JP6212122B2 - 硬化性シリコーン組成物、その硬化物、および光半導体装置 - Google Patents

硬化性シリコーン組成物、その硬化物、および光半導体装置 Download PDF

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Description

本発明は、硬化性シリコーン組成物、この組成物を硬化してなる硬化物、およびこの組成物を用いてなる光半導体装置に関する。
2012年12月28日に出願された日本特許出願番号2012−288121について優先権を主張し、参照によってその内容をここに取り込む。
硬化性シリコーン組成物は、発光ダイオード(LED)等の光半導体装置における光半導体素子の封止材あるいは保護コーティング材に使用されている。しかし、硬化性シリコーン組成物の硬化物はガス透過性が高いため、光の強度が強く、発熱が大きい高輝度LEDでは、腐食性ガスによる、封止材の変色や、LEDの基板にメッキされた銀の腐食による輝度の低下が問題となっている。
このため、特開2012−052045号公報には、ガス透過性の低い硬化物を形成する硬化性シリコーン組成物が提案されているが、このような硬化性シリコーン組成物は、粘度が高く、取扱作業性が乏しく、また、その硬化物のガス透過性も十分に低いものではないという課題がある。
特開2012−052045号公報
本発明の目的は、取扱作業性が優れ、高屈折率で、ガス透過性の低い硬化物を形成する硬化性シリコーン組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、高屈折率で、ガス透過性の低い硬化物を提供することにあり、さらには、信頼性に優れる光半導体装置を提供することにある。
本発明の硬化性シリコーン組成物は、
(A)一般式:
Figure 0006212122
(式中、Rは同じかまたは異なる炭素数2〜12のアルケニル基であり、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、もしくは炭素数7〜20のアラルキル基であり、Rは縮合多環芳香族基または縮合多環芳香族基含有基であり、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、もしくはフェニル基であり、mは1〜100の整数であり、nは0〜100の整数であり、但し、1≦m+n≦100である。)
で表されるオルガノポリシロキサン、
(B)平均単位式:
(R SiO1/2)(R SiO2/2)(RSiO3/2)
(式中、R、R、およびRは前記と同じであり、Rは炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基であり、a、b、およびcは、それぞれ、0.01≦a≦0.5、0≦b≦0.7、0.1≦c<0.9、かつ、a+b+c=1を満たす数である。)
で表され、一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンレジン(本組成物中に10〜80質量%)、
(C)(C)一般式:
HRSiO(R SiO)SiR
(式中、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、もしくは炭素数7〜20のアラルキル基であり、Rは同じかまたは異なる炭素数1〜12のアルキル基であり、pは0〜100の整数である。)
で表されるオルガノシロキサン、(C)平均単位式:
(HRSiO1/2)(HR SiO1/2)(R SiO2/2)(RSiO3/2)
(式中、R、R、およびRは前記と同じであり、d、e、f、およびgは、それぞれ、0.01≦d≦0.7、0≦e≦0.5、0≦f≦0.7、0.1≦g<0.9、かつd+e+f+g=1を満たす数である。)
で表される、一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン、または前記(C)成分と(C)成分の混合物{(A)成分と(B)成分中のアルケニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が0.1〜5モルとなる量}、および
(D)有効量のヒドロシリル化反応用触媒
から少なくともなることを特徴とする。
本発明の硬化物は、上記の硬化性シリコーン組成物を硬化してなることを特徴とする。
本発明の光半導体装置は、上記の硬化性シリコーン組成物の硬化物により光半導体素子を封止してなることを特徴とする。
本発明の硬化性シリコーン組成物は、取扱作業性が優れ、高屈折率で、ガス透過性の低い硬化物を形成するという特徴がある。また、本発明の硬化物は、高屈折率で、ガス透過性の低いという特徴があり、本発明の光半導体装置は、信頼性が優れるという特徴がある。
本発明の光半導体装置の一例であるLEDの断面図である。
はじめに、本発明の硬化性シリコーン組成物を詳細に説明する。
(A)成分は、本組成物の主剤であり、一般式:
Figure 0006212122
で表されるオルガノポリシロキサンである。
式中、Rは同じかまたは異なる炭素数2 12のアルケニル基であり、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基が例示され、好ましくは、ビニル基である。
式中、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、もしくは炭素数7〜20のアラルキル基である。Rのアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基が例示され、好ましくは、メチル基である。Rのアルケニル基としては、前記Rと同様の基が例示される。Rのアリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、およびこれらのアリール基の水素原子をメチル基、エチル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子で置換した基が例示される。この中でも、フェニル基、ナフチル基が好ましい。Rのアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、アントラセニルエチル基、フェナントリルエチル基、ピレニルエチル基、およびこれらのアラルキル基の水素原子をメチル基、エチル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子で置換した基が例示される。
式中、Rは縮合多環芳香族基または縮合多環芳香族基含有基である。Rの縮合多環芳香族基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、およびこれらの縮合多環芳香族基の水素原子をメチル基、エチル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子で置換した基が例示される。この中で、ナフチル基が好ましい。Rの縮合多環芳香族基含有基としては、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、アントラセニルエチル基、フェナントリルエチル基、ピレニルエチル基等の縮合多環芳香族基含有アルキル基、およびこれらの縮合多環芳香族基の水素原子をメチル基、エチル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子で置換した基が例示される。
式中、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、もしくはフェニル基である。Rのアルキル基としては、前記Rと同様のアルキル基が例示される。Rのアルケニル基としては、前記Rと同様の基が例示される。
式中、mは1〜100の範囲内の整数であり、nは0〜100の範囲内の整数であり、但し、1≦m+n≦100である。好ましくは、mは1〜50の範囲内の整数であり、nは0〜30の範囲内の整数である。さらに好ましくは、mは1〜25の範囲内の整数であり、nは0〜10の範囲内の整数である。これは、mが上記範囲の下限以上であると、硬化物に十分なガスバリア性を付与できるからであり、一方、上記範囲の上限以下であると、得られる組成物の取扱作業性が向上するからである。。
このような(A)成分のオルガノポリシロキサンを調製する方法は特に限定されないが、例えば、一般式:
SiX
で表されるシラン化合物(I−1)と一般式:
SiX
で表されるシラン化合物(I−2)、一般式:
(RSiO)
で表される環状シロキサン化合物(II−1)と一般式:
(R SiO)
で表される環状シロキサン化合物(II−2)、あるいは一般式:
HO(RSiO)
で表される直鎖状オルガノシロキサン(III−1)と一般式:
HO(R SiO)
で表される直鎖状オルガノシロキサン(III−2)と、一般式:
SiOSiR
で表されるジシロキサン(IV−2)および/または一般式:
SiX
で表されるシラン化合物(IV−2)を、酸またはアルカリの存在下、加水分解・縮合反応させる方法が挙げられる。
式中、Rは炭素数2〜12のアルケニル基であり、前記と同様の基が例示される。式中、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、もしくは炭素数7〜20のアラルキル基であり、前記と同様の基が例示される。式中、Rは縮合多環芳香族基または縮合多環芳香族基含有基であり、前記と同様の基が例示される。式中、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、もしくはフェニル基であり、前記と同様の基が例示される。式中、rは1以上の整数であり、sは2以上の整数である。式中、Xは、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基;アセトキシ基等のアシロキシ基;塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;または水酸基である。
このようなシラン化合物(I−1)、(I−2)としては、フェニルメチルジメトキシシシラン、ナフチルメチルジメトキシシラン、アントラセニルメチルジメトキシシラン、フェナントリルメチルジメトキシシラン、ピレニルメチルジメトキシシラン、フェニルエチルジメトキシシシラン、ナフチルエチルジメトキシシラン、アントラセニルエチルジメトキシシラン、フェナントリルエチルジメトキシシラン、ピレニルエチルジメトキシシラン、フェニルエチルジメトキシシシラン、フェニルメチルジエトキシシシラン、ナフチルメチルジエトキシシラン、アントラセニルメチルジエトキシシラン、フェナントリルメチルジエトキシシラン、ピレニルメチルジエトキシシラン、フェニルエチルジエトキシシシラン、ナフチルエチルジエトキシシラン、アントラセニルエチルジエトキシシラン、フェナントリルエチルジエトキシシラン、ピレニルエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシシラン、ナフチルフェニルジメトキシシラン、アントラセニルフェニルジメトキシシラン、フェナントリルフェニルジメトキシシラン、ピレニルフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシシラン、ナフチルフェニルジエトキシシラン、アントラセニルフェニルジエトキシシラン、フェナントリルフェニルジエトキシシラン、ピレニルフェニルジエトキシシラン等のアルコキシシラン;フェニルメチルジクロロシラン、ナフチルメチルジクロロシラン、アントラセニルメチルジクロロシラン、フェナントリルメチルジクロロシラン、ピレニルメチルジクロロシラン、フェニルエチルジクロロシラン、ナフチルエチルジクロロシラン、アントラセニルエチルジクロロシラン、フェナントリルエチルジクロロシラン、ピレニルエチルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、ナフチルフェニルジクロロシラン、アントラセニルフェニルジクロロシラン、フェナントリルフェニルジクロロシラン、ピレニルフェニルジクロロシラン等のハロシラン;フェニルメチルジヒドロキシシラン、ナフチルメチルジヒドロキシシラン、アントラセニルメチルジヒドロキシシラン、フェナントリルメチルジヒドロキシシラン、ピレニルメチルジヒドロキシシラン、ジフェニルジヒドロキシラン、ナフチルフェニルジヒドロキシシラン、アントラセニルフェニルジヒドロキシシラン、フェナントリルフェニルジヒドロキシシラン、ピレニルフェニルジヒドロキシシラン等のヒドロキシシランが例示される。
また、環状シロキサン化合物(II−1)、(II−2)としては、環状フェニルメチルシロキサン、環状ジフェニルシロキサン、環状ナフチルメチルシロキサン、環状ナフチルフェニルシロキサン、環状アントラセニルメチルシロキサン、環状アントラセニルフェニルシロキサン、環状フェナントリルメチルシロキサン、環状フェナントリルフェニルシロキサン等の環状シリコーンが例示される。
また、直鎖状オルガノシロキサン(III−1)、(III−2)としては、分子鎖両末端シラノール基封鎖フェニルメチルポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖ナフチルメチルポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖ナフチルフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖アントラセニルメチルポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖アントラセニルフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖フェナントリルメチルポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖フェナントリルフェニルポリシロキサン等の分子鎖両末端シラノール基封鎖ポリシロキサンが例示される。
また、ジシロキサン(IV−1)としては、1,3−ジメチル−1,3−ジフェニル−1,3−ジビニルシロキサン、1,3−ジメチル−1,3−ジフェニル−1,3−ジアリルジシロキサン、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−テトラフェニル−1,3−ジアリルジシロキサンが例示される。
また、シラン化合物(IV−2)としては、ビニルメチルフェニルメトキシシラン、ビニルジフェニルメトキシシラン、アリルメチルフェニルメトキシシラン、アリルジフェニルメトキシシラン等のアルコキシシラン;ビニルメチルフェニルアセトキシシラン、アリルメチルフェニルアセトキシシラン、ビニルジフェニルアセトキシシラン、アリルジフェニルアセトキシシラン等のアセトキシシラン;ビニルメチルフェニルクロロシラン、アリルメチルフェニルクロロシラン、ビニルジフェニルクロロシラン、アリルジフェニルクロロシラン等のクロロシラン;ビニルメチルフェニルヒドロキシシラン、アリルメチルフェニルヒドロキシラン、ビニルジフェニルヒドロキシシラン、アリルジフェニルヒドロキシシラン等のヒドロキシシランが例示される。
使用できる酸としては、塩酸、酢酸、蟻酸、硝酸、シュウ酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、多価カルボン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、イオン交換樹脂が例示される。
使用できるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化物;酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の酸化物;トリエチルアミン、ジエチルアミン、アンモニア、ピコリン、ピリジン、1,8−ビス(ジメチルアミノ)ナフタレン等のハロゲン化水素捕捉剤が例示される。
また、上記の調製方法において、有機溶剤を使用することができる。使用できる有機溶剤としては、芳香族あるいは脂肪族炭化水素およびこれらの2種以上の混合物が例示される。好ましい有機溶剤としては、トルエン、キシレンが例示される。
このような(A)成分としては、次のようなオルガノシロキサンが例示される。なお、式中、Me、Vi、Ph、Naph、Anthは、それぞれ、メチル基、ビニル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基を示し、m'は1〜100の整数、n'は1〜100の整数を示す。
MeViSiO(MeNaphSiO)m'SiMeVi
MeViSiO(MeNaphSiO)m'(MePhSiO)n'SiMeVi
MeViSiO(MeNaphSiO)m'(PhSiO)n'SiMeVi
MePhViSiO(MeNaphSiO)m'SiMePhVi
MePhViSiO(MeNaphSiO)m'(MePhSiO)n'SiMePhVi
MePhViSiO(MeNaphSiO)m'(PhSiO)n'SiMePhVi
PhViSiO(MeNaphSiO)m'SiPhVi
PhViSiO(MeNaphSiO)m'(MePhSiO)n'SiPhVi
PhViSiO(MeNaphSiO)m'(PhSiO)n'SiPhVi
MeViSiO(NaphPhSiO)m'SiMeVi
MeViSiO(NaphPhSiO)m'(MePhSiO)n'SiMeVi
MeViSiO(NaphPhSiO)m'(PhSiO)n'SiMeVi
MePhViSiO(NaphPhSiO)m'SiMePhVi
MePhViSiO(NaphPhSiO)m'(MePhSiO)n'SiMePhVi
MePhViSiO(NaphPhSiO)m'(PhSiO)n'SiMePhVi
PhViSiO(NaphPhSiO)m'SiPhVi
PhViSiO(NaphPhSiO)m'(MePhSiO)n'SiPhVi
PhViSiO(NaphPhSiO)m'(PhSiO)n'SiPhVi
MeViSiO(AnthMeSiO)m'SiMeVi
MeViSiO(AnthMeSiO)m'(MePhSiO)n'SiMeVi
MeViSiO(AnthMeSiO)m'(PhSiO)n'SiMeVi
MePhViSiO(AnthMeSiO)m'SiMePhVi
MePhViSiO(AnthMeSiO)m'(MePhSiO)n'SiMePhVi
MePhViSiO(AnthMeSiO)m'(PhSiO)n'SiMePhVi
PhViSiO(AnthMeSiO)m'SiPhVi
PhViSiO(AnthMeSiO)m'(MePhSiO)n'SiPhVi
PhViSiO(AnthMeSiO)m'(PhSiO)n'SiPhVi
MeViSiO(AnthPhSiO)m'SiMeVi
MeViSiO(AnthPhSiO)m'(MePhSiO)n'SiMeVi
MeViSiO(AnthPhSiO)m'(PhSiO)n'SiMeVi
MePhViSiO(AnthPhSiO)m'SiMePhVi
MePhViSiO(AnthPhSiO)m'(MePhSiO)n'SiMePhVi
MePhViSiO(AnthPhSiO)m'(PhSiO)n'SiMePhVi
PhViSiO(AnthPhSiO)m'SiPhVi
PhViSiO(AnthPhSiO)m'(MePhSiO)n'SiPhVi
PhViSiO(AnthPhSiO)m'(PhSiO)n'SiPhVi
(B)成分は、本組成物の主剤の一つであり、平均単位式:
(R SiO1/2)(R SiO2/2)(RSiO3/2)
で表され、一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンレジンである。
式中、Rは炭素数2〜12のアルケニル基であり、前記と同様の基が例示される。式中、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、もしくは炭素数7〜20のアラルキル基であり、前記と同様の基が例示される。式中、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、もしくはフェニル基であり、前記と同様の基が例示される。
また、式中、Rは炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基である。Rのアリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、およびこれらのアリール基の水素原子をメチル基、エチル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子で置換した基が例示される。この中でも、フェニル基、ナフチル基が好ましい。Rのアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、アントラセニルエチル基、フェナントリルエチル基、ピレニルエチル基、およびこれらのアラルキル基の水素原子をメチル基、エチル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子で置換した基が例示される。
式中、a、b、およびcは、それぞれ、0.01≦a≦0.5、0≦b≦0.7、0.1≦c<0.9、かつa+b+c=1を満たす数であり、好ましくは、0.05≦a≦0.45、0≦b≦0.5、0.4≦c<0.85、かつa+b+c=1を満たす数であり、さらに好ましくは、0.05≦a≦0.4、0≦b≦0.4、0.45≦c<0.8、かつ、a+b+c=1を満たす数である。これは、aが上記範囲の下限以上であると、硬化物のガス透過性が低下するからであり、一方、上記範囲の上限以下であると、硬化物にべたつきが生じ難くなるからである。また、bが上記範囲の上限以下であると、硬化物の硬度が良好となり、信頼性が向上するからである。また、cが上記範囲の下限以上であると、硬化物の屈折率が良好となるからであり、一方、上記範囲の上限以下であると、硬化物の機械的特性が向上するからである。
(B)成分のオルガノポリシロキサンは、上記の平均単位式で表されるが、本発明の目的を損なわない範囲で、式:R SiO1/2で表されるシロキサン単位、式:RSiO3/2で表されるシロキサン単位、または式:SiO4/2で表されるシロキサン単位を有してもよい。なお、式中、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、もしくは炭素数7〜20のアラルキル基である。Rのアルキル基としては、前記Rと同様のアルキル基が例示される。Rのアリール基としては、前記Rと同様のアリール基が例示される。Rのアラルキル基としては、前記Rと同様のアラルキル基が例示される。式中、Rは炭素数1〜12のアルキル基または炭素数2〜12のアルケニル基である。Rのアルキル基としては、前記Rと同様のアルキル基が例示される。Rのアルケニル基としては、前記Rと同様の基が例示される。さらに、(B)成分のオルガノポリシロキサンには、本発明の目的を損なわない範囲で、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のケイ素原子結合アルコキシ基、あるいはケイ素原子結合水酸基を有していてもよい。
本組成物において、(B)成分の含有量は、本組成物の10〜80質量%の範囲内であり、好ましくは、10〜70質量%の範囲内であり、特に好ましくは、30〜70質量%の範囲内である。これは、(B)成分の含有量が上記範囲の下限以上であると、硬化物に機械的強度を付与できるからであり、一方、上記範囲の上限以下であると、得られる組成物の取扱作業性を向上できるからである。
(C)成分は、本組成物の架橋剤であり、(C)一般式:
HRSiO(R SiO)SiR
で表されるオルガノシロキサン、(C)平均単位式:
(HRSiO1/2)(HR SiO1/2)(R SiO2/2)(RSiO3/2)
で表されるオルガノポリシロキサン、または前記(C)成分と(C)成分の混合物である。
(C)成分において、式中、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル、炭素数6〜20のアリール基、もしくは炭素数7〜20のアラルキル基である。Rのアルキル基としては、前記Rと同様のアルキル基が例示され、好ましくは、メチル基である、Rのアリール基としては、前記Rと同様のアリール基が例示され、好ましくは、フェニル基である。Rのアラルキル基としては、前記Rと同様のアラルキル基が例示される。式中、Rは同じかまたは異なる炭素数1〜12のアルキルであり、前記Rと同様のアルキル基が例示され、好ましくは、メチル基である。式中、pは0〜100の範囲内の整数であり、組成物の取扱作業性が優れることから、0〜30の範囲内の整数であることが好ましく、さらには、0〜10の範囲内の整数であることが好ましい。
このような(C)成分としては、次のようなオルガノシロキサンが例示される。なお、式中、Me、Ph、Naphは、それぞれ、メチル基、フェニル基、ナフチル基を示し、p'は1〜100の整数を示す。
HMeSiO(PhSiO)p'SiMe
HMePhSiO(PhSiO)p'SiMePhH
HMeNaphSiO(PhSiO)n'SiMeNaphH
HMeSiO(MeNaphSiO)p'SiMe
HMePhSiO(MeNaphSiO)p'SiMePhH
HMeNaphSiO(MeNaphSiO)p'SiMeNaphH
HMeSiO(NaphPhSiO)p'SiMe
HMePhSiO(NaphPhSiO)p'SiMePhH
HMeNaphSiO(NaphPhSiO)p'SiMeNaphH
また、(C)成分において、式中、Rは炭素数6〜20のアリール基または炭素数7〜20のアラルキル基であり、前記と同様の基が例示される。式中、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル、炭素数6〜20のアリール基、もしくは炭素数7〜20のアラルキル基であり、前記と同様の基が例示される。式中、Rは同じかまたは異なる炭素数1〜12のアルキルであり、前記と同様の基が例示される。
式中、d、e、f、およびgは、それぞれ、0.1≦d≦0.7、0≦e≦0.5、0≦f≦0.7、0.1≦g<0.9、かつ、d+e+f+g=1を満たす数であり、好ましくは、0.2≦d≦0.7、0≦e≦0.4、0≦f<0.5、0.25≦g<0.7、かつ、d+e+f+g=1を満たす数である。これは、dが上記範囲の下限以上であると、硬化物のガス透過性が低くなるからであり、一方、上記範囲の上限以下であると、硬化物が適度な硬さを有するからである。また、eが上記範囲の上限以下であると、硬化物の屈折率が向上するからである。また、fが上記範囲の上限以下であると、硬化物が適度な硬さを有し、本組成物を用いて作製した光半導体装置の信頼性が向上するからである。また、gが上記範囲の下限以上であると、硬化物の屈折率が大きくなるからであり、一方、上記範囲の上限以下であると、硬化物の機械的強度が向上するからである。
このような(C)成分の分子量は特に限定されないが、本組成物の取扱作業性および硬化物の機械的強度が良好であることから、そのゲルパーミエーションクロマトグラフによる標準ポリスチレン換算の質量平均分子量が500〜10,000の範囲内であることが好ましく、更には、500〜2,000の範囲内であることが好ましい。
このような(C)成分としては、次のようなオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、Me、Ph、およびNaphは、それぞれ、メチル基、フェニル基、ナフチル基を示し、d、e'、f'、およびgは、それぞれ、0.1≦d≦0.7、0<e'≦0.5、0<f'≦0.7、0.1≦g<0.9、かつ、d+e'+f'+g=1を満たす数を示す。
(HMeSiO1/2)(PhSiO3/2)
(HMePhSiO1/2)(PhSiO3/2)
(HMePhSiO1/2)(NaphSiO3/2)
(HMeSiO1/2)(NaphSiO3/2)
(HMePhSiO1/2)(HMeSiO1/2)e'(PhSiO3/2)
(HMeSiO1/2)(PhSiO2/2)f'(PhSiO3/2)
(HMePhSiO1/2)(PhSiO2/2)f'(PhSiO3/2)
(HMeSiO1/2)(PhSiO2/2)f'(NaphSiO3/2)
(HMePhSiO1/2)(PhSiO2/2)f'(NaphSiO3/2)
(HMePhSiO1/2)(HMeSiO1/2)e'(NaphSiO3/2)
(HMePhSiO1/2)(HMeSiO1/2)e'(PhSiO2/2)f'(NaphSiO3/2)
(HMePhSiO1/2)(HMeSiO1/2)e'(PhSiO2/2)f'(PhSiO3/2)
(C)成分として、上記(C)成分、上記(C)成分、あるいは上記(C)成分と上記(C)成分の混合物を用いることができる。上記(C)成分と上記(C)成分の混合物を用いる場合、その混合割合は特に限定されないが、好ましくは、上記(C)成分の質量:上記(C)成分の質量の比が0.5:9.5〜9.5:0.5の範囲内である。
本組成物において、(C)成分の含有量は、(A)成分中および(B)成分中のアルケニル基の合計1モルに対して、(C)成分中のケイ素原子結合水素原子が0.1〜5モルの範囲内となる量であり、好ましくは、0.5〜2モルの範囲内となる量である。これは、(C)成分の含有量が上記範囲の下限以上であると、本組成物が十分に硬化するからであり、一方、上記範囲の上限以下であると、硬化物の耐熱性が向上し、ひいては、本組成物を用いて作製した光半導体装置の信頼性が向上するからである。
(D)成分は、本組成物の硬化を促進するためのヒドロシリル化反応用触媒であり、白金系触媒、ロジウム系触媒、パラジウム系触媒が例示される。特に、本組成物の硬化を著しく促進できることから、(D)成分は白金系触媒であることが好ましい。この白金系触媒としては、白金微粉末、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金−アルケニルシロキサン錯体、白金−オレフィン錯体、白金−カルボニル錯体が例示され、好ましくは、白金−アルケニルシロキサン錯体である。
本組成物において、(D)成分の含有量は、本組成物の硬化を促進するために有効な量である。具体的には、(D)成分の含有量は、本組成物の硬化反応を十分に促進できることから、本組成物に対して、質量単位で、(D)成分中の触媒金属が0.01〜500ppmの範囲内となる量であることが好ましく、さらには、0.01〜100ppmの範囲内となる量であることが好ましく、特には、0.01〜50ppmの範囲内となる量であることが好ましい。
本組成物には、硬化途上で接触している基材に対する硬化物の接着性を向上させるため、接着付与剤を含有してもよい。接着付与剤としては、ケイ素原子に結合したアルコキシ基を一分子中に少なくとも1個有する有機ケイ素化合物が好ましい。このアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、メトキシエトキシ基が例示され、特に、メトキシ基が好ましい。また、この有機ケイ素化合物のケイ素原子に結合するアルコキシ基以外の基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基等の置換もしくは非置換の一価炭化水素基;3−グリシドキシプロピル基、4−グリシドキシブチル基等のグリシドキシアルキル基;2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピル基等のエポキシシクロヘキシルアルキル基;4−オキシラニルブチル基、8−オキシラニルオクチル基等のオキシラニルアルキル基等のエポキシ基含有一価有機基;3−メタクリロキシプロピル基等のアクリル基含有一価有機基;水素原子が例示される。この有機ケイ素化合物はケイ素原子結合アルケニル基またはケイ素原子結合水素原子を有することが好ましい。また、各種の基材に対して良好な接着性を付与できることから、この有機ケイ素化合物は一分子中に少なくとも1個のエポキシ基含有一価有機基を有するものであることが好ましい。このような有機ケイ素化合物としては、オルガノシラン化合物、オルガノシロキサンオリゴマー、アルキルシリケートが例示される。このオルガノシロキサンオリゴマーあるいはアルキルシリケートの分子構造としては、直鎖状、一部分枝を有する直鎖状、分枝鎖状、環状、網状が例示される。特に、直鎖状、分枝鎖状、網状が好ましい。このような有機ケイ素化合物としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン化合物;一分子中にケイ素原子結合アルケニル基もしくはケイ素原子結合水素原子、およびケイ素原子結合アルコキシ基をそれぞれ少なくとも1個ずつ有するシロキサン化合物、ケイ素原子結合アルコキシ基を少なくとも1個有するシラン化合物またはシロキサン化合物と一分子中にケイ素原子結合ヒドロキシ基とケイ素原子結合アルケニル基をそれぞれ少なくとも1個ずつ有するシロキサン化合物との混合物、メチルポリシリケート、エチルポリシリケート、エポキシ基含有エチルポリシリケートが例示される。本組成物において、接着付与剤の含有量は限定されないが、硬化途上で接触している基材に対して良好に接着することから、上記(A)成分〜(D)成分の合計100質量部に対して、0.01〜10質量部の範囲内であることが好ましい。
本組成物には、硬化物に柔軟性、伸張性、可撓性を付与するため、上記(A)成分以外の一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有し、ケイ素原子結合水素原子を有さない直鎖状のオルガノポリシロキサンを含有してもよい。このオルガノポリシロキサン中のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基等の炭素数2〜12のアルケニル基が例示され、好ましくは、ビニル基である。また、アルケニル基以外のケイ素原子に結合する基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等の炭素数1〜12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、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、およびこれらのアリール基の水素原子をメチル基、エチル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子で置換した基等の炭素数6〜20のアリール基;ベンジル基、フェネチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、アントラセニルエチル基、フェナントリルエチル基、ピレニルエチル基、およびこれらのアラルキル基の水素原子をメチル基、エチル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子で置換した基等の炭素数7〜20のアラルキル基;またはクロロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等の炭素数1〜12のハロゲン化アルキル基が例示される。
このようなオルガノポリシロキサンとしては、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端メチルフェニルビニルシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジフェニルビニルシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端メチルフェニルビニルシロキシ基封鎖メチルフェニルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジフェニルビニルシロキシ基封鎖メチルフェニルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、およびこれらのオルガノポリシロキサンの二種以上の混合物が例示される。
また、本組成物には、その他任意の成分として、2−メチル−3−ブチン−2−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、2−フェニル−3−ブチン−2−オール等のアルキンアルコール;3−メチル−3−ペンテン−1−イン、3,5−ジメチル−3−ヘキセン−1−イン等のエンイン化合物;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、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン、ベンゾトリアゾール等の反応抑制剤を含有してもよい。本組成物において、この反応抑制剤の含有量は限定されないが、上記(A)成分〜(D)成分の合計100質量部に対して、0.0001〜5質量部の範囲内であることが好ましい。
また、本組成物には、その他任意の成分として、蛍光材を含有することができる。この蛍光体としては、例えば、発光ダイオード(LED)に広く利用されている、酸化物系蛍光体、酸窒化物系蛍光体、窒化物系蛍光体、硫化物系蛍光体、酸硫化物系蛍光体等からなる黄色、赤色、緑色、青色発光蛍光体が挙げられる。酸化物系蛍光体としては、セリウムイオンを包含するイットリウム、アルミニウム、ガーネット系のYAG系緑色〜黄色発光蛍光体、セリウムイオンを包含するテルビウム、アルミニウム、ガーネット系のTAG系黄色発光蛍光体、および、セリウムやユーロピウムイオンを包含するシリケート系緑色〜黄色発光蛍光体が例示される。酸窒化物蛍光体としては、ユーロピウムイオンを包含するケイ素、アルミニウム、酸素、窒素系のサイアロン系赤色〜緑色発光蛍光体が例示される。窒化物系蛍光体としては、ユーロピウムイオンを包含するカルシウム、ストロンチウム、アルミニウム、ケイ素、窒素系のカズン系赤色発光蛍光体が例示される。硫化物系としては、銅イオンやアルミニウムイオンを包含するZnS系緑色発色蛍光体が例示される。酸硫化物系蛍光体としては、ユーロピウムイオンを包含するYS系赤色発光蛍光体が例示される。これらの蛍光材は、1種もしくは2種以上の混合物を用いてもよい。本組成物において、この蛍光材の含有量は特に限定されないが、本組成物中、0.1〜70質量%の範囲内であり、さらには、1〜20質量%の範囲内であることが好ましい。
また、本組成物には、本発明の目的を損なわない限り、その他任意の成分として、シリカ、ガラス、アルミナ、酸化亜鉛等の無機質充填剤;ポリメタクリレート樹脂等の有機樹脂微粉末;耐熱剤、染料、顔料、難燃性付与剤、溶剤等を含有してもよい。
任意成分として添加する成分のうち、空気中の硫黄含有ガスによる、光半導体装置における銀電極や基板の銀メッキの変色を十分に抑制するためにAl、Ag、Cu、Fe、Sb、Si、Sn、Ti、Zr、および希土類元素からなる群より選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物を表面被覆した酸化亜鉛微粉末、アルケニル基を有さない有機ケイ素化合物で表面処理した酸化亜鉛微粉末、および炭酸亜鉛の水和物微粉末からなる群より選ばれる、平均粒子径が0.1nm〜5μmである少なくとも一種の微粉末を添加することもできる。
酸化物を表面被覆した酸化亜鉛微粉末において、希土類元素としては、イットリウム、セリウム、ユーロピウムが例示される。酸化亜鉛微粉末の表面の酸化物としては、Al、AgO、AgO、Ag、CuO、CuO、FeO、Fe、Fe、Sb、SiO、SnO、Ti、TiO、Ti、ZrO、Y、CeO、Eu、およびこれらの酸化物の2種以上の混合物が例示される。
有機ケイ素化合物で表面処理した酸化亜鉛微粉末において、この有機ケイ素化合物はアルケニル基を有さないものであり、オルガノシラン、オルガノシラザン、ポリメチルシロキサン、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、およびオルガノシロキサンオリゴマーが例示される。具体的には、トリメチルクロロシラン、ジメチルクロロシラン、メチルトリクロロシラン等のオルガノクロロシラン;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のオルガノトリアルコキシシラン;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等のジオルガノジアルコキシシラン;トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等のトリオルガノアルコキシシラン;これらのオルガノアルコキシシランの部分縮合物;ヘキサメチルジシラザン等のオルガノシラザン;ポリメチルシロキサン、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、シラノール基もしくはアルコキシ基を有するオルガノシロキサンオリゴマー、RSiO3/2単位(式中、Rは、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;フェニル基等のアリール基で例示されるアルケニル基を除く一価炭化水素基である。)やSiO4/2単位からなり、シラノール基またはアルコキシ基を有するレジン状オルガノポリシロキサンが例示される。
炭酸亜鉛の水和物微粉末は、炭酸亜鉛に水が結合した化合物であり、105℃、3時間の加熱条件における重量減少率が0.1重量%以上であるものが好ましい。
酸化亜鉛の含有量は、本組成物に対して、質量単位で1ppm〜10%の範囲内の量であり、好ましくは、1ppm〜5%の範囲内の量である。これは、本成分の含有量が上記範囲の下限以上であると、硫黄含有ガスによる光半導体装置における銀電極や基板の銀メッキの変色を十分に抑制するからであり、一方、上記範囲の上限以下であると、得られる組成物の流動性を損なわないからである。
また、本組成物には、空気中の硫黄含有ガスによる銀電極や基板の銀メッキの変色をさらに抑制することができることから、任意の成分として、トリアゾール系化合物を含有してもよい。このような成分としては、1H−1,2,3−トリアゾール、2H−1,2,3−トリアゾール、1H−1,2,4−トリアゾール、4H−1,2,4−トリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、1H−1,2,3−トリアゾール、2H−1,2,3−トリアゾール、1H−1,2,4−トリアゾール、4H−1,2,4−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、1H−ベンゾトリアゾール−5−カルボン酸メチル、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、4−アミノ−1,2,4−トリアゾール、5−アミノ−1,2,4−トリアゾール、3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、クロロベンゾトリアゾール、ニトロベンゾトリアゾール、アミノベンゾトリアゾール、シクロヘキサノ[1,2−d]トリアゾール、4,5,6,7−テトラヒドロキシトリルトリアゾール、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、エチルベンゾトリアゾール、ナフトトリアゾール、1−N,N−ビス(2−エチルヘキシル)−[(1,2,4−トリアゾール−1−イル)メチル]アミン、1−[N,N−ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール、1−[N,N−ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル]トリルトリアゾール、1−[N,N−ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル]カルボキシベンゾトリアゾール、1−[N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−アミノメチル]ベンゾトリアゾール、1−[N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−アミノメチル]トリルトリアゾール、1−[N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−アミノメチル]カルボキシベンゾトリアゾール、1−[N,N−ビス(2−ヒドロキシプロピル)アミノメチル]カルボキシベンゾトリアゾール、1−[N,N−ビス(1−ブチル)アミノメチル]カルボキシベンゾトリアゾール、1−[N,N−ビス(1−オクチル)アミノメチル]カルボキシベンゾトリアゾール、1−(2',3'−ジ−ヒドロキシプロピル)ベンゾトリアゾール、1−(2',3'−ジ−カルボキシエチル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3',5'−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−3',5'−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2'−ヒドロキシ−4'−オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール−6−カルボン酸、1−オレオイルベンゾトリアゾール、1,2,4−トリアゾール−3−オール、5−アミノ−3−メルカプト−1,2,4−トリアゾール、5−アミノ−1,2,4−トリアゾール−3−カルボン酸、1,2,4−トリアゾール−3−カルボキシアミド、4−アミノウラゾール、および1,2,4−トリアゾール−5−オンが例示される。このベンゾトリアゾール化合物の含有量は特に限定されないが、本組成物中に質量単位で0.01ppm〜3%の範囲内となる量であり、好ましくは、0.1ppm〜1%の範囲内となる量である。
本組成物は室温もしくは加熱により硬化が進行するが、迅速に硬化させるためには加熱することが好ましい。この加熱温度としては、50〜200℃の範囲内であることが好ましい。
次に、本発明の硬化物について詳細に説明する。
本発明の硬化物は、上記の硬化性シリコーン組成物を硬化してなることを特徴とする。硬化物の形状は特に限定されず、例えば、シート状、フィルム状が挙げられる。硬化物は、これを単体で取り扱うこともできるが、光半導体素子等を被覆もしくは封止した状態で取り扱うことも可能である。
次に、本発明の光半導体装置について詳細に説明する。
本発明の光半導体装置は、上記の硬化性シリコーン組成物の硬化物により光半導体素子を封止してなることを特徴とする。このような本発明の光半導体装置としては、発光ダイオード(LED)、フォトカプラー、CCDが例示される。また、光半導体素子としては、発光ダイオード(LED)チップ、固体撮像素子が例示される。
本発明の光半導体装置の一例である単体の表面実装型LEDの断面図を図1に示した。図1で示されるLEDは、LEDチップ1がリードフレーム2上にダイボンドされ、このLEDチップ1とリードフレーム3とがボンディングワイヤ4によりワイヤボンディングされている。このLEDチップ1の周囲には枠材5が設けられており、この枠材5の内側のLEDチップ1が、本発明の硬化性シリコーン組成物の硬化物6により封止されている。
図1で示される表面実装型LEDを製造する方法としては、LEDチップ1をリードフレーム2にダイボンドし、このLEDチップ1とリードフレーム3とを金製のボンディングワイヤ4によりワイヤボンドし、次いで、LEDチップ1の周囲に設けられた枠材5の内側に本発明の硬化性シリコーン組成物を充填した後、50〜200℃で加熱することにより硬化させる方法が例示される。
本発明の硬化性シリコーン組成物、その硬化物、および光半導体装置を実施例および比較例により詳細に説明する。なお、粘度は25℃における値であり、Me、Vi、Ph、Naphは、それぞれメチル基、ビニル基、フェニル基、ナフチル基を示す。また、硬化性シリコーン組成物の硬化物の特性を次のようにして測定した。
[硬化物の屈折率]
硬化性シリコーン組成物を150℃の熱風循環式オーブン中で2時間加熱することにより硬化物を作製した。この硬化物の25℃、波長633nmにおける屈折率を屈折率計を用いて測定した。
[硬化物の透湿度]
硬化性シリコーン組成物をプレスを用いて150℃、2時間で硬化させ、厚み1mmの硬化フィルムを作製した。その硬化フィルムの水蒸気透過率をJIS Z0208のカップ法に準拠して、温度40℃、相対湿度90%の条件で測定した。
[参考例1]
反応容器に、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン 72.3g(0.388mol)、酢酸 31.1g(0.517mol)、およびトリフルオロメタンスルホン酸 0.17g(1.14mmol)を投入し、45〜50℃に加熱しながら、ナフチルメチルジメトキシシラン 60.0g(0.259mol)を滴下した。滴下終了後、50℃で30分間加熱撹拌した。60℃以下を保ちながら、無水酢酸 26.4g(0.259mol)を滴下した。滴下終了後、50℃で30分間加熱撹拌を行った。次に、トルエンと水を投入し、撹拌後、静置した。下層の水層を抜き出し、上層のトルエン層を繰り返し水洗した。その後、下層の水層を抜き出し、トルエン層から低沸点物を加熱減圧留去して、式:
MeViSiOMeNaphSiOSiMeVi
で表される、透明液状のオルガノポリシロキサン(屈折率1.514、粘度9.6mPa・s)84.4g(収率87.7%)を得た。
[参考例2]
反応容器に、1,3−ジビニル−1,3−ジフェニルジメチルジシロキサン 58.8g(0.190mol)、酢酸 20.7g(0.345mol)、およびトリフルオロメタンスルホン酸 0.27g(1.83mmol)を投入し、45〜50℃に加熱しながら、ナフチルメチルジメトキシシラン 40.0g(0.172mol)を滴下した。滴下終了後、50℃で30分間加熱撹拌した。60℃以下を保ちながら、無水酢酸 17.6g(0.172mol)を滴下した。滴下終了後、50℃で30分間加熱撹拌を行った。次に、トルエンと水を投入し、撹拌後、静置した。下層の水層を抜き出し、上層のトルエン層を繰り返し水洗した。下層の水層を抜き出した後、トルエン層から低沸点物を加熱減圧留去して、式:
MePhViSiOMeNaphSiOSiMePhVi
で表される、透明液状のオルガノポリシロキサン(屈折率1.559、粘度25.1mPa・s)83.7g(収率97.8%)を得た。
[参考例3]
反応容器に、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン 14.3g(0.077mol)、酢酸 6.1g(0.102mol)、およびトリフルオロメタンスルホン酸 0.04g(0.24mmol)を投入し、45〜50℃に加熱しながら、ナフチルフェニルジメトキシシラン 15.0g(0.051mol)を滴下した。滴下終了後、50℃で30分間加熱撹拌した。60℃以下を保ちながら、無水酢酸 5.21g(0.051mol)を滴下した。滴下終了後、50℃で30分間加熱撹拌を行った。次に、トルエンと水を投入し、撹拌後、静置した。下層の水層を抜き出し、上層のトルエン層を繰り返し水洗した。下層の水層を抜き出し、トルエン層から低沸点物を加熱減圧留去して、式:
MeViSiONaphPhSiOSiMeVi
で表される、透明液状のオルガノポリシロキサン(屈折率1.548、粘度64.3mPa・s)21.6g(収率97.5%)を得た。
[参考例4]
反応容器に、1,3−ジビニル−1,3−ジフェニルジメチルジシロキサン 29.0g(0.094mol)、酢酸 10.2g(0.170mol)、およびトリフルオロメタンスルホン酸 0.15g(0.97mmol)を投入し、45〜50℃に加熱しながら、ナフチルフェニルジメトキシシラン 25.0g(0.085mol)とトルエン 25.0gの混合溶液を滴下した。滴下終了後、50℃で30分間加熱撹拌した。60℃以下を保ちながら、無水酢酸 8.68g(0.085mol)を滴下した。滴下終了後、50℃で30分間加熱撹拌を行った。次に、トルエンと水を投入し、撹拌、静置及び下層抜き出しを繰り返し、水洗を行った後、上層であるトルエン層から低沸点物を加熱減圧留去して、式:
MePhViSiONaphPhSiOSiMePhVi
で表される、透明液状のオルガノポリシロキサン(屈折率1.582、粘度6168.4mPa・s)45.4g(収率95.7%)を得た。
[参考例5]
反応容器に、フェニルトリメトキシシラン 400g(2.02mol)および1,3−ジビニル−1,3−ジフェニルジメチルジシロキサン 93.5g(0.30mol)を投入し、予め混合した。次いで、トリフルオロメタンスルホン酸 1.74g(11.6mmol)を投入し、撹拌下、水 110g(6.1mol)を投入し、2時間加熱還流を行った。その後、85℃になるまで加熱常圧留去を行った。次いで、トルエン 89gおよび水酸化カリウム 1.18g(21.1mmol)を投入し、反応温度が120℃になるまで加熱常圧留去を行い、この温度で6時間反応させた。室温まで冷却し、酢酸 0.68g(11.4mmol)を投入し、中和反応を行った。生成した塩を濾別した後、得られた透明な溶液から低沸点物を加熱減圧除去し、平均単位式:
(MePhViSiO1/2)0.23(PhSiO3/2)0.77
で表されるオルガノポリシロキサンレジン 347g(収率:98%)を調製した。
[実施例1]
参考例3で調製したオルガノポリシロキサン 10.0質量部、参考例5で調製したオルガノポリシロキサンレジン 62.8質量部、式:
HMeSiOPhSiOSiMe
で表されるオルガノトリシロキサン 27.2質量部(上記オルガノポリシロキサンと上記オルガノポリシロキサンレジン中のビニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルとなる量)、および白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の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の溶液(白金として0.1質量%含有する溶液) 0.25質量部を混合して、粘度952mPa・sの硬化性シリコーン組成物を調製した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の屈折率は1.565であり、水蒸気透過率は6.5g/m・24hであった。
[実施例2]
参考例3で調製したオルガノポリシロキサン 20.4質量部、参考例5で調製したオルガノポリシロキサンレジン 48.5質量部、式:
HMeSiOPhSiOSiMe
で表されるオルガノトリシロキサン 31.1質量部(上記オルガノポリシロキサンと上記オルガノポリシロキサンレジン中のビニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルとなる量)、および白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の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の溶液(白金として0.1質量%含有する溶液) 0.25質量部を混合して、粘度218.7mPa・sの硬化性シリコーン組成物を調製した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の屈折率は1.563であり、水蒸気透過率は7.2g/m・24hであった。
[実施例3]
参考例4で調製したオルガノポリシロキサン 10.0質量部、参考例5で調製したオルガノポリシロキサンレジン 64.1質量部、式:
HMeSiOPhSiOSiMe
で表されるオルガノトリシロキサン 25.9質量部(上記オルガノポリシロキサンと上記オルガノポリシロキサレジン中のビニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルとなる量)、および白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の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の溶液(白金として0.1質量%含有する溶液) 0.25質量部を混合して、粘度1359.9mPa・sの硬化性シリコーン組成物を調製した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の屈折率は1.569であり、水蒸気透過率は6.5g/m・24hであった。
[実施例4]
参考例4で調製したオルガノポリシロキサン 20.6質量部、参考例5で調製したオルガノポリシロキサンレジン 51.0質量部、式:
HMeSiOPhSiOSiMe
で表されるオルガノトリシロキサン 28.4質量部(上記オルガノポリシロキサンと上記オルガノポリシロキサンレジン中のビニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルとなる量)、および白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の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の溶液(白金として0.1質量%含有する溶液) 0.25質量部を混合して、硬化性シリコーン組成物を調製した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の水蒸気透過率は7.3g/m・24hであった。
[実施例5]
参考例1で調製したオルガノポリシロキサン 20.2質量部、参考例5で調製したオルガノポリシロキサンレジン 46.7質量部、式:
HMeSiOPhSiOSiMe
で表されるオルガノトリシロキサン 33.1質量部(上記オルガノポリシロキサンと上記オルガノポリシロキサンレジン中のビニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルとなる量)、および白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の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の溶液(白金として0.1質量%含有する溶液) 0.25質量部を混合して、粘度109.8mPa・sの硬化性シリコーン組成物を調製した。この硬化性シリコーン組成物の水蒸気透過率は9.9g/m・24hであった。
[実施例6]
参考例2で調製したオルガノポリシロキサン 10.3質量部、参考例5で調製したオルガノポリシロキサンレジン 62.8質量部、式:
HMeSiOPhSiOSiMe
で表されるオルガノトリシロキサン 26.9質量部(上記オルガノポリシロキサンと上記オルガノポリシロキサンレジン中のビニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルとなる量)、および白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の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の溶液(白金として0.1質量%含有する溶液) 0.25質量部を混合して、粘度777.7mPa・sの硬化性シリコーン組成物を調製した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の屈折率は1.566であり、水蒸気透過率は6.8g/m・24hであった。
[比較例1]
式:
MeViSiOPhSiOSiMeVi
で表されるオルガノポリシロキサン 10.2質量部、参考例5で調製したオルガノポリシロキサンレジン 61.8質量部、式:
HMeSiOPhSiOSiMe
で表されるオルガノトリシロキサン 28.1質量部(上記オルガノポリシロキサンと上記オルガノポリシロキサンレジン中のビニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルとなる量)、および白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の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の溶液(白金として0.1質量%含有する溶液) 0.25質量部を混合して、粘度613.4mPa・sの硬化性シリコーン組成物を調製した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の水蒸気透過率は8.0g/m・24hであった。
[比較例2]
式:
MeViSiOPhSiOSiMeVi
で表されるオルガノポリシロキサン 20.5質量部、参考例5で調製したオルガノポリシロキサンレジン 46.7質量部、式:
HMeSiOPhSiOSiMe
で表されるオルガノトリシロキサン 32.8質量部(上記オルガノポリシロキサンと上記オルガノポリシロキサンレジン中のビニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が1モルとなる量)、および白金−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の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の溶液(白金として0.1質量%含有する溶液) 0.25質量部を混合して、粘度99.3mPa・sの硬化性シリコーン組成物を調製した。この硬化性シリコーン組成物の硬化物の水蒸気透過率は11.0g/m・24hであった。
本発明の硬化性シリコーン組成物は、取扱作業性が優れ、硬化して、熱エージングによる黄変が小さく、空気中の硫黄含有ガスによる銀電極や基板の銀メッキの変色を十分に抑制する硬化物を形成することができる。それゆえ、この硬化性シリコーン組成物は、光半導体装置における光半導体素子の封止剤、被覆剤、接着剤、あるいは液晶端部の銀電極や基板の銀メッキの保護剤として好適である。
1 光半導体素子
2 リードフレーム
3 リードフレーム
4 ボンディングワイヤ
5 枠材
6 硬化性シリコーン組成物の硬化物

Claims (3)

  1. (A)一般式:
    Figure 0006212122
    (式中、Rは同じかまたは異なる炭素数2〜12のアルケニル基であり、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、もしくは炭素数7〜20のアラルキル基であり、Rナフチル基であり、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、もしくはフェニル基であり、mは1〜100の整数であり、nは0〜100の整数であり、但し、1≦m+n≦100を満たす。)
    で表されるオルガノポリシロキサン、
    (B)平均単位式:
    (R SiO1/2)(R SiO2/2)(RSiO3/2)
    (式中、R、R、およびRは前記と同じであり、Rフェニル基であり、a、b、およびcは、それぞれ、0.01≦a≦0.5、0≦b≦0.7、0.1≦c<0.9、かつ、a+b+c=1を満たす数である。)
    で表され、一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンレジン(本組成物中に10〜80質量%)、
    (C)(C)一般式:
    HRSiO(R SiO)SiR
    (式中、Rは同じかまたは異なる、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、もしくは炭素数7〜20のアラルキル基であり、Rは同じかまたは異なる炭素数1〜12のアルキル基であり、pは0〜100の整数である。)
    で表されるオルガノシロキサン、(C)平均単位式:
    (HRSiO1/2)(HR SiO1/2)(R SiO2/2)(RSiO3/2)
    (式中、R、R、およびRは前記と同じであり、d、e、f、およびgは、それぞれ、0.01≦d≦0.7、0≦e≦0.5、0≦f≦0.7、0.1≦g<0.9、かつd+e+f+g=1を満たす数である。)
    で表される、一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン、または前記(C)成分と(C)成分の混合物{(A)成分中と(B)成分中のアルケニル基の合計1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が0.1〜5モルとなる量}、および
    (D)有効量のヒドロシリル化反応用触媒
    から少なくともなることを特徴とする硬化性シリコーン組成物。
  2. 請求項1に記載の硬化性シリコーン組成物を硬化してなる硬化物。
  3. 請求項1に記載の硬化性シリコーン組成物の硬化物により光半導体素子が封止された光半導体装置。
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