JP6146376B2 - 熱硬化性樹脂組成物及び光半導体封止剤 - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物及び光半導体封止剤 Download PDF

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Description

本発明は、熱硬化性樹脂組成物及び光半導体封止剤に関するものであり、更に詳しくは、エポキシ基含有化合物とフェノール性水酸基含有シリコーン化合物のエポキシ/フェノール系反応によって、透明性、耐熱性の高い、強靭な硬化物が得られ、特に、各種材料への密着性、耐熱性、耐湿性に優れ、硬化収縮のない硬化物を与え、電子部品周辺材料等として好適な熱硬化性樹脂組成物、及び該組成物からなる光半導体封止剤に関する。
発光ダイオードやフォトダイオード等の光半導体素子の封止材料に、透明な硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物が好適であることが知られている。
かかる従来のエポキシ樹脂組成物においては、硬化を速めるために硬化温度を上げたり、硬化促進剤の量を多くしたりすると、硬化物が黄変して光半導体素子の封止材料として使用に供しえなくなる問題を有していた。
特許第4371211号公報(特許文献1)では、エポキシ基含有シリコーン、酸無水物系硬化剤からなる組成物により、硬化物の変色が抑えられることが提案されている。
しかしながら、近年の光半導体等電子材料分野の高性能化が進むにつれ、その樹脂の性能も更に高い性能が要求されるようになってきた。
更に、特許第4799848号公報(特許文献2)、特許第5238157号公報(特許文献3)では、耐熱性に優れるエポキシ基含有シリコーンにフェノール性水酸基含有シリコーンを硬化剤として用いることが提案されている。
耐熱性、耐湿性、耐候性に優れ、しかも低応力が要求されるようになってきている一方、フェノール性水酸基含有シリコーンが可撓性付与成分として機能しており、十分な強靭性、耐熱性を与えるには至っていない。
特許第4371211号公報 特許第4799848号公報 特許第5238157号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、接着性、耐熱性、耐湿性に優れ、硬化収縮のない硬化物を与える熱硬化性樹脂組成物及び光半導体封止剤を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため、接着性、耐熱性、耐湿性に優れる熱硬化性樹脂組成物を得るべく種々検討した結果、比較的低分子でエポキシ基を多く含有するエポキシ化合物と、比較的低分子でフェノール性水酸基を多く含有するフェノール性水酸基含有シリコーン化合物と、触媒とを組み合わせることによって、上記課題を達成できることを見出し、本発明をなすに至った。
これは、フェノール性水酸基含有シリコーン化合物として、3官能以上のフェノール性水酸基を含有すること、比較的低分子量のものを用いることにより、上記エポキシ化合物との相溶性が優れることから、強靭性の高い硬化物を与えるとともに、シロキサン骨格を多く含有させることができ、これにより、耐熱性、耐湿性に優れ、硬化収縮のない熱硬化性樹脂組成物が得られるものと考えられる。
従って、本発明は、下記の熱硬化性樹脂組成物及び光半導体封止剤を提供する。
〔1〕
(A)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有し、分子量が350以上1,200以下で、エポキシ当量が170以上310以下である化合物:100質量部、
(B)−R11CH3SiO2/2−単位及びR11(CH32SiO1/2−単位(R11はフェノール性水酸基を有する一価有機基)から選ばれる単位を含有する態様で1分子中に少なくとも3個のフェノール性水酸基を有し、分子量が450以上1,500以下で、水酸基当量が190以上360以下であるシリコーン化合物:20〜200質量部、
(C)触媒:0.1〜5質量部
を含有し
(A)成分が、下記式
3 (CH 3 2 SiO(R 1 CH 3 SiO) a (R 2 CH 3 SiO) b Si(CH 3 2 3
(式中、R 1 は独立にグリシジル基を有する一価有機基又はエポキシシクロヘキシル基を有する一価有機基であり、R 2 は独立に水素原子又はR 1 以外の一価有機基であり、R 3 は独立にR 1 又はR 2 であり、aは0〜5の整数、bは0〜6の整数、a+bは0〜8の整数である。ただし、1分子中にグリシジル基及び/又はエポキシシクロヘキシル基を2個以上有する。)
で示され、分子量が350以上1,200以下で、エポキシ当量が170以上310以下であるシリコーン化合物である熱硬化性樹脂組成物。
〔2〕
(A)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有し、分子量が350以上1,200以下で、エポキシ当量が170以上310以下である化合物:100質量部、
(B)−R 11 CH 3 SiO 2/2 −単位及びR 11 (CH 3 2 SiO 1/2 −単位(R 11 はフェノール性水酸基を有する一価有機基)から選ばれる単位を含有する態様で1分子中に少なくとも3個のフェノール性水酸基を有し、分子量が450以上1,500以下で、水酸基当量が190以上360以下であるシリコーン化合物:20〜200質量部、
(C)触媒:0.1〜5質量部
を含有してなり、
(A)成分が、下記式
(R 1 CH 3 SiO) c (R 2 CH 3 SiO) d
(式中、R 1 は独立にグリシドキシアルキル基又はエポキシシクロヘキシルアルキル基であり、R 2 は独立に水素原子又はR 1 以外の一価有機基であり、cは2〜5の整数、dは0〜3の整数、c+dは3〜5の整数である。)
で示され、分子量が350以上1,200以下で、エポキシ当量が170以上310以下であるシリコーン化合物である熱硬化性樹脂組成物。
〔3〕
(A)成分のエポキシ当量が、170以上270以下である〔1〕又は〔2〕記載の熱硬化性樹脂組成物。
〔4〕
(A)成分のエポキシ当量が、180以上250以下である〔3〕記載の熱硬化性樹脂組成物。
〔5〕
(B)成分が、下記式
13(CH32SiO(R11CH3SiO)e(R12CH3SiO)fSi(CH3213
(式中、R11は独立にフェノール性水酸基を有する一価有機基であり、R12は独立に水素原子又はR11以外の一価有機基であり、R13は独立にR11又はR12であり、eは1〜5の整数、fは0〜7の整数、e+fは1〜9の整数である。ただし、1分子中にフェノール性水酸基を3個以上有する。)
で示されるシリコーン化合物であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
〔6〕
(B)成分が、下記式
(R11CH3SiO)g(R12CH3SiO)h
(式中、R11は独立にフェノール性水酸基を有する一価有機基であり、R12は独立に水素原子又はR11以外の一価有機基であり、gは3〜5の整数、hは0〜3の整数、g+hは3〜5の整数である。)
で示されるシリコーン化合物であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
〔7〕
(C)成分が、イミダゾール化合物、アミン化合物及びその塩、有機金属錯塩、アルミニウムキレート化合物、有機ホスフィン化合物、及び第四級アンモニウム塩から選択される1種以上であることを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
〔8〕
〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物からなる光半導体封止剤。
本発明の熱硬化性樹脂組成物によれば、接着性、耐熱性、耐湿性に優れ、硬化収縮のない、透明な硬化物を得ることができる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、
(A)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有し、分子量が350以上1,200以下で、エポキシ当量が170以上310以下である化合物、
(B)−R11CH3SiO2/2−単位及びR11(CH32SiO1/2−単位(R11はフェノール性水酸基を有する一価有機基)から選ばれる単位を含有する態様で1分子中に少なくとも3個のフェノール性水酸基を有し、分子量が450以上1,500以下で、水酸基当量が190以上360以下であるシリコーン化合物、
(C)触媒
を含有する。
(A)成分は、1分子中に少なくとも2個、好ましくは2〜6個のエポキシ基を有し、分子量が350以上1,200以下で、エポキシ当量が170以上310以下である化合物である。
(A)成分の分子量は、350以上1,200以下、好ましくは370以上1,100以下、より好ましくは400以上1,000以下である。分子量が350未満では揮発性が高く、硬化時に揮発してしまい、1,200を超えると他の成分との相溶性が悪化する。なお、分子量は、THF(テトラヒドロフラン)を展開溶媒としたGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による標準ポリスチレン換算の重量平均分子量として測定することができる(以下、同じ)。
また、(A)成分のエポキシ当量は、170以上310以下、好ましくは170以上270以下、より好ましくは180以上250以下である。エポキシ当量が170未満では硬化物が脆くなり、310を超えると硬化性が低下したり、硬度が低下する。なお、エポキシ当量の測定は、JIS K−7236:2001に従って実施することができる(以下、同じ)。
(A)成分のエポキシ基を含有する化合物としては、液状エポキシ樹脂、シリコーン化合物等が挙げられる。
液状エポキシ樹脂としては、jER828(三菱化学製)等が挙げられる。
また、シリコーン化合物としては、−R1CH3SiO2/2−単位及びR1(CH32SiO1/2−単位(R1はグリシジル基を有する一価有機基又はエポキシシクロヘキシル基を有する一価有機基)から選ばれる単位を含有する態様で1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有し、分子量が350以上1,200以下で、エポキシ当量が170以上310以下であるシリコーン化合物であることが、(B)成分との相溶性に優れ、均一な成型物が得られ、得られた成型物の耐熱性等も高くなることから好ましい。
なお、エポキシ基を含有する化合物をシラン単位のみで構成した場合、エポキシ当量が170を下回る化合物や分子量が350未満の化合物を合成するのは工業的には困難であり、エポキシ当量が310を超えると、エポキシ基が少なくなり、十分な硬度、強度が得られなくなることがある。また分子量が1,200を超えると他の成分との相溶性が得られなくなる。
上記シリコーン化合物は、直鎖構造、分岐構造、環構造のいずれでもよいが、分岐構造のない、直鎖構造もしくは環構造のものが、低応力となり、より好ましい。
直鎖構造体としては、下記式
3(CH32SiO(R1CH3SiO)a(R2CH3SiO)bSi(CH323
(式中、R1は独立にグリシジル基を有する一価有機基又はエポキシシクロヘキシル基を有する一価有機基であり、R2は独立に水素原子又はR1以外の一価有機基であり、R3は独立にR1又はR2であり、aは0〜5の整数、bは0〜6の整数、a+bは0〜8の整数である。ただし、1分子中にグリシジル基及び/又はエポキシシクロヘキシル基を2個以上有する。)
で示されるシリコーン化合物が挙げられ、特に好ましくは、下記式
(CH33SiO(R1CH3SiO)mSi(CH33
(式中、R1は上記定義の通りであり、mは2〜5の整数である。)
で示されるシリコーン化合物である。
また、環構造体としては、下記式
(R1CH3SiO)c(R2CH3SiO)d
(式中、R1は独立にグリシジル基を有する一価有機基又はエポキシシクロヘキシル基を有する一価有機基であり、R2は独立に水素原子又はR1以外の一価有機基であり、cは2〜5の整数、dは0〜3の整数、c+dは3〜5の整数である。)
で示されるシリコーン化合物が挙げられ、特に好ましくは、下記式
(R1CH3SiO)n
(式中、R1は上記定義の通りであり、nは3〜5の整数である。)
で示されるシリコーン化合物である。
ここで、R1は、グリシジル基を有する一価有機基又はエポキシシクロヘキシル基を有する一価有機基であり、具体的には、グリシドキシプロピル基等のグリシドキシアルキル基、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基等のエポキシシクロヘキシルアルキル基が挙げられる。
2は水素原子又はR1以外の一価有機基であり、R1以外の一価有機基としては、炭素数1〜20、特に1〜10のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基などのアルキル基、フェニル基、トリル基などのアリール基、ビニル基、アリル基などのアルケニル基や、その水素原子の一部又は全部がフッ素等のハロゲン原子、メタクリル基、アクリル基、メルカプト基、アミノ基などで置換された、非置換又は置換一価炭化水素基が挙げられる。
上記シリコーン化合物として、具体的には、下記に示すものが挙げられる。なお、下記式において、R1は上記定義の通りである。
(R1(CH32SiO)3SiCH3
(R1(CH32SiO)4Si
(CH33SiO(R1CH3SiO)2Si(CH33
(CH33SiO(R1CH3SiO)3Si(CH33
(CH33SiO(R1CH3SiO)4Si(CH33
(CH33SiO(R1CH3SiO)5Si(CH33
1(CH32SiOSi(CH321
1(CH32SiO((CH32SiO)Si(CH321
1(CH32SiO((CH32SiO)2Si(CH321
1(CH32SiO((CH32SiO)3Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)((CH32SiO)Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)((CH32SiO)2Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)((CH32SiO)3Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)((CH32SiO)4Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)2Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)2((CH32SiO)Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)2((CH32SiO)2Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)2((CH32SiO)3Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)2((CH32SiO)4Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)2((CH32SiO)5Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)2((CH32SiO)6Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)3Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)3((CH32SiO)Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)3((CH32SiO)2Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)3((CH32SiO)3Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)4Si(CH321
1(CH32SiO(R1CH3SiO)4((CH32SiO)Si(CH321
(R1CH3SiO)3
(R1CH3SiO)4
(R1CH3SiO)5
(R1CH3SiO)2((CH32SiO)2
(R1CH3SiO)3((CH32SiO)
(R1CH3SiO)2(C37(CH3)SiO)2
(R1CH3SiO)3(C37(CH3)SiO)
なお、これらのシリコーン化合物は、エポキシ基を含有するアルコキシシランを単独もしくは他のアルコキシシラン等と加水分解する方法や、ハイドロジェンポリシロキサンにアリルグリシジルエーテルや4−ビニルシクロヘキセンオキシド等を白金化合物などの触媒を用い、付加反応(ヒドロシリル化)させる方法によって得られる。
次に、(B)成分は、−R11CH3SiO2/2−単位及びR11(CH32SiO1/2−単位(R11はフェノール性水酸基を有する一価有機基)から選ばれる単位を含有する態様で1分子中に少なくとも3個、好ましくは3〜5個のフェノール性水酸基を有し、分子量が450以上1,500以下で、水酸基当量が190以上360以下であるシリコーン化合物であり、該(B)成分を用いることにより、(A)成分との相溶性に優れ、均一な成型物が得られ、得られた成型物の耐熱性等も高くなる。
(B)成分の分子量は450以上1,500以下、好ましくは550以上1,300以下であり、また、水酸基当量は190以上360以下、好ましくは190以上300以下である。水酸基当量が190を下回る化合物や分子量が450未満の化合物を合成するのは工業的に困難であり、水酸基当量が360を超えると、フェノール性水酸基が少なくなり、十分な硬度、強度が得られなくなる。また分子量が1,500を超えると他の成分との相溶性が得られなくなる。なお、水酸基当量は、無水酢酸でアセチル化し、遊離酢酸を水酸化カリウムで定量し、得られた水酸基価から計算することにより測定できる(以下、同じ)。
(B)成分は、分岐構造、直鎖構造、環構造のいずれでもよいが、分岐構造のない、直鎖構造もしくは環構造のものが、低応力となり、より好ましい。
直鎖構造体としては、下記式
13(CH32SiO(R11CH3SiO)e(R12CH3SiO)fSi(CH3213
(式中、R11は独立にフェノール性水酸基を有する一価有機基であり、R12は独立に水素原子又はR11以外の一価有機基であり、R13は独立にR11又はR12であり、eは1〜5の整数、fは0〜7の整数、e+fは1〜9の整数である。ただし、1分子中にフェノール性水酸基を3個以上有する。)
で示されるシリコーン化合物が挙げられ、特に好ましくは、下記式
(CH33SiO(R11CH3SiO)pSi(CH33
(式中、R11は上記定義の通りであり、pは2〜5の整数である。)
で示されるシリコーン化合物である。
また、環構造体としては、下記式
(R11CH3SiO)g(R12CH3SiO)h
(式中、R11は独立にフェノール性水酸基を有する一価有機基であり、R12は独立に水素原子又はR11以外の一価有機基であり、gは3〜5の整数、hは0〜3の整数、g+hは3〜5の整数である。)
で示されるシリコーン化合物が挙げられ、特に好ましくは下記式
(R11CH3SiO)q
(式中、R11は上記定義の通りであり、qは3〜5の整数である。)
で示されるシリコーン化合物である。
分岐構造体としては、下記式
(R11(CH32SiO)i(R12(CH32SiO)jSiR13 k
(式中、R11は独立にフェノール性水酸基を有する一価有機基であり、R12は水素原子又はR11以外の一価有機基であり、R13はR11又はR12であり、iは2〜4の整数、jは0又は1、kは0又は1、i+j+kは4である。ただし、1分子中にフェノール性水酸基を3個以上有する。)
で示されるシリコーン化合物が挙げられ、特に好ましくは下記式
(R11(CH32SiO)rSi(CH3t
(式中、R11は上記定義の通りであり、rは3又は4、tは0又は1、r+tは4である。)
で示されるシリコーン化合物である。
ここで、R11は、フェノール性水酸基を有する一価有機基であり、次のような基が例示される。
Figure 0006146376
上記式中のR14は二価有機基であり、具体的には、エチレン基、メチルエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基等の炭素数2〜12のアルキレン基;エチレンオキシエチレン基、エチレンオキシプロピレン基、エチレンオキシブチレン基、プロピレンオキシプロピレン基等の炭素数4〜18のアルキレンオキシアルキレン基などが例示され、好ましくはアルキレン基であり、特に好ましくはプロピレン基である。
11としては、フェノール基、メトキシフェノール基を有するものが挙げられ、具体的には、
Figure 0006146376
を例示することができる。
12は水素原子又はR11以外の一価有機基であり、R11以外の一価有機基としては、炭素数1〜20、特に1〜10のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基などのアルキル基、フェニル基、トリル基などのアリール基、ビニル基、アリル基などのアルケニル基や、その水素原子の一部又は全部がフッ素等のハロゲン原子、メタクリル基、アクリル基、メルカプト基、アミノ基などで置換された、非置換又は置換一価炭化水素基が挙げられる。なお、エポキシ基含有基は含まない。
(B)成分の化合物として、具体的には、下記に示すものが挙げられる。なお、下記式において、R11は上記定義の通りである。
(R11(CH32SiO)3SiCH3
(R11(CH32SiO)4Si
(CH33SiO(R11CH3SiO)3Si(CH33
(CH33SiO(R11CH3SiO)4Si(CH33
(CH33SiO(R11CH3SiO)5Si(CH33
11(CH32SiO(R11CH3SiO)Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)((CH32SiO)Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)((CH32SiO)2Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)((CH32SiO)3Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)((CH32SiO)4Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)((CH32SiO)5Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)2((CH32SiO)Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)2((CH32SiO)2Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)2((CH32SiO)3Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)2((CH32SiO)4Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)2((CH32SiO)5Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)2((CH32SiO)6Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)2((CH32SiO)7Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)3((CH32SiO)Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)3((CH32SiO)2Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)3((CH32SiO)3Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)2((CH32SiO)4Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)4((CH32SiO)Si(CH3211
11(CH32SiO(R11CH3SiO)4((CH32SiO)2Si(CH3211
(R11CH3SiO)3
(R11CH3SiO)4
(R11CH3SiO)5
(R11CH3SiO)3((CH32SiO)
(R11CH3SiO)3(C37(CH3)SiO)
なお、これらの(B)成分は、ハイドロジェンポリシロキサンにアリルフェノールやオイゲノール等を白金化合物などの触媒を用い、付加反応(ヒドロシリル化)させる方法によって得られる。
(B)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して20〜200質量部であり、好ましくは30〜180質量部であり、特に好ましくは50〜150質量部である。また、通常(A)成分のエポキシ基に対して(B)成分のフェノール性水酸基が0.2〜5当量、特に0.5〜2当量の範囲が好ましい。(B)成分の配合量が上記範囲外になると、硬化後の黄変や耐湿性が悪化する。
(C)成分の触媒は、(A),(B)成分の反応を促進させるもので、イミダゾール化合物、アミン化合物及びその塩、有機金属錯塩、アルミニウムキレート化合物、有機ホスフィン化合物、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
(C)成分の触媒として、具体的には、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルベンジルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、2,4,6−トリスジメチルアミノメチルフェノール等のアミン化合物及びその塩、アルミニウム、鉄、亜鉛、インジウム、マグネシウム等の金属に配位子として、アセチルアセトナート、ピリジン、トリフェニルホスフィン、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸などからなるアルミニウムのアセチルアセトナート錯体等の有機金属錯塩、テトラ−n−ブチルホスホニウムベンゾトリアゾレート、テトラ−n−ブチルホスホニウム−0,0−ジエチルホスホロジチオエート、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボレート、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ(4−メチルフェニル)ボレート等の有機ホスフィン化合物、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、フッ化テトラブチルアンモニウム等の第四級アンモニウム塩などが挙げられる。
これらは1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
(C)触媒の配合量は、(A)成分100質量部に対して0.1〜5質量部であり、好ましくは0.01〜5質量部であり、特に好ましくは0.01〜1質量部である。0.1質量部未満であると硬化性が悪くなり、5質量部を超えると硬化後の黄変や耐湿性が悪化する。
本発明においては、更に密着性、可撓性等を付与する目的で、(D)有機樹脂を配合することが好ましい。有機樹脂としては、(A)成分以外の、例えば分子量やエポキシ当量の異なるエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。特に、他の成分と反応可能な基を有するものが好ましく、(A)成分以外のエポキシ樹脂が好ましい。
(A)成分以外のエポキシ樹脂としては、ケイ素原子を有さないものであることが好ましく、具体的には、(A)成分と分子量あるいはエポキシ当量の異なるビスA型エポキシ樹脂、ビスF型エポキシ樹脂、水添型エポキシ樹脂、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等が挙げられる。
(D)有機樹脂の配合量は、(A)成分100質量部に対して0〜80質量部、好ましくは0〜30質量部である。80質量部を超えると硬化後の黄変や耐湿性が悪化するおそれがある。なお、有機樹脂を配合する場合、その効果を有効に発現させる点からは、(A)成分100質量部に対し、5質量部以上、特に10質量部以上であることが好ましい。
なお、本発明の熱硬化性樹脂組成物には、必要に応じ、染料、劣化防止剤、離型剤、希釈剤等の添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
これらの成分からなる熱硬化性樹脂組成物は、通常液状の形態を有し、100〜200℃にて30分〜6時間加熱することにより硬化する。200℃を超えると、黄変するため好ましくない。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、光半導体封止剤として好適に用いられるが、この場合、光半導体としては、LEDランプ、チップLED、半導体レーザ、フォトカプラ、フォトダイオード等を挙げることができる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、光半導体素子の樹脂封止に当たって、180℃以下の硬化温度においてほとんど変色のない透明性に優れる硬化物を与え、また、80〜150℃の低温領域でも(C)成分の添加量を増すことによって30〜60分程度の短時間で硬化し、型からの離型が可能であり、硬化物も変色のない透明品が得られ、更にこれを180℃以下、好ましくは100〜180℃にて30分〜3時間程度の後硬化を行っても変色せず、透明性に非常に優れたものとなる。
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例においては、それぞれ配合した溶液を、100mm×10mm×4mmの金型に流し込み、100℃×2時間、170℃×2時間にステップキュアーし、成型物を作製した。
作製した成型物につき、硬化性(指触により表面のタックの有無で判定)、硬さ(ショアーD)、曲げ弾性率(JIS K−5401)、透明性(目視)を測定した。その結果を表1に示す。
[実施例1]
(A)成分として、jER828(三菱化学製、分子量378、エポキシ当量189)49.3質量部、(B)成分として、下記式
Figure 0006146376
で示されるフェノール性水酸基含有シリコーン化合物(分子量777、水酸基当量194)50.7質量部、(C)成分として、2−エチル−4−メチルイミダゾール0.5質量部を用いて混合液を作製した。この混合液を金型に注型し、100℃×2時間、更に170℃×2時間で硬化させて、成型物を得た。
[実施例2〜8、比較例1〜3]
下記表1の成分及び配合比で実施例1と同様に混合液を作製し、成型物を得た。
Figure 0006146376
(A−1):jER828(三菱化学製、分子量378、エポキシ当量189)
(A−2):下記式で示されるエポキシシクロヘキシル基含有シリコーン化合物(分子量736、エポキシ当量184)
Figure 0006146376
(A−3):下記式で示されるエポキシシクロヘキシル基含有シリコーン化合物(分子量1,046、エポキシ当量262)
R’(CH32SiO(R’CH3SiO)2((CH32SiO)6Si(CH32R’
Figure 0006146376
(A−4):下記式で示されるエポキシシクロヘキシル基含有シリコーン化合物(分子量678、エポキシ当量339)
R’(CH32SiO((CH32SiO)4Si(CH32R’
Figure 0006146376
(A−5):下記式で示されるグリシジル基含有シリコーン化合物(分子量696、エポキシ当量174)
Figure 0006146376
(B−1):下記式で示されるフェノール性水酸基含有シリコーン化合物(分子量777、水酸基当量194)
Figure 0006146376
(B−2):下記式で示されるフェノール性水酸基含有シリコーン化合物(分子量897、水酸基当量224)
Figure 0006146376
(B−3):下記式で示されるフェノール性水酸基含有シリコーン化合物(分子量865、水酸基当量216)
Figure 0006146376
(B−4):下記式で示されるフェノール性水酸基含有シリコーン化合物(分子量1,207、水酸基当量241)
R”(CH32SiO(R”CH3SiO)3((CH32SiO)3Si(CH32R”
Figure 0006146376
(B−5):下記式で示されるフェノール性水酸基含有シリコーン化合物(分子量1,383、水酸基当量346)
R”(CH32SiO(R”CH3SiO)2((CH32SiO)8Si(CH32R”
Figure 0006146376
(C−1):2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成製)
(C−2):テトラフェニルホスホニウムテトラ(4−メチルフェニル)ボレート(北興化学製)

Claims (8)

  1. (A)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有し、分子量が350以上1,200以下で、エポキシ当量が170以上310以下である化合物:100質量部、
    (B)−R11CH3SiO2/2−単位及びR11(CH32SiO1/2−単位(R11はフェノール性水酸基を有する一価有機基)から選ばれる単位を含有する態様で1分子中に少なくとも3個のフェノール性水酸基を有し、分子量が450以上1,500以下で、水酸基当量が190以上360以下であるシリコーン化合物:20〜200質量部、
    (C)触媒:0.1〜5質量部
    を含有し
    (A)成分が、下記式
    3 (CH 3 2 SiO(R 1 CH 3 SiO) a (R 2 CH 3 SiO) b Si(CH 3 2 3
    (式中、R 1 は独立にグリシジル基を有する一価有機基又はエポキシシクロヘキシル基を有する一価有機基であり、R 2 は独立に水素原子又はR 1 以外の一価有機基であり、R 3 は独立にR 1 又はR 2 であり、aは0〜5の整数、bは0〜6の整数、a+bは0〜8の整数である。ただし、1分子中にグリシジル基及び/又はエポキシシクロヘキシル基を2個以上有する。)
    で示され、分子量が350以上1,200以下で、エポキシ当量が170以上310以下であるシリコーン化合物である熱硬化性樹脂組成物。
  2. (A)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有し、分子量が350以上1,200以下で、エポキシ当量が170以上310以下である化合物:100質量部、
    (B)−R 11 CH 3 SiO 2/2 −単位及びR 11 (CH 3 2 SiO 1/2 −単位(R 11 はフェノール性水酸基を有する一価有機基)から選ばれる単位を含有する態様で1分子中に少なくとも3個のフェノール性水酸基を有し、分子量が450以上1,500以下で、水酸基当量が190以上360以下であるシリコーン化合物:20〜200質量部、
    (C)触媒:0.1〜5質量部
    を含有してなり、
    (A)成分が、下記式
    (R 1 CH 3 SiO) c (R 2 CH 3 SiO) d
    (式中、R 1 は独立にグリシドキシアルキル基又はエポキシシクロヘキシルアルキル基であり、R 2 は独立に水素原子又はR 1 以外の一価有機基であり、cは2〜5の整数、dは0〜3の整数、c+dは3〜5の整数である。)
    で示され、分子量が350以上1,200以下で、エポキシ当量が170以上310以下であるシリコーン化合物である熱硬化性樹脂組成物。
  3. (A)成分のエポキシ当量が、170以上270以下である請求項1又は2記載の熱硬化性樹脂組成物。
  4. (A)成分のエポキシ当量が、180以上250以下である請求項3記載の熱硬化性樹脂組成物。
  5. (B)成分が、下記式
    13(CH32SiO(R11CH3SiO)e(R12CH3SiO)fSi(CH3213
    (式中、R11は独立にフェノール性水酸基を有する一価有機基であり、R12は独立に水素原子又はR11以外の一価有機基であり、R13は独立にR11又はR12であり、eは1〜5の整数、fは0〜7の整数、e+fは1〜9の整数である。ただし、1分子中にフェノール性水酸基を3個以上有する。)
    で示されるシリコーン化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の熱硬化性樹脂組成物。
  6. (B)成分が、下記式
    (R11CH3SiO)g(R12CH3SiO)h
    (式中、R11は独立にフェノール性水酸基を有する一価有機基であり、R12は独立に水素原子又はR11以外の一価有機基であり、gは3〜5の整数、hは0〜3の整数、g+hは3〜5の整数である。)
    で示されるシリコーン化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の熱硬化性樹脂組成物。
  7. (C)成分が、イミダゾール化合物、アミン化合物及びその塩、有機金属錯塩、アルミニウムキレート化合物、有機ホスフィン化合物、及び第四級アンモニウム塩から選択される1種以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の熱硬化性樹脂組成物。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項記載の熱硬化性樹脂組成物からなる光半導体封止剤。
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