JP6626168B2 - モールド成形可能なシリコーン樹脂、組成物及びその半導体発光素子 - Google Patents

モールド成形可能なシリコーン樹脂、組成物及びその半導体発光素子 Download PDF

Info

Publication number
JP6626168B2
JP6626168B2 JP2018156841A JP2018156841A JP6626168B2 JP 6626168 B2 JP6626168 B2 JP 6626168B2 JP 2018156841 A JP2018156841 A JP 2018156841A JP 2018156841 A JP2018156841 A JP 2018156841A JP 6626168 B2 JP6626168 B2 JP 6626168B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicone resin
present
condensation
resin composition
silicone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018156841A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019044166A (ja
Inventor
サン ホンジー
サン ホンジー
デン シキ
デン シキ
Original Assignee
ベイジン ケーエムティー テクノロジー カンパニー リミテッド
ベイジン ケーエムティー テクノロジー カンパニー リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ベイジン ケーエムティー テクノロジー カンパニー リミテッド, ベイジン ケーエムティー テクノロジー カンパニー リミテッド filed Critical ベイジン ケーエムティー テクノロジー カンパニー リミテッド
Publication of JP2019044166A publication Critical patent/JP2019044166A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6626168B2 publication Critical patent/JP6626168B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/20Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/02Organic and inorganic ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/06Preparatory processes
    • C08G77/08Preparatory processes characterised by the catalysts used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0025Crosslinking or vulcanising agents; including accelerators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483Containers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241Titanium dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/20Applications use in electrical or conductive gadgets

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

本発明は、モールド成形可能なシリコーン樹脂、組成物及びその半導体発光素子に関し、特に、縮合型シリコーン成形材料に好適に用いられ、融点が比較的に低く、かつモールド成形可能なシリコーン樹脂、組成物、LEDハウジングおよび半導体発光素子に関する。
LEDなどの半導体発光素子は、小型で、高効率で、寿命が長く、発光性に優れている等の利点を有し、近年広く注目されている。典型的な半導体発光素子は、通常、ポリアミド、エポキシ樹脂などの成形材料をモールド成形してハウジングにしてから、チップとリードを該ハウジング内に配置し、さらに、封止材で該ハウジングを充填してから、硬化させ、封止することにより形成される。上記ハウジング材料は、耐熱性及び耐光性に劣るため、長期間にわたって使用すると、黄変が生じ、反射率が低下し、機械的強度が劣化するなどの問題が生じる。シリコーン成形材料(SMC)は、良好な耐熱性及び耐光性を有し、ポリアミド、エポキシ樹脂に代わって半導体発光素子のハウジングの製造に用いられるようになってきている。
シリコーン成形材料は主に付加型と縮合型という2種類に大別される。付加型シリコーン成形材料は、ヒドロシリル化反応により硬化を実現するものである。その必須成分は、通常、アルケニル基含有ポリシロキサン、ハイドロジェンポリシロキサン、白金触媒、無機充填剤、抑制剤等を含み、配合が複雑であり、且つ用いるアルケニル基含有オルガノポリシロキサンおよびオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、合成プロセスが煩雑で、コストが高い。これに対し、縮合型シリコーン成形材料は、縮合反応により硬化を実現するものである。その必須成分は、通常、シリコーン樹脂、縮合反応触媒、無機充填剤等を含み、配合が比較的簡単であり、また、用いるシリコーン樹脂は、合成が便利であり、コストが比較的に低い。
CN101519531Bには、120〜190℃で30〜600秒のモールド成形によりLEDハウジングに作製することができ、且つ良好な耐熱性、耐光性及び低い黄変性を示す縮合型シリコーン成形材料が開示されている。前記縮合型シリコーン成形材料は、平均組成式がR Si(OR(OH)(4−a−b−c)/2であるシリコーン樹脂を含む。当該シリコーン樹脂は、自身の構造及び性能に制限されているため、その融点は、40〜130℃、好ましくは70〜80℃に制御しなければならない。融点が40℃未満であると、前記シリコーン樹脂は、固体でなくなる、または表面にべたつきがある固体になるため、モールド成形が困難である。用いるシリコーン樹脂は、融点が高いため、成形材料の配合時に、該シリコーン樹脂は通常の配合温度(一般的には100℃以下)で他の成分と均一に混合するのが困難である。また、成形材料の成形時に、成形材料の充填性を向上させるために、通常、成形温度を150〜190℃の高温に制御する必要がある。これらの欠陥のため、前記縮合型シリコーン成形材料の低温加工性が悪く、比較的低温での配合及びモールド成形が困難である。また、上記文献を含む先行技術は、どのようにして縮合型シリコーン成形材料に良好な低温加工性を与えるとともに、耐候性をより改善させるかについて教示していない。
従って、現在、縮合型シリコーン成形材料に適し、融点が比較的に低く、かつモールド成形可能なシリコーン樹脂の開発が急務となり、縮合型シリコーン成形材料の低温加工性及び耐候性の改善も急務となっている。
本発明は、縮合型シリコーン成形材料に適し、融点が比較的に低く、かつモールド成形可能なシリコーン樹脂及びその製造方法を提供することを目的としている。本発明はさらに、良好な低温加工性及び耐候性を有する縮合型シリコーン成形材料を提供することを目的としている。本発明の更なる目的は、前記縮合型シリコーン成形材料により製造されるモールド成形体及びその製造方法を提供することにある。本発明の更なる目的は、前記縮合型シリコーン成形材料により製造されるLEDハウジングを提供し、さらに、前記LEDハウジングを備える半導体発光素子を提供することにある。
本発明の目的を実現するために、本発明は、平均単位式が式1に示されるシリコーン樹脂であって、前記シリコーン樹脂は25℃で固体であり、かつ融点が50℃未満である、モールド成形可能なシリコーン樹脂を提供する。
[MeSiO3/2[PhSiO3/2[RSiO2/2]c[HO1/2]d (1)
(式1中、Rは、MeまたはPhを表す。a、b、c、dはモル比を表し、かつaが0.3〜0.9、bが0.05〜0.5、cが0.05〜0.5、dが0.001〜0.3、及びa+b+c=1という要件を満たす。)
本発明にかかるシリコーン樹脂は、好ましくは、aが0.4〜0.8であり、bが0.1〜0.4であり、cが0.1〜0.3であり、dが0.01〜0.2であり、及びa+b+c=1である。
本発明にかかるシリコーン樹脂は、好ましくは、融点が25〜40℃である。
本発明は、さらに、シリコーン樹脂を製造する方法であって、
(a)水と、酸性触媒と、第1有機溶媒とを含む第1混合液を、クロロシランと第2有機溶媒とを含む第2混合液に加え、前記クロロシランを加水分解反応させ、加水分解反応物から有機相と水相を分離する加水分解工程と、
(b)分離した有機相のpH値を7〜14に中和した後、縮合反応させる縮合工程とを含み、
前記クロロシランがMeSiCl、PhSiCl及びRSiClの組み合わせであり、ここでRは、MeまたはPhを表す、本発明にかかるシリコーン樹脂を製造する方法を提供する。
本発明は、さらに、シリコーン樹脂組成物であって、
(A)本発明にかかるシリコーン樹脂または本発明にかかる方法で製造されるシリコーン樹脂100重量部と、
(B)ケイ素原子に結合する水酸基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミド基、ケトキシム基またはイソプロペニルオキシ基を少なくとも3つ有する架橋剤1〜30重量部と、
(C)無機充填剤1〜800重量部と、
(D)触媒として有效の量の縮合触媒と、
を含む、モールド成形可能なシリコーン樹脂組成物を提供する。
本発明にかかるシリコーン樹脂組成物は、好ましくは、前記シリコーン樹脂組成物がさらに、前記シリコーン樹脂(A)100重量部に対して、1〜100重量部の(E)白色顔料を含む。
本発明は、さらに、本発明にかかるシリコーン樹脂、本発明にかかる方法で製造されるシリコーン樹脂または本発明にかかるシリコーン樹脂組成物をモールド成形してなるモールド成形体を提供する。
本発明は、さらに、本発明にかかるシリコーン樹脂、本発明にかかる方法で製造されるシリコーン樹脂または本発明にかかるシリコーン樹脂組成物をモールド成形することを含むモールド成形体の製造方法を提供する。
本発明は、さらに、本発明にかかるシリコーン樹脂組成物をモールド成形してなるLEDハウジングを提供する。
本発明は、さらに、本発明にかかるLEDハウジングを備える半導体発光素子を提供する。
本発明では、本発明にかかるシリコーン樹脂が25℃で固体であり、かつ融点が50℃であるように、シリコーン樹脂中の[MeSiO3/2]単位、[PhSiO3/2]単位、[RSiO2/2]単位及び水酸基(OH)のモル比を特定の数値範囲内に制御することによって、縮合型シリコーン成形材料に適し、融点が比較的に低く、かつモールド成形可能なシリコーン樹脂が得られる。さらに、本発明では、前記シリコーン樹脂を、少なくとも架橋剤、無機充填剤、縮合触媒と混合することによって、良好な低温加工性及び耐候性を有する縮合型シリコーン成形材料が得られる。さらに、本発明では、前記縮合型シリコーン成形材料をモールド成形することによって、モールド成形体とLEDハウジングを製造した。さらに、本発明では、前記LEDハウジングを備える半導体発光素子をさらに製造した。
図1は、本発明にかかる半導体発光素子を示す図である。
本発明に記載の「LEDハウジング」は、「LED筐体」、「LED反射器」、「LED反射体」、「LEDブラケット」とも呼ばれ、これらの用語は、本発明において同じ意味を有する。
本発明でいう「室温」とは、特に断りのない限り、25℃を言う。
本発明でいう「触媒として有效の量」は、当業界で知られている通常の意味を有し、縮合反応の円滑な進行を効果的に触媒することができる触媒の配合量を指す。
本発明でいう「シリコーン樹脂」は、特に断りのない限り、「モールド成形可能なシリコーン樹脂」と同義である。
本発明でいう「シリコーン樹脂組成物」は、特に断りのない限り、「モールド成形可能なシリコーン樹脂組成物」、「縮合型シリコーン成形材料」と同義である。
本発明でいう「Ph」は、フェニル基を表し、「Me」はメチル基を表す。
以下、具体的な実施形態によって本発明を詳しく説明する。但し、本発明に係る範囲は、これらの具体的な実施形態に限定されるものではない。
<シリコーン樹脂>
本発明にかかるシリコーン樹脂は、その平均単位式が式1に示され、前記シリコーン樹脂は25℃で固体であり、かつ融点が50℃未満である。
[MeSiO3/2[PhSiO3/2[RSiO2/2]c[HO1/2 (1)
(式1中、Rは、MeまたはPhを表し、a、b、c、dはモル比を表し、かつaが0.3〜0.9、bが0.05〜0.5、cが0.05〜0.5、dが0.001〜0.3、及びa+b+c=1という要件を満たす。)
式1中、aは好ましくは0.4〜0.8であり、bは好ましくは0.1〜0.4であり、cは好ましくは0.1〜0.3であり、dは好ましくは0.01〜0.2であり、及びa+b+c=1である。
好適には、本発明にかかるシリコーン樹脂は、融点が25〜40℃である。
本発明者は、シリコーン樹脂は25℃で固体であり、かつ融点が50℃未満であるように、シリコーン樹脂中の[MeSiO3/2]単位、[PhSiO3/2]単位、[RSiO2/2]単位及び水酸基(OH)のモル比を特定の数値範囲内に制御することによって、縮合型シリコーン成形材料に適し、融点が比較的に低く、かつモールド成形可能なシリコーン樹脂が得られることを見出した。
室温での表面タック性でモールド成形性を評価する場合、本発明にかかるシリコーン樹脂は、室温での表面タック性がいずれも3.0グラム力未満であり、より好ましくは2.0グラム力未満であり、最も好ましくは1.5グラム力である。本発明に記載のシリコーン樹脂は、室温での表面タック性が3.0グラム力未満であるため、室温で表面にべたつきがなく、縮合型シリコーン成形材料のモールド成形に適す。前記室温での表面タック性の評価方法は、本発明の実施例において詳しく説明するため、ここで詳細な説明を省略する。
また、本発明者は、さらに、シリコーン樹脂中の[MeSiO3/2]単位、[PhSiO3/2]単位、[RSiO2/2]単位及び水酸基(OH)のモル比を特定の数値範囲内に制御することによって、本発明に記載のシリコーン樹脂を、少なくとも架橋剤、無機充填剤、縮合触媒と混合するとき、良好な低温加工性及び耐候性を有する縮合型シリコーン成形材料が得られることを見出した。
<シリコーン樹脂の製造方法>
本発明にかかるシリコーン樹脂の製造方法としては、
(a)水と、酸性触媒と、第1有機溶媒とを含む第1混合液を、クロロシランと第2有機溶媒とを含む第2混合液に加え、前記クロロシランを加水分解反応させ、加水分解反応物から有機相と水相を分離する加水分解工程と、
(b)分離した有機相のpH値を7〜14に中和した後、縮合反応させる縮合工程とを含み、
前記クロロシランがMeSiCl、PhSiCl及びRSiClの組み合わせであり、ここで、Rは、MeまたはPhを表す。
前記加水分解工程(a)において、前記水は脱イオン水であることが好ましい。
前記加水分解工程(a)において、前記酸性触媒の種類としては特に限定されない。その具体例としては、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、ホウ酸等の無機酸;ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、マレイン酸、メタンスルホン酸、カンファースルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロプロピオン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の有機酸;酸性白土、スルホン化イオン交換樹脂等の固体酸;またはそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
前記加水分解工程(a)において、前記第1有機溶媒と前記第2有機溶媒は、同じであっても異なっていてもよく、それぞれ独立して、ベンゼン、トルエン、キシレン、石油エーテルまたはそれらの混合物から選択される。
前記加水分解工程(a)において、前記RSiClは、MeSiCl、PhSiCl、MePhSiClまたはそれらの任意の組み合わせであってもよい。好ましくは、前記RSiClは、MeSiClである。
前記加水分解工程(a)において、水、MeSiCl、PhSiCl及びRSiClの使用量としては、本発明にかかるシリコーン樹脂中のa、b、c、dは、aが0.3〜0.9であり、bが0.05〜0.5、cが0.05〜0.5、dが0.001〜0.3、及びa+b+c=1という要件を満たすような量であることが好ましい。
前記加水分解工程(a)において、前記加水分解反応の反応温度が0〜120℃であってもよく、好ましくは50〜100℃であり、前記加水分解反応の反応時間が0.5〜24時間であってもよく、好ましくは1〜12時間である。
前記縮合工程(b)において、前記中和は、中和剤を添加することによって行うことが好ましい。本発明に用いられる中和剤としては、特に限定されない。その具体例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の第4級アンモニウムの水酸化物;水酸化テトラメチルホスホニウム、水酸化テトラブチルホスホニウム等の第4級ホスホニウムの水酸化物;またはそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
前記縮合工程(b)において、前記縮合反応の反応温度が0〜120℃であってもよく、好ましくは50〜100℃であり、前記縮合反応の反応時間が0.5〜24時間であってもよく、好ましくは1〜12時間である。
本発明にかかるシリコーン樹脂の製造方法において、前記加水分解工程(a)及び/又は縮合工程(b)は、還流工程をさらに含むことが好ましい。
本発明にかかるシリコーン樹脂の製造方法において、前記縮合工程(b)の後に、有機溶媒を除去する工程をさらに含むことが好ましい。
<シリコーン樹脂組成物>
本発明に記載のシリコーン樹脂組成物は、
(A)本発明にかかるシリコーン樹脂100重量部と、
(B)ケイ素原子に結合する水酸基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミド基、ケトキシム基またはイソプロペニルオキシ基を少なくとも3つ有する架橋剤1〜30重量部と、
(C)無機充填剤1〜800重量部と、
(D)触媒として有效の量の縮合触媒と、を含む。
本発明者は、本発明にかかるシリコーン樹脂を、少なくとも架橋剤、無機充填剤、縮合触媒と混合することによって、良好な低温加工性及び耐候性を有する縮合型シリコーン成形材料が得られることを見出した。前記低温加工性及び耐候性の評価は、本発明の実施例において詳しく説明するため、ここで詳細な説明を省略する。
<架橋剤>
本発明にかかるシリコーン樹脂組成物は、ケイ素原子に結合する水酸基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミド基、ケトキシム基またはイソプロペニルオキシ基を少なくとも3つ有する架橋剤(B)を含む。本発明において、前記架橋剤(B)は、本発明にかかるシリコーン樹脂組成物の硬化物の弾性率を高める機能を有する。
本発明に用いられる架橋剤(B)の具体例としては、
メチルトリヒドロキシシラン、エチルトリヒドロキシシラン、プロピルトリヒドロキシシラン、ビニルトリヒドロキシシラン、フェニルトリヒドロキシシランまたはテトラヒドロキシシラン等のヒドロキシシラン;
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランまたはテトラプロポキシシラン等のアルコキシシラン;
メチルトリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、プロピルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、フェニルトリアセトキシシランまたはテトラアセトキシシラン等のアシロキシシラン;
メチルトリス(ジメチルケトオキシム)シラン、エチルトリス(ジメチルケトオキシム)シラン、プロピルトリス(ジメチルケトオキシム)シラン、ビニルトリス(ジメチルケトオキシム)シラン、フェニルトリス(ジメチルケトオキシム)シラン、メチルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、エチルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、プロピルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、フェニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、テトラプロピルケトオキシムシランまたはテトラブチルケトオキシムシラン等のケトオキシムシラン;
メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、プロピルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシランまたはテトライソプロポキシシラン等のイソプロペニルオキシシランが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明にかかるシリコーン樹脂組成物において、前記シリコーン樹脂(A)100重量部に対して、前記架橋剤(B)の使用量は1〜30重量部であってもよく、好ましくは5〜20重量部である。
<無機充填剤>
本発明にかかるシリコーン樹脂組成物は無機充填剤(C)を含む。本発明において、前記無機充填剤(C)は、本発明にかかるシリコーン樹脂組成物の硬化物の膨潤率を低下させ、その機械的強度を向上させるという機能を有する。
本発明に用られる無機充填剤の種類としては、特に限定されない。その具体例としては、球状シリカ、アルミナ、ガラス繊維、ガラスビーズ、酸化チタン、酸化亜鉛、リトポンが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明にかかるシリコーン樹脂組成物において、前記シリコーン樹脂(A)100重量部に対して、前記無機充填剤(C)の使用量は1〜800重量部であってもよく、好ましくは1〜600重量部である。
<縮合触媒>
本発明にかかるシリコーン樹脂組成物は縮合触媒(D)を含む。本発明において、前記縮合触媒(D)は、前記シリコーン樹脂分子内、シリコーン樹脂分子同士及びシリコーン樹脂分子と架橋剤分子との間の縮合反応が円滑に進行するように触媒するという機能を有する。
本発明に用いられる縮合触媒(D)の種類としては、特に限定されない。その具体例としては、
水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、ナトリウムメトキシド、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム、水酸化トリメチルベンジルアンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、n−ヘキシルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、イミダゾール、ピリジン、トリフェニルホスフィン、ジアザビシクロウンデセンまたはジシアンジアミド等の塩基性化合物;
テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、チタニウムアセチルアセトナート、ジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)チタン、トリイソブトキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、アルミニウムトリアセチルアセトナート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、テトラ酪酸ジルコニウム、ナフテン酸コバルト、オクタン酸コバルト、コバルトアセチルアセトナート、鉄アセチルアセトナート、スズアセチルアセトナート、ジメチルヒドロキシスズオレート、ジオクチルスズマレエート、ジ−n−ブチルスズジマレエート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジラウレート、酢酸第一スズ、オクタン酸第一スズ、オクチル酸亜鉛、p−tert−ブチル安息香酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛またはナフテン酸鉛等の有機金属化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明にかかるシリコーン樹脂組成物において、前記シリコーン樹脂(A)100重量部に対して、前記縮合触媒(D)の使用量は0.005〜10重量部であり、好ましくは0.001〜5重量部である。
<白色顔料>
本発明にかかるシリコーン樹脂組成物は、白色顔料(E)をさらに含有することが好ましい。本発明において、白色顔料(E)は、本発明にかかるシリコーン樹脂組成物の硬化物の白色度を向上させて、半導体発光素子のハウジング材料の高反射率に対する特性の要求を満たすことができるようにするという機能を有する。
本発明に用いられる白色顔料の種類としては、特に限定されない。その具体例としては、二酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、硫酸バリウムまたはそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。高屈折率を得る観点から、前記白色顔料は、二酸化チタンであることが好ましい。前記二酸化チタンは、ルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型のいずれか1種であってもよい。高屈折率を得る観点から、前記二酸化チタンは、ルチル型であることが好ましい。
本発明にかかるシリコーン樹脂組成物において、前記シリコーン樹脂(A)100重量部に対して、前記白色顔料(E)の使用量は1〜100重量部であり、好ましくは1〜60重量部である。
<他の添加剤>
本発明の目的を逸脱することなく、その他の要求特性を満たすために、本発明にかかるシリコーン樹脂組成物は、さらに、他の添加剤を含有してもよい。本発明に用いられる他の添加剤としては、ステアリン酸、ステアリン酸塩、シリコーンオイル、ワックス類等の離型剤;KH−550、KH−560、KH−570等のカップリング剤が挙げられるが、これらに限定されない。本発明において、前記他の添加剤の使用量は特に限定されないが、当業界における一般的な量とすればよい。
<シリコーン樹脂組成物の製造方法>
本発明にかかるシリコーン樹脂組成物の製造方法としては、特に限定されないが、当業界における公知の方法を使用すればよい。
典型的には、本発明にかかるシリコーン樹脂組成物の製造方法は、
(a)少なくとも、前記シリコーン樹脂(A)と、架橋剤(B)と、無機充填剤(C)と、縮合触媒(D)とを含む成分を均一に混合した後、溶融混練装置を用いて溶融混練処理を行って、溶融混練物を形成する溶融混練工程と、
(b)得られた溶融混練物を冷却硬化させ、その硬化物を粉砕して粒子にする造粒工程と、を含む。
前記溶融混練工程(a)において、かかる成分はさらに白色顔料(E)を含むことが好ましい。必要に応じて、前記成分はさらに他の添加剤を含む。
前記溶融混練工程(a)において、前記溶融混練装置としては、特に限定されないが、熱ロール、ニーダーまたは押出機が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記溶融混練工程(a)において、前記溶融混練処理の温度としては、特に限定されないが、20〜100℃であってもよく、好ましくは25〜60℃である。
本発明者は、縮合型シリコーン成形材料に適する、融点が比較的に低く、かつモールド成形可能な本発明にかかるシリコーン樹脂を用いることで、本発明にかかるシリコーン樹脂組成物は、比較的低温下でも、各成分の溶融混練を実現でき、かつ混合が比較的均一であり、これにより良好な低温加工性を示すことを見出した。
<モールド成形体及びその製造方法>
本発明にかかるモールド成形体は、本発明にかかるシリコーン樹脂組成物をモールド成形してなるものである。
本発明にかかるモールド成形体の製造方法は、本発明にかかるシリコーン樹脂組成物をモールド成形することを含む。
本発明において、前記モールド成形は、トランスファー成形、モールドプレス成形、射出成形または押出成形であることが好ましく、トランスファー成形であることがより好ましい。
本発明において、前記モールド成形の成形温度は、好ましくは20〜150℃であり、より好ましくは50〜130℃、最も好ましくは50〜120℃である。前記モールド成形の成形時間は、好ましくは20〜600秒であり、より好ましくは25〜400秒であり、最も好ましくは30〜300秒である。
本発明にかかるモールド成形体は、必要に応じて、アフターキュア処理を行ってもよい。前記アフターキュア処理の温度は特に限定されないが、50〜300℃であってもよく、好ましくは100〜250℃である。前記アフターキュア処理の時間は特に限定されないが、1分間〜5時間であってもよく、好ましくは10分間〜2時間である。
本発明者は、縮合型シリコーン成形材料に適する、融点が比較的に低く、かつモールド成形可能な本発明のシリコーン樹脂を用いることで、本発明にかかるシリコーン樹脂組成物は、比較的低温下でもモールド成形体にモールド成形することができ、良好な低温加工性を示し、かつ良好な耐候性を有することを見出した。
<LED筐体>
本発明にかかるLEDハウジングは、本発明にかかるシリコーン樹脂組成物をモールド成形してなるものである。本発明において、本発明に記載のLEDハウジングを製造するためのモールド成形方法は、上述したモールド成形体の製造方法と同一であってもよい。ここで、重複の説明を省略する。
<半導体発光素子>
本発明にかかる半導体発光素子は、本発明にかかるLEDハウジングを備える。
本発明の一具体的な実施形態によれば、本発明の半導体発光素子は、図1に示すとおりである。前記半導体発光素子は、チップ1、リード2、レンズ3、封止材4及びハウジング5を備える。ハウジング5は、本発明にかかるシリコーン樹脂組成物をモールド成形することにより製造される。
実施例
以下、実施例によって本発明をさらに説明する。但し、本発明に係る範囲は、実施例に限定されるものではない。
<平均単位式の評価>
スイスのBruker社製のAVANCE II 400MHz型核磁気共鳴装置を用い、シリコーン樹脂の水素核磁気共鳴スペクトル(H−NMR)及びケイ素核磁気共鳴スペクトル(29Si−NMR)を測定することによって、シリコーン樹脂の平均単位式を確認した。
<融点の測定>
ドイツのNetzsch社製のDSC 204HP型示差走査熱量計を用い、シリコーン樹脂のDSC曲線を測定することによって、シリコン樹脂の融点を確認した。
<室温での表面タック性の評価>
シリコーン樹脂を、寸法が10cm×10cm×2mmの試験サンプルにモールドプレス成形した後、寸法が15cm×15cm×1mmであり、かつ表面が平らなステンレス板の表面に置いた。試験サンプルを載せたステンレス板を、英国Stable Micro Systems社製のTA.TX Plus型物性分析機器(テクスチャーアナライザー)のステージの中央に置き、P35プローブを選択し、測定前速度が1.0mm/s、測定速度が0.5mm/s、測定後速度が10.0mm/s、接触時間が2.0s、戻り距離が5.0mm、誘導力がAuto−10gfとなるように測定プログラムを設定した。プログラムによって、プローブは、下方に向けて垂直にサンプル内部の所定深さまで挿入するように制御し、次いで、サンプル内部からプローブを上方に向けて垂直に引き上げるのに必要な力を測定し、これにより試験サンプルの当該位置の室温での表面タック性(単位:グラム力(gf))を測定し、評価を行う。同じ方法を用いて、試験サンプルの異なる10箇所における室温での表面タック性を測定し、それらの平均値を取って試験サンプルの室温での表面タック性とする。
<低温加工性の評価>
シリコーン樹脂組成物の各成分を均一に混合した後、ニーダーに加え、40℃で溶融混練処理を行い、得られた溶融混練物を冷却硬化させた後、粒子に粉砕した。得られた粒子をトランスファー成形機に加え、80℃で、7MPaの圧力で前記粒子を、キャビティの寸法が50cm×50cm×5mmの金属金型内に押し込み、200秒間保持し、モールド成形した。金型が室温まで冷却した後、型開きをして成形体を取り出し、試験サンプルとした。試験サンプルの外観を観察して評価する。試験サンプルの表面に5つ以下のクラックまたは空隙がある場合は「○」、試験サンプルの表面に5つ以上のクラックまたは空隙がある場合は「×」と表記される。
<耐候性の評価>
シリコーン樹脂組成物を、寸法が10cm×10cm×2mmの試験サンプルにモールドプレス成形した。試験サンプルを紫外可視分光光度計内に置き、350nm〜400nmにおける光反射率を測定し、初期反射率rと表記した。次いで、試験サンプルを取り出し、温度が85℃、相対湿度が85%の環境において1000時間放置した後、350nm〜400nmにおける光反射率を再度測定し、最終反射率rと表記した。式Δr=((r−r)/r)×100%に基づき、反射率の減衰量Δr(%)を算出し、これによりシリコーン樹脂組成物の耐候性を評価した。
<合成例1>
攪拌機、温度計、凝縮還流手段を備えた反応器において、撹拌器をオンにし、脱イオン水504.0g(28.0モル)、濃度0.05Nの塩酸9.0g、トルエン1000.0gを入れて第1混合液を調製した。前記反応器を徐々に昇温させながら、該反応器にメチルトリクロロシラン747.5g(5.0モル)、フェニルトリクロロシラン634.5g(3.0モル)、ジメチルジクロロシラン258.0g(2.0モル)及びトルエン1000.0gからなる第2混合液をゆっくり滴下した。前記第2混合液の滴下が終了してから、反応器の内温を70℃に保持し、還流状態で3時間加水分解反応させ、加水分解反応物を得た。得られた加水分解反応物を冷却、静置して、層分離させ、有機相と水相を分離した。分離した有機相を水酸化カリウムでpH9に調整した後、上記反応器と同じように設置された反応器に入れて、撹拌器をオンにし、反応器の内温を70℃に保持し、還流状態で2時間縮合反応させ、縮合反応物を得た。減圧蒸留によって縮合反応生成物中の溶媒および低沸点物を除去し、約898.0gの無色透明な固体(以下、シリコーン樹脂A−1という)を得た。
H−NMR及び29Si−NMRにより、前記シリコーン樹脂A−1の平均単位式は、式1−1に示すとおりであることが確認された。
[MeSiO3/20.5[PhSiO3/20.3[MeSiO2/20.2[HO1/20.03 (1−1)
前記シリコーン樹脂A−1の性能は、表1に示すとおりである。
<合成例2>
攪拌機、温度計、凝縮還流手段を備えた反応器において、撹拌器をオンにし、脱イオン水540.0g(30.0モル)、濃度0.05Nの塩酸10.0g、トルエン1500.0gを入れて第1混合液を調製した。前記反応器を徐々に昇温させながら、該反応器にメチルトリクロロシラン897.0g(6モル)、フェニルトリクロロシラン423.0g(2.0モル)、ジメチルジクロロシラン258.0g(2.0モル)及びトルエン1500.0gからなる第2混合液をゆっくり滴下した。前記第2混合液の滴下が終了してから、反応器の内温を80℃に保持し、還流状態で5時間加水分解反応させ、加水分解反応物を得た。得られた加水分解反応物を冷却、静置して、層分離させ、有機相と水相を分離した。分離した有機相を水酸化カリウムでpH8に調整した後、上記反応器と同じように設置された反応器に入れて、撹拌器をオンにし、反応器の内温を75℃に保持し、還流状態で5時間縮合反応させ、縮合反応物を得た。減圧蒸留によって縮合反応生成物中の溶媒および低沸点物を除去し、約868.5gの無色透明な固体(以下、シリコーン樹脂A−2という)を得た。
H−NMR及び29Si−NMRにより、前記シリコーン樹脂A−2の平均単位式は、式1−2に示すとおりであることが確認された。
[MeSiO3/20.6[PhSiO3/20.2[MeSiO2/20.2[HO1/20.1 (1−2)
前記シリコーン樹脂A−2の性能は、表1に示すとおりである。
<合成例3>
攪拌機、温度計、凝縮還流手段を備えた反応器において、撹拌器をオンにし、脱イオン水720.0g(40.0モル)、濃度0.05Nの塩酸8.0g、トルエン2000.0gを入れて第1混合液を調製した。前記反応器を徐々に昇温させながら、該反応器にメチルトリクロロシラン1046.5g(7.0モル)、フェニルトリクロロシラン423.0g(2.0モル)、ジメチルジクロロシラン129.0g(1.0モル)及びトルエン1600.0gからなる第2混合液をゆっくり滴下した。前記第2混合液の滴下が終了してから、反応器の内温を70℃に保持し、還流状態で10時間加水分解反応させ、加水分解反応物を得た。得られた加水分解反応物を冷却、静置して、層分離させ、有機相と水相を分離した。分離した有機相を水酸化カリウムでpH10に調整した後、上記反応器と同じように設置された反応器に入れて、撹拌器をオンにし、反応器の内温を80℃に保持し、還流状態で10時間縮合反応させ、縮合反応物を得た。減圧蒸留によって縮合反応生成物中の溶媒および低沸点物を除去し、約866.8gの無色透明な固体(以下、シリコーン樹脂A−3という)を得た。
H−NMR及び29Si−NMRにより、前記シリコーン樹脂A−3の平均単位式は、式1−3に示すとおりであることが確認された。
[MeSiO3/20.7[PhSi3/20.2[MeSiO2/20.1[HO1/20.1 (1−3)
前記シリコーン樹脂A−3の性能は、表1に示すとおりである。
<合成例4>
攪拌機、温度計、凝縮還流手段を備えた反応器において、撹拌器をオンにし、脱イオン水1044.0g(58.0モル)、濃度0.05Nの塩酸15.0g、トルエン1000.0gを入れて第1混合液を調製した。前記反応器を徐々に昇温させながら、該反応器にメチルトリクロロシラン1196.0g(8.0モル)、フェニルトリクロロシラン211.5g(1.0モル)、ジメチルジクロロシラン129.0g(1.0モル)及びトルエン2000.0gからなる第2混合液をゆっくり滴下した。前記第2混合液の滴下が終了してから、反応器の内温を70℃に保持し、還流状態で1時間加水分解反応させ、加水分解反応物を得た。得られた加水分解反応物を冷却、静置して、層分離させ、有機相と水相を分離した。分離した有機相を水酸化カリウムでpH9に調整した後、上記反応器と同じように設置された反応器に入れて、撹拌器をオンにし、反応器の内温を75℃に保持し、還流状態で10時間縮合反応させ、縮合反応物を得た。減圧蒸留によって縮合反応生成物中の溶媒および低沸点物を除去し、約847.2gの無色透明な固体(以下、シリコーン樹脂A−4という)を得た。
H−NMR及び29Si−NMRにより、前記シリコーン樹脂A−4の平均単位式は、式1−4に示すとおりであることが確認された。
[MeSiO3/20.8[PhSi3/20.1[MeSiO2/20.1[HO1/20.2 (1−4)
前記シリコーン樹脂A−4の性能は、表1に示すとおりである。
<比較合成例1>
攪拌機、温度計、凝縮還流手段を備えた反応器において、撹拌器をオンにし、脱イオン水504.0g(28.0モル)、濃度0.05Nの塩酸7.0g、トルエン700.0gを入れて第1混合液を調製した。前記反応器を徐々に昇温させながら、該反応器にメチルトリクロロシラン1196.0g(8.0モル)、ジメチルジクロロシラン258.0g(2.0モル)及びトルエン700.0gからなる第2混合液をゆっくり滴下した。前記第2混合液の滴下が終了してから、反応器の内温を75℃に保持し、還流状態で5時間加水分解反応させ、加水分解反応物を得た。得られた加水分解反応物を冷却、静置して、層分離させ、有機相と水相を分離した。分離した有機相を水酸化カリウムでpH8に調整した後、上記反応器と同じように設置された反応器に入れて、撹拌器をオンにし、反応器の内温を80℃に保持し、還流状態で3時間縮合反応させ、縮合反応物を得た。減圧蒸留によって縮合反応生成物中の溶媒および低沸点物を除去し、約615.7gの無色透明な固体(以下、シリコーン樹脂A′−1という)を得た。
H−NMR及び29Si−NMRにより、前記シリコーン樹脂A′−1の平均単位式は、式1−5に示すとおりであることが確認された。
[MeSiO3/20.8[MeSiO2/20.2[HO1/20.1 (1−5)
前記シリコーン樹脂A′−1の性能は、表1に示すとおりである。
<比較合成例2>
攪拌機、温度計、凝縮還流手段を備えた反応器において、撹拌器をオンにし、脱イオン水540.0g(30.0モル)、濃度0.05Nの塩酸8.0g、トルエン1700.0gを入れて第1混合液を調製した。前記反応器を徐々に昇温させながら、該反応器にメチルトリクロロシラン897.0g(6.0モル)、フェニルトリクロロシラン846.0g(4.0モル)及びトルエン1700.0gからなる第2混合液をゆっくり滴下した。前記第2混合液の滴下が終了してから、反応器の内温を70℃に保持し、還流状態で3時間加水分解反応させ、加水分解反応物を得た。得られた加水分解反応物を冷却、静置して、層分離させ、有機相と水相を分離した。分離した有機相を水酸化カリウムでpH9に調整した後、上記反応器と同じように設置された反応器に入れて、撹拌器をオンにし、反応器の内温を75℃に保持し、還流状態で5時間縮合反応させ、縮合反応物を得た。減圧蒸留によって縮合反応生成物中の溶媒および低沸点物を除去し、約628.4gの無色透明な固体(以下、シリコーン樹脂A′−2という)を得た。
H−NMR及び29Si−NMRにより、前記シリコーン樹脂A′−2の平均単位式は、式1−6に示すとおりであることが確認された。
[MeSiO3/20.6[PhSi3/20.4[HO1/20.1 (1−6)
前記シリコーン樹脂A′−2の性能は、表1に示すとおりである。
<比較合成例3>
撹拌器、温度計を備えた反応器において、撹拌器をオンにし、脱イオン水1008.0g(56.0mol)を入れて、メチルトリメトキシシラン816.0g(6.0モル)、フェニルトリメトキシシラン396.0g(2.0モル)、ジメチルジメトキシシラン302.0g(2.0モル)及びトルエン3000gからなる混合液を前記反応器にゆっくり滴下した。前記混合液の滴下が終了してから、反応器の内温を50℃に保持し、1時間加水分解反応させ、加水分解反応物を得た。得られた加水分解反応物を50℃で1時間エージングした後、脱イオン水を加えて洗浄を行った。その後、共沸脱水、濾過、減圧蒸留を行って溶媒及び低沸点物を除去し、約748.9gの無色透明な固体(以下、シリコーン樹脂A′−3という)を得た。
H−NMR及び29Si−NMRにより、前記シリコーン樹脂A′−3の平均単位式は、式1−7に示すとおりであることが確認された。
[MeSiO3/20.6[PhSi3/20.2[MeSiO2/20.2[MeO1/20.04[HO1/20.06(1−7)
前記シリコーン樹脂A′−3の性能は、表1に示すとおりである。
表1から、本発明の合成例1〜4で得られたシリコーン樹脂A−1、A−2、A−3及びA−4は、[MeSiO3/2]単位、[PhSiO3/2]単位、[RSiO2/2]単位及び水酸基のモル比がいずれも本発明で要求される数値範囲を満たし、常温で固体であり、かつ融点が50℃未満であり、室温での表面タック性がいずれも2.0グラム力未満であり、室温において表面にべたつきがなく、縮合型シリコーン成形材料のモールド成形に適していることが分かった。
また、比較によって明らかなように、比較合成例1のシリコーン樹脂A′−1と本発明の実施例2のシリコーン樹脂A−2とは、両者の中の3官能シロキサン単位、2官能シロキサン単位及び水酸基のモル比が同一であり、比較合成例1のシリコーン樹脂A′−1は、3官能シロキサン単位が[PhSiO3/2]単位を含まないのに対し、本発明の実施例2のシリコーン樹脂A−2は、3官能シロキサン単位が一定量の[PhSiO3/2]単位を含む点のみで相違する。比較合成例2のシリコーン樹脂A′−2と本発明の実施例2のシリコーン樹脂A−2とは、両者の中の水酸基のモル比が同一であり、比較合成例2のシリコーン樹脂A′−2は、2官能シロキサン単位を含まず、3官能シロキサン単位だけ含むのに対し、本発明の実施例2のシリコーン樹脂A−2は、3官能シロキサン単位だけでなく、2官能シロキサン単位も含む点のみで相違する。比較合成例3のシリコーン樹脂A′−3と本発明の実施例2のシリコーン樹脂A−2とは、両者の中の[MeSiO3/2]単位、[PhSiO3/2]単位、[RSiO2/2]単位及び残存する縮合可能な基(即ち、水酸基及び/又はアルコキシ基)のモル比が同じであり、比較合成例3のシリコーン樹脂A′−3に残存する縮合可能な基が一定量のメトキシ基を含むのに対し、本発明の実施例2のシリコーン樹脂A−2に残存する縮合可能な基はすべて水酸基である点のみで相違する。測定結果から明らかなように、比較合成例1〜3で得られたシリコーン樹脂A′−1、A′−2、及びA′−3は、本発明の実施例2で得られたシリコーン樹脂A−2と比べて、室温においていずれも固体であり、かつ融点が50℃未満であるものの、室温での表面タック性がいずれも4.0グラム力よりも大きく、室温において表面にべたつきがあるため、縮合型シリコーン成形材料のモールド成形には適さない。
このように、本発明では、本発明のシリコーン樹脂が25℃で固体であり、かつ融点が50℃未満であるように、シリコーン樹脂中の[MeSiO3/2]単位、[PhSiO3/2]単位、[RSiO2/2]単位及び水酸基のモル比を特定の数値範囲内に制御することによって、縮合型シリコーン成形材料に適し、融点が比較的に低く、かつモールド成形可能なシリコーン樹脂を得た。
<実施例1>
合成例1で作製されたシリコーン樹脂A−1 100重量部、架橋剤B−1(テトラエトキシシラン)7重量部、無機充填剤C−1(二酸化珪素)400重量部、縮合触媒D−1(ジブチルスズジラウレート)1重量部、白色顔料E−1(ルチル型二酸化チタン)40重量部を均一に混合した後、ニーダーに加え、40℃で溶融混練し、得られた溶融混練物を冷却硬化させた後、粉砕して粒子にし、これによりシリコーン樹脂組成物1を得た。その性能を表2に示す。
<実施例2>
合成例1のシリコーン樹脂A−1の代わりに合成例2で作製されたシリコーン樹脂A−2を使用した以外、他の成分及び製造工程はいずれも実施例1と同一にして、シリコーン樹脂組成物2を得た。その性能を表2に示す。
<実施例3>
合成例1のシリコーン樹脂A−1の代わりに合成例3で作製されたシリコーン樹脂A−3を使用した以外、他の成分及び製造工程はいずれも実施例1と同一にして、シリコーン樹脂組成物3を得た。その性能を表2に示す。
<実施例4>
合成例1のシリコーン樹脂A−1の代わりに合成例4で作製されたシリコーン樹脂A−4を使用した以外、他の成分及び製造工程はいずれも実施例1と同一にして、シリコーン樹脂組成物4を得た。その性能を表2に示す。
<比較実施例1>
合成例1のシリコーン樹脂A−1の代わりに比較合成例1で作製されたシリコーン樹脂A′−1を使用した以外、他の成分及び製造工程はいずれも実施例1と同一にして、シリコーン樹脂組成物1′を得た。その性能を表2に示す。
<比較実施例2>
合成例1のシリコーン樹脂A−1の代わりに比較合成例2で製造されたシリコーン樹脂A′−2を使用した以外、他の成分及び製造工程はいずれも実施例1と同一にして、シリコーン樹脂組成物2′を得た。その性能を表2に示す。
<比較実施例3>
合成例1のシリコーン樹脂A−1の代わりに比較合成例3で製造されたシリコーン樹脂A′−3を使用した以外、他の成分及び製造工程はいずれも実施例1と同一にして、シリコーン樹脂組成物3′を得た。その性能を表2に示す。
<比較実施例4>
合成例1のシリコーン樹脂A−1の代わりに、CN101519531Bの合成実施例2と同一の方法で製造された、融点が80.7℃のシリコーン樹脂(以下、シリコーン樹脂A′−4という)を使用した以外、他の成分及び製造工程はいずれも実施例1と同一にして、シリコーン樹脂組成物4′を得た。その性能を表2に示す。
表2から、本発明の実施例1〜4のシリコーン樹脂組成物1〜4及び比較実施例1〜4のシリコーン樹脂組成物1′〜4′は、いずれもシリコーン樹脂と架橋剤、無機充填剤、縮合触媒とを混合して得たものであり、本発明の実施例1〜4で用いたシリコーン樹脂は、各々順次に合成例1〜4のシリコーン樹脂A−1〜A−4であるのに対し、比較実施例1〜4で用いたシリコーン樹脂は各々順次に比較合成例1〜3のシリコーン樹脂A′−1〜A′−3及びCN101519531Bの合成実施例2により製造されたシリコーン樹脂A′−4である点のみで相違することが分かった。測定結果から明らかなように、本発明の実施例1〜4のシリコーン樹脂組成物1〜4はいずれも低温加工性を有するのに対し、比較実施例1〜4のシリコーン樹脂組成物1′〜4′はいずれも低温加工性を有しない。また、本発明の実施例1〜4のシリコーン樹脂組成物1〜4は、比較実施例2〜4のシリコーン樹脂組成物2′〜4′よりも耐候性に優れている。
このように、本発明は、本発明にかかるシリコーン樹脂を、少なくとも架橋剤、無機充填剤、縮合触媒と混合することによって、良好な低温加工性及び耐候性を有する縮合型シリコーン成形材料を得ることができた。
1 チップ
2 リード
3 レンズ
4 封止材
5 ハウジング

Claims (10)

  1. 平均単位式が式1に示されるシリコーン樹脂であって、
    [MeSiO 3/2 [PhSiO 3/2 [R SiO 2/2 [HO 1/2 (1)
    (式1中、RはMeまたはPhを表し、a、b、c、dはモル比を表し、かつ、aが0.3〜0.9、bが0.05〜0.5、cが0.05〜0.5、dが0.001〜0.3、及びa+b+c=1という要件を満たす。)、
    前記シリコーン樹脂は、25℃で固体であり、かつ融点が50℃未満である、モールド成形可能なシリコーン樹脂。
  2. aが0.4〜0.8であり、bが0.1〜0.4であり、cが0.1〜0.3、及びdが0.01〜0.2であることを特徴とする、請求項1に記載のシリコーン樹脂。
  3. 前記シリコーン樹脂の融点が25〜40℃であることを特徴とする、請求項1または2に記載のシリコーン樹脂。
  4. シリコーン樹脂を製造する方法であって、
    (a)水と、酸性触媒と、第1有機溶媒とを含む第1混合液を、クロロシランと第2有機溶媒とを含む第2混合液に加え、前記クロロシランを加水分解反応させ、加水分解反応物から有機相と水相を分離する加水分解工程と、
    (b)分離した有機相のpH値を7〜14に中和した後、縮合反応させる縮合工程とを含み、
    前記クロロシランがMeSiCl 、PhSiCl 及びR SiCl の組み合わせであり、ここで、Rは、MeまたはPhを表す、請求項1に記載のシリコーン樹脂を製造する方法。
  5. シリコーン樹脂組成物であって、
    (A)請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂100重量部と、
    (B)ケイ素原子に結合する水酸基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミド基、ケトキシム基またはイソプロペニルオキシ基を少なくとも3つ有する架橋剤1〜30重量部と、
    (C)無機充填剤1〜800重量部と、
    (D)触媒として有效の量の縮合触媒と、
    を含む、モールド成形可能なシリコーン樹脂組成物。
  6. 前記シリコーン樹脂組成物は、さらに、前記シリコーン樹脂(A)100重量部に対して、1〜100重量部の(E)白色顔料を含有することを特徴とする、請求項5に記載のシリコーン樹脂組成物。
  7. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂、または請求項5もしくは6に記載のシリコーン樹脂組成物をモールド成形してなる、モールド成形体。
  8. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリコーン樹脂、請求項4に記載の方法で製造されたシリコーン樹脂、または請求項5もしくは6に記載のシリコーン樹脂組成物をモールド成形することを含む、モールド成形体の製造方法。
  9. 請求項5または6に記載のシリコーン樹脂組成物をモールド成形してなる、LEDハウジング。
  10. 請求項9に記載のLEDハウジングを備える、半導体発光素子。
JP2018156841A 2017-08-29 2018-08-24 モールド成形可能なシリコーン樹脂、組成物及びその半導体発光素子 Active JP6626168B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710758019.6A CN107501942B (zh) 2017-08-29 2017-08-29 可模塑成型的有机硅树脂、组合物及其半导体发光元件
CN201710758019.6 2017-08-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019044166A JP2019044166A (ja) 2019-03-22
JP6626168B2 true JP6626168B2 (ja) 2019-12-25

Family

ID=60694262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018156841A Active JP6626168B2 (ja) 2017-08-29 2018-08-24 モールド成形可能なシリコーン樹脂、組成物及びその半導体発光素子

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6626168B2 (ja)
KR (1) KR102119861B1 (ja)
CN (1) CN107501942B (ja)
TW (1) TWI665236B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109517175A (zh) * 2018-11-27 2019-03-26 湖北新四海化工股份有限公司 Led封装用高品质苯基乙烯基mtq硅树脂及制备方法
CN113372758A (zh) * 2021-08-12 2021-09-10 北京康美特科技股份有限公司 白色有机硅油墨、反射层、背光基板和背光模组
CN116102733A (zh) * 2021-11-30 2023-05-12 广州市斯洛柯高分子聚合物有限公司 一种固体纯有机硅树脂及其制备方法、有机硅树脂组合物

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3542185B2 (ja) * 1995-02-02 2004-07-14 ダウ コーニング アジア株式会社 シリコーンレジン、これを含む組成物およびその硬化方法
JP3683770B2 (ja) * 2000-03-21 2005-08-17 東レ・ダウコーニング株式会社 シリコーンゴムスポンジ形成性組成物、シリコーンゴムスポンジおよびシリコーンゴムスポンジの製造方法
CA2543366A1 (en) * 2003-08-01 2005-02-24 Dow Corning Corporation Silicone based dielectric coatings and films for photovoltaic applications
JP4849814B2 (ja) * 2005-03-29 2012-01-11 東レ・ダウコーニング株式会社 ホットメルト型シリコーン系接着剤
MY141236A (en) * 2007-06-29 2010-03-31 Dow Corning Toray Co Ltd Silicone resin composition, curable resin composition, and cured resin
JP4623322B2 (ja) * 2007-12-26 2011-02-02 信越化学工業株式会社 光半導体ケース形成用白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物並びに光半導体ケース及びその成形方法
JP2010106243A (ja) * 2008-09-30 2010-05-13 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 光半導体装置用シリコーン樹脂組成物
CN101508776B (zh) * 2009-03-13 2011-04-20 杭州师范大学 一种甲基苯基硅树脂制备方法
KR101114922B1 (ko) * 2010-01-25 2012-02-14 주식회사 엘지화학 실리콘 수지
KR101881604B1 (ko) * 2011-11-21 2018-07-24 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Led 리플렉터로서 유용한 백색 열경화성 실리콘 수지 조성물 및 상기 조성물을 이용한 광반도체 장치
JP6135232B2 (ja) * 2013-03-25 2017-05-31 三菱化学株式会社 硬化性シリコーン樹脂
EP3190156B1 (en) * 2014-09-01 2019-03-20 Dow Corning Toray Co., Ltd. Curable silicone composition, curable hot-melt silicone, and optical device

Also Published As

Publication number Publication date
TWI665236B (zh) 2019-07-11
CN107501942B (zh) 2020-10-02
KR102119861B1 (ko) 2020-06-08
TW201912684A (zh) 2019-04-01
CN107501942A (zh) 2017-12-22
JP2019044166A (ja) 2019-03-22
KR20190024731A (ko) 2019-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8013056B2 (en) White heat-curable silicone resin composition, optoelectronic part case, and molding method
JP6626168B2 (ja) モールド成形可能なシリコーン樹脂、組成物及びその半導体発光素子
KR101865150B1 (ko) 규소함유 경화성 조성물 및 그 경화물
KR101520510B1 (ko) 광반도체 장치용 실리콘 수지 조성물과 광반도체 장치
TWI570185B (zh) 硬化性矽酮組合物、其硬化產品及光半導體裝置
KR101497158B1 (ko) 광반도체 장치용 실리콘 수지 조성물
JP4791083B2 (ja) 光関連デバイス封止用樹脂組成物およびその硬化物
KR101701514B1 (ko) 언더필재 조성물과 광반도체 장치
CN108463508B (zh) 缩合反应型聚硅氧烷组合物以及固化物
JP2009221393A (ja) 光半導体ケース形成用白色熱硬化性シリコーン樹脂組成物並びに光半導体ケース
KR20130084235A (ko) 규소 함유 경화성 조성물, 그 규소 함유 경화성 조성물의 경화물 및 그 규소 함유 경화성 조성물로 형성되는 리드 프레임 기판
JP3339910B2 (ja) 硬化性樹脂組成物
JP2011032392A (ja) 光半導体装置用シリコーン樹脂組成物
JP2008013623A (ja) 光関連デバイス封止用樹脂組成物およびその硬化物
JP5246880B2 (ja) アンダーフィル材組成物及び光半導体装置
TWI579339B (zh) 硬化性樹脂組成物
JP2011132299A (ja) シリコーン樹脂組成物
TW201726812A (zh) 硬化性聚矽氧樹脂組合物及其硬化物、以及使用其之光半導體裝置
JP6512181B2 (ja) フォトカプラー一次封止用熱硬化性シリコーン樹脂組成物、該組成物で封止されたフォトカプラー及び該フォトカプラーを有する光半導体装置
KR101560031B1 (ko) 폴리오가노실록산
JP2011057957A (ja) 耐熱性ポリシロキサン系組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180824

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180830

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190821

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6626168

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250