150 ° C. for 5 hours. Thus, a cured product of 50 mm × 50 mm × 1 mm was produced. The hardness of the cured product was measured with a type D durometer defined in JIS K6253.

(3−2)接着力
4インチのSiN基板上に、スピンコート法にて、硬化性組成物を塗布し、170℃120分加熱して、厚さ100μmの硬化膜を形成した。硬化膜の接着力は、プルダウンブレイキングポイント試験(Quad Group社製引っ張り試験機)にて測定した。
(3-2) A curable composition was applied onto a SiN substrate having an adhesive force of 4 inches by spin coating, and heated at 170 ° C. for 120 minutes to form a cured film having a thickness of 100 μm. The adhesive strength of the cured film was measured by a pull-down breaking point test (a tensile tester manufactured by Quad Group).

(3−3)透明性
4インチのSiN基板上に、スピンコート法にて、硬化性組成物を塗布し、170℃120分加熱して、厚さ100μmの硬化膜を形成した。150℃2000時間加熱した硬化膜を、波長400〜700nmの分光透過率を紫外可視分光光度計により測定した。この硬化膜の透明性につき、分光透過率が90%以上の場合を「A」(良好)、分光透過率が70%以上90%未満の場合を「B」(やや良好)、分光透過率が70%未満の場合を「C」(不良)と評価した。
(3-3) Transparency A curable composition was applied onto a 4-inch SiN substrate by spin coating, and heated at 170 ° C. for 120 minutes to form a cured film having a thickness of 100 μm. The cured film heated at 150 ° C. for 2000 hours was measured for spectral transmittance at a wavelength of 400 to 700 nm with an ultraviolet-visible spectrophotometer. Regarding the transparency of the cured film, the spectral transmittance is “A” (good) when the spectral transmittance is 90% or more, “B” (slightly good) when the spectral transmittance is 70% or more and less than 90%, and the spectral transmittance is The case of less than 70% was evaluated as “C” (defective).

Claims (2)

記式(1)に示される構造を有する基およびアルケニル基を有するポリシロキサンであって、ポリシロキサン(A)中に含まれる全Si原子の含有割合を100モル%とするとき、式(1)に示される構造を有する基の含有割合が0.1〜10モル%であるポリシロキサン。
Figure 0005943104
((1)式中、Xは、脂環式炭化水素基を表わす。(1)中、−[CH 2 n −OHおよび−OHは、前記脂環式炭化水素基を構成する異なる炭素原子に結合し、該2つの炭素原子は単結合で結合され、前記2つの炭素原子にはそれぞれ水素原子が結合している。nは0〜6の整数を示す。*は結合手を示す。)
A polysiloxane having a group and the alkenyl group having the structure shown below following formula (1), when the content ratio of the total Si atoms contained in the polysiloxane (A) and 100 mol%, wherein (1 ) Is a polysiloxane having a group content of 0.1 to 10 mol%.
Figure 0005943104
(In the formula (1), X represents an alicyclic hydrocarbon group. In (1), — [CH 2 ] n —OH and —OH represent different carbon atoms constituting the alicyclic hydrocarbon group. And the two carbon atoms are bonded by a single bond, and each of the two carbon atoms has a hydrogen atom bonded thereto, n represents an integer of 0 to 6, and * represents a bond.)
前記ポリシロキサン(A)中に含まれる全Si原子の含有割合を100モル%とするとき、前記アルケニル基の含有割合が3〜50モル%である請求項1に記載のポリシロキサン。 Wherein when 100 mol% of the content of the total Si atoms contained in the polysiloxane (A), a polysiloxane according to claim 1, wherein the content ratio of the alkenyl group is 3 to 50 mol%.
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