JP6944120B2 - 硬化性樹脂組成物、その硬化物、及び半導体装置 - Google Patents
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Description
一方、腐食性ガスに対するガスバリア性が比較的良好なフェニルシリコーン系封止材も広く使用されている(例えば、特許文献2参照)。
一方で、上記特許文献2に記載のフェニルシリコーン系封止材は、高いガスバリア性を示し、電極の腐食をある程度防ぐことはできるものの、耐熱性、耐光性はメチルシリコーン系封止材には到底及ぶものではなく、特に高出力、高輝度の照明用途に耐えるものではなかった。
従って、高い耐熱性・耐光性とガスバリア性を両立する光半導体用封止材が望まれている。
さらに、本発明の他の目的は、上記硬化性樹脂組成物を使用した封止剤、及び該封止剤を使用して半導体素子(特に光半導体素子)を封止することにより得られる、品質と耐久性に優れた半導体装置(特に、薄型化、小型化された光半導体装置)を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、上記硬化性樹脂組成物を使用したレンズ形成用樹脂組成物、及び該レンズ形成用樹脂組成物を硬化させることにより得られるレンズを有する、品質と耐久性に優れた半導体装置(特に、薄型化、小型化された光半導体装置)を提供することにある。
(A)成分100重量部に対する(B)成分の含有量が5〜50重量部であり、
(A)成分100重量部に対する(C)成分の含有量が0〜10重量部であり、
(D)成分の含有量が、(A)成分、(B)成分、及び(C)成分中に存在するアルケニル基1モルに対して、(D)成分中に存在するSiH基(ヒドロシリル基)が0.5〜5モルとなる量であり、
(A)成分100重量部に対する(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の含有量の合計が80重量部以下であることを特徴とする硬化性樹脂組成物を提供する。
(A):下記平均単位式(I):
(SiO4/2)a1(R1SiO3/2)a2(R1 2SiO2/2)a3(R1 3SiO1/2)a4 (I)
[式中、R1は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、又は水酸基であり、R1の全量(100モル%)に対するアルキル基の割合をXモル%、アリール基の割合をYモル%、アルケニル基の割合をZモル%としたとき、Xは30〜98モル%、Yは1〜50モル%、Zは1〜20モル%である。a1、a2、a3、及びa4は、a1>0、a2>0、a3≧0、a4>0、0.01≦a1/a2≦10、及びa1+a2+a3+a4=1を満たす数である。]
で表されるポリオルガノシロキサン
(B):ケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対するアルケニル基の割合が20〜60モル%であり、ケイ素原子数が10以下であるポリオルガノシロキサン
(C):下記平均単位式(X):
(RxSiO3/2)x1(Rx 2SiO2/2)x2(Rx 2SiRARx 2SiO2/2)x3(Rx 3SiO1/2)x4 (X)
[式中、Rxは、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、又は水酸基であり、Rxの全量(100モル%)に対するアリール基の割合が1〜50モル%であり、全Rxの少なくとも2個はアルケニル基である。RAは、二価の炭化水素基である。x1、x2、x3、及びx4は、0.05>x1≧0、x2+x3>0、x4>0、及びx1+x2+x3+x4=1を満たす数である。]
で表されるオルガノポリシロキサン
(D):下記平均組成式(II):
R2 mHnSiO[(4-m-n)/2] (II)
[式中、R2は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数6〜14のアリール基である。ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有する。m及びnは、0.7≦m≦2.1、0.001≦n≦1、及び0.8≦m+n≦3を満たす数である。]
で表されるポリオルガノシロキサン
(E):ヒドロシリル化触媒
重量平均分子量がポリスチレン換算で500以上50000以下であり、
分子量分布が1以上4以下であり、
25℃での粘度が10mPa・s以上の液体もしくは固体である
ポリオルガノシロキサンであってもよい。
(F):分子内に1個以上のアルケニル基及び1個以上のアリール基を有するシルセスキオキサン
で表され、
25℃での粘度が10000mPa・s以下の液体である(B1)成分を1重量%以上99重量%以下含んでいてもよい。
前記硬化物は、589nmにおける屈折率が1.46以上1.54以下であってもよい。
また、前記硬化性樹脂組成物は、レンズ形成用樹脂組成物であってもよい。
前記半導体装置は、光半導体装置であってもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、下記の(A)成分、(B)成分、(D)成分、及び(E)成分を必須成分として、(C)成分を任意成分として含み、
(A)成分100重量部に対する(B)成分の含有量が5〜50重量部であり、
(A)成分100重量部に対する(C)成分の含有量が0〜10重量部であり、
(D)成分の含有量が、(A)成分、(B)成分、及び(C)成分中に存在するアルケニル基1モルに対して、(D)成分中に存在するSiH基(ヒドロシリル基)が0.5〜5モルとなる量であり、
(A)成分100重量部に対する(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の含有量の合計が80重量部以下であることを特徴とする。
(A):下記平均単位式(I):
(SiO4/2)a1(R1SiO3/2)a2(R1 2SiO2/2)a3(R1 3SiO1/2)a4 (I)
[式中、R1は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、又は水酸基であり、R1の全量(100モル%)に対するアルキル基の割合をXモル%、アリール基の割合をYモル%、アルケニル基の割合をZモル%としたとき、Xは30〜98モル%、Yは1〜50モル%、Zは1〜20モル%である。a1、a2、a3、及びa4は、a1>0、a2>0、a3≧0、a4>0、0.01≦a1/a2≦10、及びa1+a2+a3+a4=1を満たす数である。]
で表されるポリオルガノシロキサン
(B):ケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対するアルケニル基の割合が20〜60モル%であり、ケイ素原子数が10以下であるポリオルガノシロキサン
(C):下記平均単位式(X):
(RxSiO3/2)x1(Rx 2SiO2/2)x2(Rx 2SiRARx 2SiO2/2)x3(Rx 3SiO1/2)x4 (X)
[式中、Rxは、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、又は水酸基であり、Rxの全量(100モル%)に対するアリール基の割合が1〜50モル%であり、全Rxの少なくとも2個はアルケニル基である。RAは、二価の炭化水素基である。x1、x2、x3、及びx4は、0.05>x1≧0、x2+x3>0、x4>0、及びx1+x2+x3+x4=1を満たす数である。]
で表されるオルガノポリシロキサン
(D):下記平均組成式(II):
R2 mHnSiO[(4-m-n)/2] (II)
[式中、R2は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数6〜14のアリール基である。ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有する。m及びnは、0.7≦m≦2.1、0.001≦n≦1、及び0.8≦m+n≦3を満たす数である。]
で表されるポリオルガノシロキサン
(E):ヒドロシリル化触媒
本発明の硬化性樹脂組成物の必須成分である(A)成分は、上述のように、下記平均単位式(I):
(SiO4/2)a1(R1SiO3/2)a2(R1 2SiO2/2)a3(R1 3SiO1/2)a4 (I)
[式中、R1は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、又は水酸基であり、R1の全量(100モル%)に対するアルキル基の割合をXモル%、アリール基の割合をYモル%、アルケニル基の割合をZモル%としたとき、Xは30〜98モル%、Yは1〜50モル%、Zは1〜20モル%である。a1、a2、a3、及びa4は、a1>0、a2>0、a3≧0、a4>0、0.01≦a1/a2≦10、及びa1+a2+a3+a4=1を満たす数である。]
で表されるポリオルガノシロキサンである。
a2は、正数(a2>0)であり、(A)成分中のT単位の存在割合(モル換算)に相当し、好ましくは0.01〜0.9であり、より好ましくは0.03〜0.85であり、さらに好ましくは0.05〜0.8である。
a3は、0又は正数(a3≧0)であり、(A)成分中のD単位の存在割合(モル換算)に相当し、好ましくは0〜0.9であり、より好ましくは0〜0.6であり、さらに好ましくは0〜0.3である。
a4は、正数(a4>0)であり、(A)成分中のM単位の存在割合(モル換算)に相当し、好ましくは0.01〜0.9であり、より好ましくは0.03〜0.8であり、さらに好ましくは0.05〜0.7である。
a1〜a4が上記範囲にあることにより、本発明の硬化性樹脂組成物を硬化した際に、優れた耐熱性・耐光性を併せ持ち、さらにタックが低い硬化物が得られやすくなる。
上記式(b)中のX2は、アルコキシ基又はハロゲン原子を示す。X2におけるアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシ基等が挙げられる。また、X2におけるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。中でもX2としては、アルコキシ基が好ましく、より好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。なお、3つのX2は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
上記式(c)中のX3は、アルコキシ基又はハロゲン原子を示す。X3におけるアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシ基等が挙げられる。また、X3におけるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。中でもX3としては、アルコキシ基が好ましく、より好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。なお、2つのX3は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
式(d)中のR14は、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、又は炭素数2〜8のアルケニル基である。R14で表される炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、及び炭素数2〜8のアルケニル基の例示及び好ましい態様は、それぞれ、上記平均単位式(I)におけるR1と同様である。なお、3つのR14は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
上記式(d)中のX4は、アルコキシ基、ハロゲン原子、又は−OSiR14 3で表される基を示す。X4におけるアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシ基等が挙げられる。また、X4におけるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。中でもX4としては、アルコキシ基又は−OSiR14 3で表される基が好ましく、より好ましくはメトキシ基、エトキシ基、−OSiR14 3で表される基である。また、X4が−OSiR14 3で表される基である場合、3つのR14は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
例えば、上記式(a)、(b)及び(d)で表される化合物を加水分解及び縮合反応に付した後に、式(d)で表される化合物を追加する態様が挙げられる。
(A)成分の2種以上を組み合わせて使用した場合、上記のX、Y、Z、X/Y、a1〜a4、a1/a2等は、各々の(A)成分の配合割合に応じた平均値であってもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物の必須成分である(B)成分は、上述のように、ケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対するアルケニル基の割合が20〜60モル%であり、ケイ素原子数が10以下であるポリオルガノシロキサンである。
該アルケニル基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、後述の一価の炭化水素基が有していてもよい置換基と同様のものが例示される。
また、(B)成分は、1種のみのアルケニル基を有するものであってもよいし、2種以上のアルケニル基を有するものであってもよい。なお、(B)成分が有するアルケニル基は、ケイ素原子に結合したものである。
(B)成分を構成するケイ素原子数の下限は、特に限定されないが、好ましくは2個以上、より好ましくは3個以上である。(B)成分を構成するケイ素原子数が2個以上であると、硬化中に揮発するシロキサンの量が抑えられる傾向があり、好ましい。
(B)成分が有するアルケニル基以外のケイ素原子に結合した有機基としては、アルキル基(好ましくはメチル基)、アリール基(好ましくはフェニル基)が好ましい。
(RySiO3/2)y1(Ry 2SiO2/2)y2(Ry 3SiO1/2)y3(SiO4/2)y4(XyO1/2)y5
で表されるポリオルガノシロキサンが好ましい。上記単位式中、Ryは、同一又は異なって、一価の有機基であり、一価の有機基としては、上述の一価の炭化水素基、又は一価の複素環式基の具体例が挙げられる。Ryの一部はアルケニル基(特にビニル基)であり、その割合は、上述の通り、(B)成分におけるケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対して20〜60モル%(好ましくは20〜55モル%、より好ましくは25〜50モル%)となる範囲に制御される。アルケニル基の割合を上記範囲に制御することにより、硬化性樹脂組成物の硬化性がより向上する傾向がある。また、アルケニル基以外のRyとしては、アルキル基(特にメチル基)、アリール基(特にフェニル基)が好ましい。
(B)成分の2種以上を組み合わせて使用した場合、上記のy1〜y5等は、各々の(B)成分の配合割合に応じた平均値であってもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、下記平均単位式(X)で表されるポリオルガノシロキサンである(C)成分を、任意成分として含有していてもよい。
(RxSiO3/2)x1(Rx 2SiO2/2)x2(Rx 2SiRARx 2SiO2/2)x3(Rx 3SiO1/2)x4 (X)
[式中、Rxは、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、又は水酸基であり、Rxの全量(100モル%)に対するアリール基の割合が1〜50モル%であり、全Rxの少なくとも2個はアルケニル基である。RAは、二価の炭化水素基である。x1、x2、x3、及びx4は、0.05>x1≧0、x2+x3>0、x4>0、及びx1+x2+x3+x4=1を満たす数である。]
上記(C)成分が、主鎖としてシロキサン結合(−Si−O−Si−)に加えて、−Si−RA−Si−で表される結合(以下、「シルアルキレン結合」と称す)を有する場合、製造工程において低分子量の環を生じ難く、また、加熱等により分解してシラノール基(−SiOH)を生じ難いため、シルアルキレン結合を有する(C)成分を使用した場合、硬化性樹脂組成物の硬化物の表面粘着性が低減され、より黄変し難くなる傾向がある。
即ち、(C)成分は、(Rx 2SiO2/2)で表されるD単位、及び(Rx 2SiRASiO2/2)で表される構成単位(本明細書において、「シルアルキレン単位」という)からなる群から選ばれる少なくとも一種の構成単位、及び(Rx 3SiO1/2)で表されるM単位を必須構成単位として含み、さらに、(RxSiO3/2)で表されるT単位を任意構成単位として全構成単位の5モル%未満で含んでいてもよい、分岐鎖を一部含んでいてもよい直鎖状のポリオルガノシロキサン又はポリオルガノシロキシシルアルキレンである。
本発明の硬化性樹脂組成物が、このような構造を有するポリオルガノ(シルアルキル)シロキサンである(C)成分を含む場合、硬化物の靭性が高くなりやすくなり、好ましい。
x3は、0又は正数(x3≧0)であり、(C)成分中のシルアルキレン単位の存在割合(モル換算)に相当し、好ましくは0.20〜0.90であり、より好ましくは0.30〜0.80であり、さらに好ましくは0.40〜0.70である。
ただし、x2及びx3は、x2+x3>0を満たす数である。即ち、(C)成分は、D単位及びシルアルキレン単位から選ばれる少なくとも1つの単位を含む。これにより、硬化物の柔軟性が向上する傾向がある。x2+x3は、好ましくは0.30〜0.99であり、より好ましくは0.40〜0.98であり、さらに好ましくは0.50〜0.97である。
x1〜x4が上記範囲にあることにより、本発明の硬化性樹脂組成物を硬化した際に、靭性に優れる硬化物が得られやすくなる。
本発明の硬化性樹脂組成物の必須成分である(D)成分は、上述のように、下記平均組成式(II):
R2 mHnSiO[(4-m-n)/2] (II)
[式中、R2は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数6〜14のアリール基である。ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有する。m及びnは、0.7≦m≦2.1、0.001≦n≦1、及び0.8≦m+n≦3を満たす数である。]
で表されるポリオルガノシロキサンである。
mは(D)成分中のケイ素1原子あたりのR2の平均数を示し、0.7〜2.1の範囲内から選ばれ、好ましくは0.8〜2.1、より好ましくは1〜2である。
nは(D)成分中のケイ素1原子あたりのケイ素原子結合水素原子数を示し、0.001〜1範囲内から選ばれ、好ましくは0.01〜1、より好ましくは0.2〜1である。
m+nは、(D)成分中のケイ素一原子あたりのR2とケイ素原子結合水素原子数の合計の平均数を示し、0.8〜3の範囲内から選ばれ、好ましくは1〜2.9、より好ましくは1.5〜2.8である。
m及びnが上記条件を満たすことにより、本発明の硬化性樹脂組成物を硬化した際に、優れた耐熱性・耐光性を併せ持ち、さらにタックが低い硬化物が得られやすくなる。
(D)成分が、このような少なくとも2つの末端にSiH基(ヒドロシリル基)を有する構造を有することにより、硬化性樹脂組成物を硬化された際に、柔軟性、耐熱性、耐光性に優れる硬化物が得られやすい。
(D)成分が(R2' 2HSiO1/2)で表されるM単位を有する場合、その数は、2個以上であれば特に限定されないが、2〜4個が好ましく、より好ましくは2個である。2個以上の(R2' 2HSiO1/2)で表されるM単位は、同一であっても、異なっていてもよい。
また、(D)成分は、(R2' 2HSiO1/2)で表されるM単位以外に、側鎖にSiH基を有していてもよい。
(R2aSiO3/2)c1(R2a 2SiO2/2)c2(R2a 3SiO1/2)c3(SiO4/2)c4(X5O1/2)c5
で表され、好ましくは(R2a 2HSiO1/2)で表される構成単位(M単位)を少なくとも2個有するポリオルガノシロキサンが挙げられる。上記平均単位式及びM単位中、R2aは、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数6〜14のアリール基である。R2aで表される炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基の例示及び好ましい態様は、上記平均組成式(II)中のR2と同様である。
なお、ケイ素原子に結合した基の全量(100モル%)に対するアルキル基、アリール基及び水素原子の割合(モル%)は、例えば、1H−NMRスペクトル測定等により算出できる。
xは、0〜1000の整数を示し、1〜100の整数が好ましい。
(D1)成分は、25℃で液体であっても固体であってもよく、液体が好ましい。(D1)成分の25℃における粘度は、特に限定されないが、好ましくは10000mPa・s以下であり、より好ましくは5000mPa・s以下である。粘度が10000mPa・s以下であると、硬化物の相溶性がより向上する傾向がある。一方、当該粘度の下限は特に限定されないが、好ましくは1mPa・sであり、より好ましくは5mPa・sである。粘度が1mPa・s以上であると、硬化性樹脂組成物の調製や取り扱いが容易となる傾向がある。なお、25℃における粘度は、上記(A)成分と同様の条件で測定される。
また、(D)成分が、末端のSiHを有するM単位を有する場合には、当該M単位を形成するための加水分解性シラン化合物である下記式(e)で表される化合物をさらに原料として使用すること以外は、上記(A)成分の製造方法と同様に1種又は2種以上の加水分解性シラン化合物を加水分解及び縮合させる方法により製造できる。
上記式(e)中のX6は、アルコキシ基、ハロゲン原子、又は−OSiHR22 2で表される基を示す。X6におけるアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシ基等が挙げられる。また、X6におけるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。中でもX6としては、アルコキシ基又は−OSiHR22 2で表される基が好ましく、より好ましくはメトキシ基、エトキシ基、−OSiHR22 2で表される基である。また、X6が−OSiHR22 2で表される基である場合、2つのR22は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
(D)成分は、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
(D)成分の2種以上を組み合わせて使用した場合、上記のX'、Y'、Z'、X'/Y'、m、n、m+n、c1〜c5、x等は、各々の(D)成分の配合割合に応じた平均値であってもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物の必須成分である(E)成分は、上述のように、ヒドロシリル化触媒である。本発明の硬化性樹脂組成物がヒドロシリル化触媒を含むことにより、加熱することで、硬化性樹脂組成物中の脂肪族炭素−炭素二重結合(特に、アルケニル基)とヒドロシリル基の間のヒドロシリル化反応をより効率的に進行させることができる傾向がある。
本発明の硬化性樹脂組成物は、分子内に1個以上のアルケニル基及び1個以上のアリール基を有するシルセスキオキサン(「(F)成分」と称する場合がある)を含んでいてもよい。本発明の硬化性樹脂組成物が(F)成分を含むことにより、柔軟性、耐熱衝撃性が著しく向上する傾向がある。(F)成分としては、分子内に1個以上(好ましくは2個以上)のアルケニル基と1個以上(好ましくは2〜50個)のアリール基を有し、ラダー構造の−Si−O−Si−骨格を有するシルセスキオキサンを使用することができ、特に限定されない。
(F)成分が分子内に有するアルケニル基及びアリール基以外のケイ素原子に結合した基としては、特に限定されないが、例えば、水素原子、有機基等が挙げられる。有機基としては、例えば、上述の一価の置換又は無置換炭化水素基等が挙げられる。なお、本明細書において「ケイ素原子に結合した基」とは、通常、ケイ素原子を含まない基を指すものとする。中でも、アルキル基(特にメチル基)が好ましい。
また、(F)成分は、ケイ素原子に結合した基として、ヒドロキシ基、アルコキシ基を有していてもよい。
Alliance HPLCシステム 2695(Waters製)
Refractive Index Detector 2414(Waters製)
カラム:Tskgel GMHHR−M×2(東ソー(株)製)
ガードカラム:Tskgel guard column HHRL(東ソー(株)製)
カラムオーブン:COLUMN HEATER U−620(Sugai製)
溶媒:THF
測定温度:40℃
分子量:標準ポリスチレン換算
本発明の硬化性樹脂組成物は、シランカップリング剤(G)を含んでいてもよい。シランカップリング剤(G)を含む場合には、特に、硬化物の被着体に対する密着性がいっそう向上する傾向がある。
本発明の硬化性樹脂組成物は、分子内に1個以上の脂肪族炭素−炭素不飽和結合を含む基を有するポリオルガノシロキシシルアルキレン(但し、シルアルキレン単位を有する(C)成分は除く。単に「(H)成分」と称する場合がある)を含んでいてもよい。即ち、(H)成分は、アルケニル基等の脂肪族炭素−炭素不飽和結合を含む基を有するポリシロキサンであり、ヒドロシリル基を有する成分(例えば、前述の(D)成分等)とヒドロシリル化反応を生じる成分である。
上記(H)成分は、(A)成分と比較して製造工程において低分子量の環を生じ難く、また、加熱等により分解してシラノール基(−SiOH)を生じ難いため、(H)成分を使用した場合、硬化性樹脂組成物の硬化物の表面粘着性が低減され、より黄変し難くなる傾向がある。
(R4 2SiO2/2)d1(R4 3SiO1/2)d2(R4SiO3/2)d3(SiO4/2)d4(RA)d5(X7O1/2)d6
で表されるポリオルガノシロキシシルアルキレンが好ましい。上記平均単位式中、R4は、同一又は異なって、水素原子、一価の炭化水素基、又は一価の複素環式基であり、上述の一価の炭化水素基、又は一価の複素環式基の具体例が挙げられる。但し、R4の一部は脂肪族炭素−炭素不飽和結合を含む基(好ましくは炭素数2〜8のアルケニル基、特にビニル基)であり、その割合は、分子内に1個以上となる範囲に制御される。例えば、R4の全量(100モル%)に対する脂肪族炭素−炭素不飽和結合を含む基の割合は、0.1〜40モル%が好ましい。脂肪族炭素−炭素不飽和結合を含む基の割合を上記範囲に制御することにより、硬化性樹脂組成物の硬化性がより向上する傾向がある。また、脂肪族炭素−炭素不飽和結合を含む基以外のR4としては、炭素数1〜10のアルキル基(特にメチル基)、炭素数4〜14のアリール基(特にフェニル基)が好ましい。
また、(H)成分を含む製品として、例えば、商品名「ETERLED GS5145」、「ETERLED GS5135」、「ETERLED GS5120」(いずれも長興材料工業(株)製)等が入手可能である。
(H)成分の2種以上を組み合わせて使用した場合、上記のd1〜d6、r1〜r5等は、各々の(H)成分の配合割合に応じた平均値であってもよい。
本発明の硬化性樹脂組成物を硬化(特に、ヒドロシリル化反応により硬化)させることによって、硬化物(単に「本発明の硬化物」と称する場合がある)が得られる。硬化(特に、ヒドロシリル化反応による硬化)の際の条件は、従来公知の条件より適宜選択することができるが、例えば、反応速度の点から、温度(硬化温度)は25〜180℃が好ましく、より好ましくは60〜150℃であり、時間(硬化時間)は5〜720分が好ましい。なお、硬化は一段階で実施することもできるし、多段階で実施することもできる。本発明の硬化物は、ポリシロキサン系材料特有の高い耐熱性及び透明性を有するのみならず、特に、柔軟性、耐熱衝撃性に優れ、特に、硬度を高くした場合でも引張伸度、引張応力等の機械特性が比較的高く維持された強靭性が高い。
上記D硬度の上限値は、特に限定されないが、好ましくは70以下、より好ましくは60以下である。上記D硬度の上限値が、70を超えると、例えば、大型の光半導体装置のパッケージ(LEDパッケージ)の封止材として使用し、冷熱サイクルのような熱衝撃が加えられた場合において、クラックが発生してボンディングワイヤが断裂することにより不灯となるような問題が生じやすくなり、好ましくない。
本発明の硬化性樹脂組成物は、半導体装置における半導体素子の封止用の組成物(封止剤)(単に「本発明の封止剤」と称する場合がある)として好ましく使用することができる。具体的には、本発明の封止剤は、光半導体装置における光半導体素子(LED素子)の封止用途に(即ち、光半導体用封止剤として)特に好ましく使用できる。本発明の封止剤を硬化させることにより得られる封止材(硬化物)は、ポリシロキサン系材料特有の高い耐熱性及び透明性を有するのみならず、特に、ガスバリア性、柔軟性、耐熱衝撃性に優れ、さらにタックが低い。特に、硬度を高くした場合でも引張伸度、引張応力等の機械特性が比較的高く維持された強靭性が高い材料(硬化物)を形成でき、かつ粘度も低く制御されるため、薄型、小型の光半導体装置(例えば、薄型化、小型化されたトップビュー型又はサイドビュー型光半導体装置)の封止材として使用された場合でも、外部応力に対して十分な強度と柔軟性を兼ね備え、さらに、取扱いが容易であるという利点を有する。このため、本発明の封止剤は、特に、高輝度、短波長の光半導体素子を搭載した薄型の光半導体装置(例えば、薄型化、小型化されたトップビュー型又はサイドビュー型光半導体装置)の封止剤等として好ましく使用できる。
また、本発明の硬化性樹脂組成物は、レンズを形成するための組成物(「本発明のレンズ形成用樹脂組成物」と称する場合がある)としても好ましく使用できる。本発明のレンズ形成用樹脂組成物を硬化させることにより得られるレンズは、ポリシロキサン系材料特有の高い耐熱性及び透明性を有するのみならず、特に、ガスバリア性、柔軟性、耐熱衝撃性に優れ、さらにタックが低い。特に、硬度を高くした場合でも引張伸度、引張応力等の機械特性が比較的高く維持された強靭性が高い材料(硬化物)を形成でき、かつ粘度も低く制御されるため、光半導体装置のレンズとして使用された場合でも、外部応力に対して十分な強度と柔軟性を兼ね備え、さらに、取扱いが容易であるという利点を有する。このため、本発明のレンズ形成用樹脂組成物硬化させることにより得られるレンズは、特に、高輝度、短波長の光半導体素子を搭載した光半導体装置のレンズ等として好ましく使用できる。
本発明の封止剤を使用して半導体素子を封止することにより、半導体装置(単に「本発明の半導体装置」と称する場合がある)が得られる。即ち、本発明の半導体装置は、半導体素子とこれを封止する封止材とを少なくとも有する半導体装置であって、上記封止材が本発明の封止剤の硬化物である半導体装置である。また、本発明のレンズ形成用樹脂組成物を使用することによっても、半導体装置(これも「本発明の半導体装置」と称する場合がある)を得ることができる。即ち、本発明の半導体装置の別の態様は、半導体素子とレンズとを少なくとも有する半導体装置であって、上記レンズが本発明のレンズ形成用樹脂組成物の硬化物である半導体装置であってもよい。
本発明の半導体装置は、半導体素子と、該半導体素子を封止する封止材と、レンズとを含み、上記封止材が本発明の硬化性樹脂組成物(本発明の封止剤)の硬化物であり、なおかつ、上記レンズが本発明の硬化性樹脂組成物(本発明のレンズ形成用樹脂組成物)の硬化物である半導体装置であってもよい。
本発明の半導体装置の製造は、公知乃至慣用の方法により実施でき、例えば、本発明の封止剤及び/又はレンズ形成用樹脂組成物を所定の成形型内に注入し、所定の条件で加熱硬化して実施できる。硬化温度と硬化時間は、硬化物の調製時と同様の範囲で設定することができる。
本発明のトップビュー型光半導体装置の一例を図1に示す。図1において、100はリフレクター(光反射用樹脂組成物)、101は金属配線(電極)、102は光半導体素子、103はボンディングワイヤ、104は硬化物(封止材)を示す。
また、本発明のサイドビュー型光半導体装置の一例を図2に示す。図2において、101aは外部電極、101bは内部電極、102は光半導体素子、103はボンディングワイヤ、104は硬化物(封止材)、200は側壁部、201は反射面を示す。
生成物並びに製品の数平均分子量及び重量平均分子量の測定は、Alliance HPLCシステム 2695(Waters製)、Refractive Index Detector 2414(Waters製)、カラム:Tskgel GMHHR−M×2(東ソー(株)製)、ガードカラム:Tskgel guard column HHRL(東ソー(株)製)、カラムオーブン:COLUMN HEATER U−620(Sugai製)、溶媒:THF、測定条件:40℃、標準ポリスチレン換算により行った。
生成物並びに製品の粘度の測定は、レオメーター(商品名「Physica MCR−302」、Anton Paar社製)とパラレルプレート(円錐直径:25mm、テーパ角度=0°)を用いて、温度:25℃、回転数:20rpmの条件で行った。
生成物並びに製品の固体屈折率の測定は、プリズムカプラ Model 2010/M(メトリコン社製)を用い、25℃の環境下で407.3nm、632.8nm、827.8nm、1310.2nmの値から589.0nmの屈折率を算出した。
500mLの4つ口フラスコにテトラエトキシシラン7.50g(36.00mmol)、トリメトキシメチルシラン53.94g(396.00mmol)、トリメトキシフェニルシラン22.19g(111.89mmol)、ヘキサメチルジシロキサン11.96g(73.65mmol)、メチルイソブチルケトン65.27gを仕込んだ。15℃まで冷却した後に、滴下ロートに入れた5N塩酸22.26gを滴下した。さらに水30.02gを滴下した。その後、80℃まで昇温し、攪拌した。ヘキサメチルジシロキサン19.77g(121.77mmol)、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン128.62g(690.00mmol)をさらに加え、攪拌を行った。
分液ロートに反応液を移し、シリコーンレジンを含有する下層のみを取り出し、分液ロートに再度移液した後に水洗を行った。
水洗後、ロータリーエバポレーターにて溶媒分を減圧除去すると、収量50.65gのシリコーンレジンAを得た。
数平均分子量(Mn):2117、重量平均分子量(Mw):4766、分子量分布(Mw/Mn):2.26
1H−NMR(JEOL ECA500(500MHz, CDCl3)): δ 0.17(br), 1.24(br), 3.54−3.84(br), 5.74−6.14(br), 7.36−7.72(br).
平均単位式:(SiO4/2)0.06(PhSiO3/2)0.17(MeSiO3/2)0.62(Me3SiO1/2)0.03(ViMe2SiO1/2)0.12[Ph:フェニル基、Me:メチル基、Vi:ビニル基、以下、同様]
メチル基含有率:77モル%、フェニル基含有率:14モル%、ビニル基含有率:9モル%
500mLの4つ口フラスコにテトラエトキシシラン5.00g(24.00mmol)、トリメトキシメチルシラン35.96g(264.00mmol)、トリメトキシフェニルシラン14.79g(74.59mmol)、メチルイソブチルケトン60.39gを仕込んだ。15℃まで冷却した後に、滴下ロートに入れた5N塩酸14.84gを滴下した。さらに水20.01gを滴下した。その後、80℃まで昇温し、攪拌した。ヘキサメチルジシロキサン20.21g(124.47mmol)、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン77.67g(416.71mmol)をさらに加え、攪拌を行った。
分液ロートに反応液を移し、シリコーンレジンを含有する下層のみを取り出し、分液ロートに再度移液した後に水洗を行った。
水洗後、ロータリーエバポレーターにて溶媒分を減圧除去すると、収量32.97gのシリコーンレジンBを得た。
数平均分子量(Mn):2093、重量平均分子量(Mw):4195、分子量分布(Mw/Mn):2.00
1H−NMR(JEOL ECA500(500MHz, CDCl3)): δ 0.18(br), 1.25(br), 3.54−3.85(br), 5.77−6.16(br), 7.38−7.71(br).
平均単位式:(SiO4/2)0.06(PhSiO3/2)0.17(MeSiO3/2)0.61(Me3SiO1/2)0.05(ViMe2SiO1/2)0.11
メチル基含有率:78モル%、フェニル基含有率:14モル%、ビニル基含有率:8モル%
500mLの4つ口フラスコにテトラエトキシシラン5.00g(24.00mmol)、トリメトキシメチルシラン35.96g(264.00mmol)、トリメトキシフェニルシラン14.79g(74.59mmol)、メチルイソブチルケトン60.39gを仕込んだ。15℃まで冷却した後に、滴下ロートに入れた5N塩酸14.84gを滴下した。さらに水20.01gを滴下した。その後、80℃まで昇温し、攪拌した。ヘキサメチルジシロキサン22.85g(140.71mmol)、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン74.65g(400.47mmol)をさらに加え、攪拌を行った。
分液ロートに反応液を移し、シリコーンレジンを含有する下層のみを取り出し、分液ロートに再度移液した後に水洗を行った。
水洗後、ロータリーエバポレーターにて溶媒分を減圧除去すると、収量33.86gのシリコーンレジンCを得た。
数平均分子量(Mn):2171、重量平均分子量(Mw):4645、分子量分布(Mw/Mn):2.14
1H−NMR(JEOL ECA500(500MHz, CDCl3)): δ 0.18(br), 1.24(br), 3.54−3.84(br), 5.74−6.16(br), 7.38−7.71(br).
平均単位式:(SiO4/2)0.06(PhSiO3/2)0.17(MeSiO3/2)0.62(Me3SiO1/2)0.05(ViMe2SiO1/2)0.10
メチル基含有率:78モル%、フェニル基含有率:14モル%、ビニル基含有率:8モル%
500mLの4つ口フラスコにテトラエトキシシラン60.02g(288.10mmol)、トリメトキシフェニルシラン14.79g(74.74mmol)、ヘキサメチルジシロキサン11.96g(73.65mmol)、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン2.87g(15.40mmol)、メチルイソブチルケトン65.27gを仕込んだ。15℃まで冷却した後に、滴下ロートに入れた5N塩酸18.38gを滴下した。さらに水24.78gを滴下した。その後、80℃まで昇温し、攪拌した。ヘキサメチルジシロキサン60.96g(375.42mmol)、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン14.40g(77.25mmol)をさらに加え、攪拌を行った。
分液ロートに反応液を移し、シリコーンレジンを含有する下層のみを取り出し、分液ロートに再度移液した後に水洗を行った。
水洗後、ロータリーエバポレーターにて溶媒分を減圧除去すると、収量38.95gのシリコーンレジンDを得た。
数平均分子量(Mn):2038、重量平均分子量(Mw):2427、分子量分布(Mw/Mn):1.19
1H−NMR(JEOL ECA500(500MHz、CDCl3)): δ −0.3−0.3ppm(br)、3.0−4.0ppm(br)、5.7−6.2ppm(br)、7.1−7.9ppm(br)
平均単位式:(SiO4/2)0.44(PhSiO3/2)0.12(Me3SiO1/2)0.37(ViMe2SiO1/2)0.07
メチル基含有率:87モル%、フェニル基含有率:8モル%、ビニル基含有率:5モル%
500mLの4つ口フラスコにテトラエトキシシラン5.00g(24.00mmol)、トリメトキシメチルシラン35.96g(264.00mmol)、トリメトキシフェニルシラン14.79g(74.59mmol)、ヘキサメチルジシロキサン0.59g(3.63mmol)、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン0.90g(4.81mmol)、メチルイソブチルケトン59.50gを仕込んだ。15℃まで冷却した後に、滴下ロートに入れた5N塩酸14.84gを滴下した。さらに水20.01gを滴下した。その後、80℃まで昇温し、攪拌した。ヘキサメチルジシロキサン37.20g(229.08mmol)、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン56.60g(303.66mmol)をさらに加え、攪拌を行った。
分液ロートに反応液を移し、シリコーンレジンを含有する下層のみを取り出し、分液ロートに再度移液した後に水洗を行った。
水洗後、ロータリーエバポレーターにて溶媒分を減圧除去すると、収量34.25gのシリコーンレジンEを得た。
数平均分子量(Mn):1842、重量平均分子量(Mw):3013、分子量分布(Mw/Mn):1.63
1H−NMR(JEOL ECA500(500MHz, CDCl3)): δ 0.14(br), 1.24(br), 3.55−3.84(br), 5.74−6.15(br), 7.37−7.71(br).
平均単位式:(SiO4/2)0.06(PhSiO3/2)0.17(MeSiO3/2)0.58(Me3SiO1/2)0.10(ViMe2SiO1/2)0.09
メチル基含有率:80モル%、フェニル基含有率:13モル%、ビニル基含有率:7モル%
500mLの4つ口フラスコにテトラエトキシシラン23.00g(110.40mmol)、トリメトキシメチルシラン24.19g(117.60mmol)、トリメトキシフェニルシラン14.79g(74.59mmol)、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン6.65g(35.65mmol)、メチルイソブチルケトン51.04gを仕込んだ。15℃まで冷却した後に、滴下ロートに入れた5N塩酸15.99gを滴下した。さらに水21.57gを滴下した。その後、80℃まで昇温し、攪拌した。1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン94.23g(505.53mmol)をさらに加え、攪拌を行った。
分液ロートに反応液を移し、シリコーンレジンを含有する下層のみを取り出し、分液ロートに再度移液した後に水洗を行った。
水洗後、ロータリーエバポレーターにて溶媒分を減圧除去すると、収量38.74gのシリコーンレジンFを得た。
数平均分子量(Mn):1884、重量平均分子量(Mw):2517、分子量分布(Mw/Mn):1.34
1H−NMR(JEOL ECA500(500MHz, CDCl3)): δ 0.21(br), 1.25(br), 3.58−3.86(br), 5.72−6.18(br), 7.38−7.68(br).
平均単位式:(SiO4/2)0.21(PhSiO3/2)0.15(MeSiO3/2)0.36(ViMe2SiO1/2)0.28
メチル基含有率:68モル%、フェニル基含有率:11モル%、ビニル基含有率:21モル%
(工程1)
還流管を備えた100mLフラスコに、窒素雰囲気下、3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン8.316g(25mmol、ヒドロシリル基:50mmol)、トルエン9.4g、白金(2%)−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のキシレン溶液0.0018g[1.9×10-4mmol(Pt換算)]を仕込み、60℃で撹拌、保持した。
滴下ロートを用いて、1,5−ジビニル−3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサン7.694g(20mmol、ビニルシリル基:40mmol)を、滴下した。
滴下終了後、60℃で保持して、両末端にヒドロシリル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキシシルアルキレンを含む反応液を得た。その後、室温まで冷却した。
(工程2)
還流管を備えた100mLフラスコに、窒素雰囲気下、トリス(ビニルジメチルシロキシ)フェニルシラン(エターナル社製)2.000g(4.8mmol)、及び白金(0.02%)−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のキシレン溶液0.0744g[8×10-5mmol(Pt換算);和光純薬工業(株)製]を仕込み、100℃に保持した。
滴下ロートを用いて、工程1で得られた反応液の全量を滴下した。その後、室温まで冷却した。
冷却後、反応液からエバポレータにより溶媒を除去し、ガスクロマトグラフィー(島津製作所製、商品名「GC−2010」)でトルエンが検出されなくなるまで濃縮し、ビニルシリル基含有のポリオルガノシロキシシルアルキレン14.2gを得た。
粘度[25℃、せん断速度20(1/s)における]は3450mPa・s、数平均分子量(Mn)は3430、重量平均分子量(Mw)は7880、分子量分布(Mw/Mn)は2.30であった。
1H−NMR(JEOL ECA500(500MHz、CDCl3)): δ −0.3−0.3ppm(br)、0.4ppm(br)、3.0−4.0ppm(br)、5.7−6.2ppm(br)、7.1−7.9ppm(br)
平均単位式:(PhSiO3/2)0.04(Ph2SiO2/2)0.43(Me2Si‐CH2CH2‐Me2SiO2/2)0.49(ViMe2SiO1/2)0.04
シリコーンレジンA:製造例1で得られた生成物
シリコーンレジンB:製造例2で得られた生成物
シリコーンレジンC:製造例3で得られた生成物
シリコーンレジンD:製造例4で得られた生成物
シリコーンレジンE:製造例5で得られた生成物
シリコーンレジンF:製造例6で得られた生成物
Si−Viモノマー:トリス(ビニルジメチルシロキシ)フェニルシラン(Gelest社製)
ビニルシルアルキレンシリコーン:製造例7で得られた生成物
Si−Hモノマー:1,1,5,5−テトラメチル−3,3−ジフェニルトリシロキサン(NANJING SiSiB SILICONES社製)
平均組成式:Ph2/3Me4/3H2/3SiO2/3
平均単位式:(Ph2SiO2/2)1(HMe2SiO1/2)2
メチル基含有率:50モル%、フェニル基含有率:25モル%、ヒドロシリル基含有率:25モル%
付加反応触媒:商品名「Pt−VTS」、白金のジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のキシレン溶液;白金として2.0wt%含有、エヌ・イーケムキャット社製
(A剤)
OE−7660A:商品名「OE−7660A」、東レ・ダウコーニング(株)製、アルケニル基を有するMTレジン、アルケニル基を有する直鎖ポリオルガノシロキサン、ヒドロシリル化触媒を含む。メチル基含有率:58モル%、フェニル基含有率:17モル%、ビニル基含有率:25モル%
OE−6630A:商品名「OE−6630A」、東レ・ダウコーニング(株)製、アルケニル基を有するMDTレジン、アルケニル基を有する直鎖ポリオルガノシロキサン、ヒドロシリル化触媒を含む。メチル基含有率:51モル%、フェニル基含有率:42モル%、ビニル基含有率:4モル%
(B剤)
OE−7660B:商品名「OE−7660B」、東レ・ダウコーニング(株)製、アルケニル基を有するMTレジン、ヒドロシリル基を有する直鎖オルガノシロキサンを含む。メチル基含有率:39モル%、フェニル基含有率:42モル%、ビニル基含有率:8モル%、SiH基含有率:10モル%
OE−6630B:商品名「OE−6630B」、東レ・ダウコーニング(株)製、アルケニル基を有するMTレジン、ヒドロシリル基を有する直鎖ポリオルガノシロキサンを含む。メチル基含有率:40モル%、フェニル基含有率:41モル%、ビニル基含有率:8モル%、SiH基含有率:10モル%
実施例1〜9、比較例1〜6を、以下の手順に従って実施した。
表1(実施例1〜9及び比較例1〜4)に従って、(A)成分、(B)成分、(C)成分、および(D)成分を所定重量比率で混合し、70℃で2時間攪拌した。その後、室温まで冷却した後、(E)成分を所定重量比率で加え、10分間攪拌し、均一な液体である硬化性樹脂組成物を得た。
比較例5、6では、(A)〜(E)成分に替えて、表1に記載のA剤、B剤を、表1に記載の重量比率で混合したこと以外は、実施例1〜9、比較例1〜4と同じ操作で硬化性樹脂組成物を得た。
また、表1に硬化性樹脂組成物における(A)〜(C)成分の中に含まれるビニル基(SiVi基)に対する(D)成分中に含まれるヒドロシリル基(SiH基)の比(SiH/SiVi比)を示す。
さらに、表1に上記各成分の含有割合((B)成分/(A)成分、(C)成分/(A)成分、(D)成分/(A)成分、(B)〜(D)成分/(A)成分。各々%)を示す。
なお、表1中、硬化性樹脂組成物の各成分の配合量は特に指定がない限り重量部を示し、付加反応触媒は、白金の重量単位(ppm)で示す。
[粘度]
上記で得られた硬化性樹脂組成物の23℃における粘度(mPa・s)を、レオメーター(商品名「Physica MCR−302」、Anton Paar社製)とパラレルプレート(円錐直径:25mm、テーパ角度=0°)を用いて、温度:23℃、回転数:20rpmの条件で測定した。結果を表1に示す。
厚み3mmのPTFE製の型枠に、上記で得られた硬化性樹脂組成物を注入し、80℃で1時間、続いて150℃で4時間加熱することで、D硬度測定用の硬化性樹脂組成物の硬化物を製造した。
得られた硬化物のD硬度を、タイプDデュロメーター(商品名「GS−702G」、(株)テクロック製)を用いて、JISK6253に準拠して測定した。結果を表1に示す。
厚み0.5mmのPTFE製の型枠に、上記で得られた硬化性樹脂組成物を注入し、80℃で1時間、続いて150℃で4時間加熱することで、固体屈折率測定用の硬化性樹脂組成物の硬化物を製造した。
得られた硬化物をプリズムカプラ Model 2010/M(メトリコン社製)を用い、25℃の環境下で407.3nm、632.8nm、827.8nm、1310.2nmの値から589.0nmの屈折率を算出した。結果を表1に示す。
厚み0.5mmのPTFE製の型枠に、上記で得られた硬化性樹脂組成物を注入し、80℃で1時間、続いて150℃で4時間加熱することで、引張試験用の硬化性樹脂組成物の硬化物を製造した。
JISK6251に準拠して、得られた硬化物の引張応力、引張伸度、ヤング率を測定した。結果を表1に示す。
(硬化物の製造)
厚み3mm、幅10mm、長さ50mmの長方形の型に上記で得られた硬化性樹脂組成物を注入し、80℃で1時間、続いて150℃で4時間加熱することで、上記硬化性樹脂組成物の硬化物(厚み3mm)を製造した。
硬化直後の光線透過率を「初期透過率[%]」、200℃の環境下で500時間曝露後の光線透過率を「200℃耐熱試験(500hr)後の透過率[%]」とした。
200℃耐熱試験(500hr)後の透過率維持率[%]=(200℃耐熱試験(500hr)後の透過率[%]/初期透過率[%])×100
そして、「200℃耐熱試験(500hr)後の透過率維持率」を、以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
◎(かなり良好である) :透過率維持率が95%以上
○(良好である) :透過率維持率が90%以上95%未満
×(不良である) :透過率維持率が90%未満
粘度、D硬度、引張試験結果、及びエージング試験結果から以下の基準で総合判定した。結果を表1に示す。
以下を全て満たすものを○、いずれか1つ以上を満たさないものを×と評価した。
・硬度:D40以上
・粘度:10,000mPa・s以下
・引張伸度:50%以上
・200℃耐熱試験500時間後の透過率維持率:95%以上
[1]下記の(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、及び(E)成分を含む硬化性樹脂組成物であって、
(A)成分100重量部に対する(B)成分の含有量が5〜50重量部であり、
(A)成分100重量部に対する(C)成分の含有量が0〜10重量部であり、
(D)成分の含有量が、(A)成分、(B)成分、及び(C)成分中に存在するアルケニル基1モルに対して、(D)成分中に存在するSiH基(ヒドロシリル基)が0.5〜5モルとなる量であり、
(A)成分100重量部に対する(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の含有量の合計が80重量部以下であることを特徴とする硬化性樹脂組成物。
(A):下記平均単位式(I):
(SiO4/2)a1(R1SiO3/2)a2(R1 2SiO2/2)a3(R1 3SiO1/2)a4 (I)
[式中、R1は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基(好ましくはメチル基)、炭素数6〜14のアリール基(好ましくはフェニル基)、炭素数2〜8のアルケニル基(好ましくはビニル基)、炭素数1〜10のアルコキシ基(好ましくはメトキシ基、エトキシ基)、又は水酸基であり、R1の全量(100モル%)に対するアルキル基の割合をXモル%、アリール基の割合をYモル%、アルケニル基の割合をZモル%としたとき、Xは30〜98モル%、Yは1〜50モル%、Zは1〜20モル%である。a1、a2、a3、及びa4は、a1>0、a2>0、a3≧0、a4>0、0.01≦a1/a2≦10、及びa1+a2+a3+a4=1を満たす数である。]
で表されるポリオルガノシロキサン
(B):ケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対するアルケニル基(好ましくはビニル基)の割合が20〜60モル%であり、ケイ素原子数が10以下であるポリオルガノシロキサン
(C):下記平均単位式(X):
(RxSiO3/2)x1(Rx 2SiO2/2)x2(Rx 2SiRARx 2SiO2/2)x3(Rx 3SiO1/2)x4 (X)
[式中、Rxは、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基(好ましくはメチル基)、炭素数6〜14のアリール基(好ましくはフェニル基)、炭素数2〜8のアルケニル基(好ましくはビニル基)、炭素数1〜10のアルコキシ基(好ましくはメトキシ基、エトキシ基)、又は水酸基であり、Rxの全量(100モル%)に対するアリール基の割合が1〜50モル%であり、全Rxの少なくとも2個はアルケニル基である。RAは、二価の炭化水素基(好ましくはエチレン基)である。x1、x2、x3、及びx4は、0.05>x1≧0、x2+x3>0、x4>0、及びx1+x2+x3+x4=1を満たす数である。]
で表されるオルガノポリシロキサン
(D):下記平均組成式(II):
R2 mHnSiO[(4-m-n)/2] (II)
[式中、R2は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基(好ましくはメチル基)、又は炭素数6〜14のアリール基(好ましくはフェニル基)である。ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有する。m及びnは、0.7≦m≦2.1、0.001≦n≦1、及び0.8≦m+n≦3を満たす数である。]
で表されるポリオルガノシロキサン
(E):ヒドロシリル化触媒
[2]Xが、55〜95モル%(好ましくは60〜90モル%)である、上記[1]に記載の硬化性樹脂組成物。
[3]Yが、3〜40モル%(好ましくは5〜30モル%)である、上記[1]又は[2]に記載の硬化性樹脂組成物。
[4]Zが、2〜15モル%(好ましくは3〜10モル%)である、上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[5](A)成分が、
重量平均分子量がポリスチレン換算で500以上50000以下であり、
分子量分布が1以上4以下であり、
25℃での粘度が10mPa・s以上の液体もしくは固体である
ポリオルガノシロキサンである、上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[6](A)成分において、XとYの割合(X/Y)が0.5〜25(好ましくは1〜20、より好ましくは2〜15)である、上記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[7]a1が、0.01〜0.8(好ましくは0.02〜0.7、より好ましくは0.03〜0.6)である、上記[1]〜[6]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[8]a2が、0.01〜0.90(好ましくは0.03〜0.85、より好ましくは0.05〜0.8)である、上記[1]〜[7]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[9]a3が、0〜0.9(好ましくは0〜0.6、より好ましくは0〜0.3)である、上記[1]〜[8]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[10]a4が、0.01〜0.9(好ましくは0.03〜0.8、より好ましくは0.05〜0.7)である、上記[1]〜[9]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[11]a1/a2が、0.02〜8(好ましくは0.03〜6)である、上記[1]〜[10]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[12](A)成分の重量平均分子量(Mw)が、500以上50000以下(好ましくは600以上40000以下、より好ましくは700以上20000以下、特に好ましくは1000以上10000以下)である、上記[1]〜[11]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[13](A)成分の分子量分布(Mw/Mn)が、1以上4以下(好ましくは1〜3.5、さらに好ましくは1〜3、特に好ましくは1〜2.5)である、上記[1]〜[12]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[14](A)成分の25℃における粘度が、10mPa・s以上(好ましく100mPa・s以上、より好ましくは500mPa・s以上)である、上記[1]〜[13]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[15](A)成分の25℃における粘度が、1000000mPa・s以下(好ましく100000mPa・s以下)である、上記[1]〜[14]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[16](A)成分の含有量(配合量)が、硬化性樹脂組成物の全量(100重量%)に対して、20〜99重量%(より好ましくは40〜97重量%、さらに好ましくは50〜95重量%)である、上記[1]〜[15]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[18](B)成分を構成するケイ素原子の数が、8個以下(好ましくは6個以下)である、上記[1]〜[17]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[19](B)成分を構成するケイ素原子の数が、2個以上(好ましくは3個以上)である、上記[1]〜[18]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[20](B)成分が有するアルケニル基以外のケイ素原子に結合した有機基が、アルキル基(好ましくはメチル基)、又はアリール基(好ましくはフェニル基)である、上記[1]〜[19]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
(RySiO3/2)y1(Ry 2SiO2/2)y2(Ry 3SiO1/2)y3(SiO4/2)y4(XyO1/2)y5
[式中、Ryは、同一又は異なって、一価の有機基であり、Ryの一部はアルケニル基(好ましくはビニル基)であり、その割合は、(B)成分におけるケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対して20〜60モル%(好ましくは20〜55モル%、より好ましくは25〜50モル%)となる範囲である。Xyは、水素原子又はアルキル基(好ましくはメチル基)である。y1は0又は正の整数、y2は0又は正の整数、y3は0又は正の整数、y4は0又は正の整数、y5は0又は正の整数であり、(y1+y2+y3)が正数であり、かつ、2≦y1+y2+y3+y4≦10(好ましくは2≦y1+y2+y3+y4≦8、より好ましくは2≦y1+y2+y3+y4≦6)を満たす正数である。]
[22]アルケニル基以外のRyが、アルキル基(好ましくはメチル基)、又はアリール基(好ましくはフェニル基)である、上記[21]に記載の硬化性樹脂組成物。
[24]直鎖状ポリオルガノシロキサンにおけるアルケニル基以外のケイ素原子に結合した基が、アルキル基(好ましくはメチル基)、又はアリール基(好ましくはフェニル基)である、上記[23]に記載の硬化性樹脂組成物。
[25]ケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対するアルキル基(好ましくはメチル基)の割合が、0〜80モル%(好ましくは40モル%以上、より好ましくは50〜80モル%)である、上記[24]に記載の硬化性樹脂組成物。
[26]ケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対するアリール基(好ましくはフェニル基)の割合が、0〜80モル%(好ましくは5モル%以上、より好ましくは7〜60モル%)である、上記[24]又は[25]に記載の硬化性樹脂組成物。
[28]アルケニル基以外のRy1が、アルキル基(好ましくはメチル基)、又はアリール基(好ましくはフェニル基)である、上記[27]に記載の硬化性樹脂組成物。
[30]分岐鎖状ポリオルガノシロキサンにおけるアルケニル基以外のケイ素原子に結合した基が、アルキル基(好ましくはメチル基)、又はアリール基(好ましくはフェニル基)である、上記[29]に記載の硬化性樹脂組成物。
[31]Rが、アルキル基(好ましくはメチル基)、又はアリール基(好ましくはフェニル基)である、上記[29]又は[30]に記載の硬化性樹脂組成物。
[32]ケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対するアルキル基(好ましくはメチル基)の割合が、0〜80モル%(好ましくは40モル%以上、より好ましくは50〜80モル%)である、上記[31]に記載の硬化性樹脂組成物。
[33]ケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対するアリール基(好ましくはフェニル基)の割合が、0〜80モル%(好ましくは5モル%以上、より好ましくは7〜60モル%)である、上記[31]又は[32]に記載の硬化性樹脂組成物。
[34]分岐鎖状ポリオルガノシロキサンが、y1および/もしくはy4が正の整数である上記[21]の単位式で表される、上記[29]〜[33]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[35]y3/y1が0〜3の数である、上記[34]に記載の硬化性樹脂組成物。
[36]y4/(y1+y2+y3+y4)が0〜0.3の数である、上記[34]又は[35]に記載の硬化性樹脂組成物。
[37]y5/(y1+y2+y3+y4)が0〜0.4の数である、上記[34]〜[36]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[39]環状ポリオルガノシロキサンにおけるアルケニル基以外のケイ素原子に結合した基が、アルキル基(好ましくはメチル基)、又はアリール基(好ましくはフェニル基)である、上記[38]に記載の硬化性樹脂組成物。
[40]ケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対するアルキル基(好ましくはメチル基)の割合が、0〜80モル%(好ましくは40モル%以上、より好ましくは50〜80モル%)である、上記[39]に記載の硬化性樹脂組成物。
[41]ケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対するアリール基(好ましくはフェニル基)の割合が、0〜80モル%(好ましくは5モル%以上、より好ましくは7〜60モル%)である、上記[39]又は[40]に記載の硬化性樹脂組成物。
[43](B)成分の25℃における粘度が、1000mPa・s以下(好ましくは500mPa・s以下)である、上記[1]〜[42]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[44](B)成分の25℃における粘度が、0.1mPa・s以上(好ましくは1mPa・s以上)である、上記[1]〜[43]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[45](B)成分の含有量(配合量)が、硬化性樹脂組成物の全量(100重量%)に対して、3〜30重量%(好ましくは3〜25重量%、より好ましくは3〜20重量%)である、上記[1]〜[44]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[46](B)成分の含有量(配合量)が、(A)成分100重量部に対して、5〜40重量部(好ましくは5〜30重量部)である、上記[1]〜[45]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[48](C)成分において、RXの全量(100モル%)に対するアリール基の割合をY"モル%としたとき、Y"が3〜40モル%(好ましくは5〜30モル%)である、上記[1]〜[47]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[49](C)成分において、Rxの全量(100モル%)に対するアルケニル基の割合をZ"モル%としたとき、Z"が1〜20モル%(好ましくは2〜15モル%、より好ましくは3〜10モル%)である、上記[1]〜[48]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[50](C)成分において、アルキル基の割合(X")とアリール基の割合(Y")の割合(X"/Y")が、0.5〜25(好ましくは1〜20、さらに好ましくは2〜15)である、上記[1]〜[49]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[51]x1が0.01以上0.04以下(好ましくは0.02以上0.03以下)である、上記[1]〜[50]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[52]x2が0.30〜0.99(好ましくは0.40〜0.98、より好ましくは0.50〜0.97)である、上記[1]〜[51]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[53]x3が0.20〜0.90(好ましくは0.30〜0.80、より好ましくは0.40〜0.70)である、上記[1]〜[52]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[54]x2+x3が0.30〜0.99(好ましくは0.40〜0.98、より好ましくは0.50〜0.97)である、上記[1]〜[53]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[55]x4が0.01〜0.50(好ましくは0.02〜0.40、より好ましくは0.03〜0.35)である、上記[1]〜[54]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[56](C)成分が、上記平均単位式(X)中、x1、x2、x3、及びx4が、0.05>x1>0、x2+x3>0、x3>0、x4>0、及びx1+x2+x3+x4=1を満たす数であるポリオルガノシロキシシルアルキレンである、上記[1]〜[55]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[57](C)成分の重量平均分子量(Mw)が、500以上50000以下(好ましくは600以上40000以下、より好ましくは700以上20000以下、特に好ましくは1000以上10000以下)である、上記[1]〜[56]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[58](C)成分の分子量分布(Mw/Mn)が、1以上4以下(好ましくは1〜3.5、より好ましくは1〜3、特に好ましくは1〜2.5)である、上記[1]〜[57]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[59](C)成分の25℃における粘度が、10mPa・s以上(好ましく100mPa・s以上、より好ましくは500mPa・s以上)である、上記[1]〜[58]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[60](C)成分の25℃における粘度が、1000000mPa・s以下(好ましくは100000mPa・s以下)である、上記[1]〜[59]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[61](C)成分の含有量(配合量)が、硬化性樹脂組成物の全量(100重量%)に対して、0〜20重量%(好ましくは0〜15重量%、より好ましくは1〜10重量%)である、上記[1]〜[60]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[62](C)成分の含有量(配合量)は、(A)成分100重量部に対して0〜8重量部(好ましくは1〜6重量部)である、上記[1]〜[61]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[64](D)成分において、R2の全量(100モル%)に対するアリール基の割合をY'モル%としたとき、Y'が、1〜80モル%(好ましくは3〜60モル%、より好ましくは5〜40モル%)である、上記[1]〜[63]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[65](D)成分において、R2の全量(100モル%)に対するSiH基(ヒドロシリル基)の割合をZ'モル%としたとき、Z'が、2〜70モル%(好ましくは5〜60モル%、より好ましくは10〜55モル%)である、上記[1]〜[64]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[66](D)成分おいて、アルキル基の含有量(X')とアリール基の含量(Y')の割合(X'/Y')が、1/100〜100/1(好ましくは10/100〜100/10、より好ましくは20/100〜100/20)である、上記[1]〜[65]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[67]mが、0.8〜2.1(好ましくは1〜2)である、上記[1]〜[66]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[68]nが、0.01〜1(好ましくは0.2〜1)である、上記[1]〜[67]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[69]m+nが、1〜2.9(好ましくは1.5〜2.8)である、上記[1]〜[68]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[70](D)成分が、1分子中に(R2' 2HSiO1/2)で表される構成単位[R2'は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基(好ましくはメチル基)、又は炭素数6〜14のアリール基(好ましくはフェニル基)である。](M単位)を少なくとも2個(好ましくは2〜4個、より好ましくは2個)有する、上記[1]〜[69]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[71](D)成分の性状が、25℃における粘度が0.1〜10万mPa・sの液状である、上記[1]〜[70]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[72](D)成分が、下記平均単位式で表され、(R2a 2HSiO1/2)で表される構成単位(M単位)を少なくとも2個有するポリオルガノシロキサンを含む、上記[1]〜[71]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
(R2aSiO3/2)c1(R2a 2SiO2/2)c2(R2a 3SiO1/2)c3(SiO4/2)c4(X5O1/2)c5
[式中、R2aは、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基(好ましくはメチル基)、又は炭素数6〜14のアリール基(好ましくはフェニル基)である。X5は、水素原子又はアルキル基(好ましくはメチル基)である。c1は0又は正数、c2は0又は正数、c3は0又は正数、c4は0又は正数、c5は0又は正数であり、かつ、(c1+c2+c3)は正数である。]
[73]R2aの全量(100モル%)に対する水素原子の割合が、2〜70モル%である、上記[72]に記載の硬化性樹脂組成物。
[75]ケイ素原子に結合した基の全量(100モル%)に対する水素原子(ケイ素原子に結合した水素原子)の割合が2〜70モル%である、上記[74]に記載の硬化性樹脂組成物。
[76]ケイ素原子に結合した基の全量(100モル%)に対するアルキル基(好ましくはメチル基)の割合が、20〜95モル%(好ましくは40〜95モル%)である、上記[74]又は[75]に記載の硬化性樹脂組成物。
[77]ケイ素原子に結合した基の全量(100モル%)に対するアリール基(好ましくはフェニル基)の割合が、1〜80モル%である、上記[74]〜[76]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[78](D)成分が、下記式(II−1):
で表される直鎖状ポリオルガノシロキサン(以下、(D1)成分と称する場合がある)を含む、上記[74]〜[77]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[79](D)成分が、(D1)成分を1重量%以上99重量%以下(好ましくは10重量%以上50重量%以下)含有する、上記[78]に記載の硬化性樹脂組成物。
[80](D1)成分が、25℃で液体である、上記[78]又は[79]に記載の硬化性樹脂組成物。
[81](D1)成分の25℃における粘度が、10000mPa・s以下(好ましくは5000mPa・s以下)である、上記[78]〜[80]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[82](D1)成分の25℃における粘度が、1mPa・s以上(好ましくは5mPa・s以上)である、上記[78]〜[81]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[84]ケイ素原子に結合した基の全量(100モル%)に対するアルキル基(好ましくはメチル基)の割合が、20〜95モル%(好ましくは50〜90モル%)である、上記[83]に記載の硬化性樹脂組成物。
[85]ケイ素原子に結合した基の全量(100モル%)に対するアリール基(特にフェニル基)の割合が、1〜80モル%である、上記[83]又は[84]に記載の硬化性樹脂組成物。
[86]分岐鎖状ポリオルガノシロキサンが、c1が正数である上記[72]に記載の平均単位式で表される、上記[83]〜[85]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[87]c2/c1が0〜10の数である、上記[86]に記載の硬化性樹脂組成物。
[88]c3/c1が0〜0.5の数である、上記[86]又は[87]に記載の硬化性樹脂組成物。
[89]c4/(c1+c2+c3+c4)が0〜0.3の数である、上記[86]〜[88]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[90]c5/(c1+c2+c3+c4)が0〜0.4の数である、上記[86]〜[89]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[91]分岐鎖状ポリオルガノシロキサンのGPCによる標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が、100〜5万(好ましくは150〜40000)である、上記[83]〜[90]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[93](D)成分の分子量分布(Mw/Mn)が、1以上4以下(好ましくは1〜3.5、より好ましくは1〜3、特に好ましくは1〜2.5)である、上記[1]〜[92]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[94](D)成分の25℃における粘度が、1mPa・s以上(好ましくは5mPa・s以上)である、上記[1]〜[93]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[95](D)成分の25℃における粘度が、10000mPa・s以下(好ましくは5000mPa・s以下)である、上記[1]〜[94]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[97](D)成分が、平均組成式(II)で表されるポリオルガノシロキサンの1種を含むか、或いは平均組成式(II)で表されるポリオルガノシロキサンの異なる2種以上を含む、上記[1]〜[96]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[98](D)成分が、R2の少なくとも1つが炭素数6〜14のアリール基(好ましくはフェニル基)である平均組成式(II)で表されるポリオルガノシロキサンを少なくとも1種含む、上記[1]〜[97]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[100](D)成分の含有量(配合量)が、硬化性樹脂組成物の全量(100重量%)に対して、5〜50重量%(好ましくは7〜30重量%、より好ましくは10〜25重量%)である、上記[1]〜[99]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[101](D)成分の含有量(配合量)が、(A)成分100重量部に対して、1〜200重量部(好ましくは5〜100重量部、より好ましくは10〜50重量部)である、上記[1]〜[100]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[102](D)成分の含有量(配合量)が、(A)成分、(B)成分及び(C)成分の合計量100重量部に対して、1〜200重量部(好ましくは5〜100重量部、より好ましくは10〜50重量部)である、上記[1]〜[101]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[103](A)成分100重量部に対する、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の含有量の合計が、10〜75重量部(好ましくは20〜70重量部)である、上記[1]〜[102]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[105](E)成分の含有量(配合量)が、硬化性樹脂組成物に含まれる脂肪族炭素−炭素二重結合(特に、アルケニル基)の全量1モルに対して、1×10-8〜1×10-2モル(好ましくは1×10-6〜1×10-3モル)である、上記[1]〜[104]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[106](E)成分の含有量(配合量)が、ヒドロシリル化触媒中の白金、パラジウム、又はロジウムが重量単位で、0.01〜1000ppmの範囲内となる量(好ましくは0.1〜500ppmの範囲内となる量)である、上記[104]又は[105]に記載の硬化性樹脂組成物。
(F):分子内に1個以上のアルケニル基(好ましくはビニル基)及び1個以上のアリール基(好ましくはフェニル基)を有するシルセスキオキサン
[108](F)成分が分子内に有するアルケニル基及びアリール基以外のケイ素原子に結合した基が、アルキル基(好ましくはメチル基)である、上記[107]に記載の硬化性樹脂組成物。
[109](F)成分全体(100重量%)に占めるアルケニル基の割合が、1.0〜20.0重量%(好ましくは1.5〜15.0重量%)である、上記[107]又は[108]に記載の硬化性樹脂組成物。
[110](F)成分全体(100重量%)に占めるアリール基の割合が、1.0〜50.0重量%(好ましくは5.0〜25.0重量%)である、上記[107]〜[109]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[111](F)成分全体(100重量%)に占めるアルキル基の割合が、10.0〜50.0重量%(好ましくは20.0〜40.0重量%)である、上記[107]〜[110]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[112](F)成分の重量平均分子量(Mw)が、100〜80万(好ましくは200〜10万、より好ましくは300〜1万、特に好ましくは500〜8000、最も好ましくは1700〜7000)である、上記[107]〜[111]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[113](F)成分の数平均分子量(Mn)が、80〜80万(好ましくは150〜10万、より好ましくは250〜1万、特に好ましくは400〜8000、最も好ましくは1500〜7000)である、上記[107]〜[112]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[114](F)成分の分子量分布(Mw/Mn)が、1.00〜1.40(好ましくは1.35以下(例えば、1.05〜1.35)、より好ましくは1.30以下(例えば、1.10〜1.30))である、上記[107]〜[113]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[115](F)成分の23℃における粘度が、100〜100000mPa・s(好ましくは500〜10000mPa・s、より好ましくは1000〜8000mPa・s)である、上記[107]〜[114]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[116](F)成分の含有量(配合量)が、(A)成分〜(D)成分の合計100重量部に対して、0.05〜50重量部(好ましくは0.1〜45重量部、より好ましくは0.2〜40重量部)である、上記[107]〜[115]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[117](F)成分の含有量(配合量)が、硬化性樹脂組成物(100重量%)に対して、0.01〜20重量%(好ましくは0.05〜15重量%、より好ましくは0.1〜10重量%)である、上記[107]〜[116]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[119]シランカップリング剤(G)の含有量(配合量)が、硬化性樹脂組成物(100重量%)に対して、0.01〜15重量%(好ましくは0.1〜10重量%、より好ましくは0.5〜5重量%)である、上記[118]に記載の硬化性樹脂組成物。
(H):分子内に1個以上の脂肪族炭素−炭素不飽和結合を含む基(好ましくはビニル基)を有するポリオルガノシロキシシルアルキレン
[121](H)成分は、分子内に1個以上の脂肪族炭素−炭素不飽和結合を含む基を有し、主鎖としてシロキサン結合(−Si−O−Si−)に加えて、−Si−RA−Si−で表される結合(RAは二価の炭化水素基を示す。以下、「シルアルキレン結合」と称す)を含むポリオルガノシロキサンである、上記[120]に記載の硬化性樹脂組成物。
[122]二価の炭化水素基(RA)が、直鎖又は分岐鎖状のアルキレン基(好ましくはエチレン基)である、上記[121]に記載の硬化性樹脂組成物。
[123](H)成分が有する脂肪族炭素−炭素不飽和結合を含む基以外のケイ素原子に結合した基が、アルキル基(好ましくはメチル基)、又はアリール基(好ましくはフェニル基)である、上記[120]〜[122]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
(R4 2SiO2/2)d1(R4 3SiO1/2)d2(R4SiO3/2)d3(SiO4/2)d4(RA)d5(X7O1/2)d6
[式中、R4は、同一又は異なって、水素原子、一価の炭化水素基、又は一価の複素環式基(好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基(特にメチル基)、炭素数4〜14のアリール基(特にフェニル基)、炭素数2〜8のアルケニル基(特にビニル基))である。但し、R4の一部は脂肪族炭素−炭素不飽和結合を含む基(好ましくは炭素数2〜8のアルケニル基、特にビニル基)であり、その割合は、分子内に1個以上となる範囲に制御される。RAは、二価の炭化水素基(好ましくはエチレン基)である。X7は、水素原子又はアルキル基(好ましくはメチル)である。d1は正数(好ましくは1〜200)、d2は正数(好ましくは1〜200)、d3は0又は正数(好ましくは1〜10)、d4は0又は正数(好ましくは0〜5)、d5は正数(好ましくは1〜100)、d6は0又は正数である。]
[125]R4の全量(100モル%)に対する脂肪族炭素−炭素不飽和結合を含む基の割合が、0.1〜40モル%である、上記[124]に記載の硬化性樹脂組成物。
[126](d3+d4)が正数である、上記[124]又は[125]に記載の硬化性樹脂組成物。
[128](H)成分が、上記式(IV−1)において、r1が1以上の整数(好ましくは1〜100)を示し、r2が1以上の整数(好ましくは1〜400)を示し、r3が1以上の整数(好ましくは1〜50)を示し、r4が0であり、r5が1以上の整数(好ましくは1〜50)を示す、分岐鎖状のポリオルガノシロキシシルアルキレンを含む、上記[127]に記載の硬化性樹脂組成物。
[129](H)成分が、上記式(IV−1)において、r1が1以上の整数(好ましくは1〜100)を示し、r2が1以上の整数(好ましくは1〜400)を示し、r3及びr4が0であり、r5が1以上の整数(好ましくは1〜50)を示す、直鎖状のポリオルガノシロキシシルアルキレンを含む、上記[127]又は[128]に記載の硬化性樹脂組成物。
[131](H)成分の分子量分布(Mw/Mn)が、1以上4以下(好ましくは1〜3.5)である、上記[120]〜[130]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[132](H)成分の25℃における粘度が、100mPa・s以上(好ましくは500mPa・s以上)である、上記[120]〜[131]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[133](H)成分の25℃における粘度が、50000mPa・s以下(好ましくは10000mPa・s以下)である、上記[120]〜[132]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[134](H)成分の含有量(配合量)が、硬化性樹脂組成物の全量(100重量%)に対して、1〜50重量%(好ましくは1〜40重量%、さらに好ましくは5〜30重量%)である、上記[120]〜[133]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[135](H)成分の含有量(配合量)が、(A)成分100重量部に対して、1〜200重量部(好ましくは5〜100重量部、さらに好ましくは10〜50重量部)である、上記[120]〜[134]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[137]硬化性樹脂組成物の23℃における粘度が、20000mPa・s以下(好ましくは300〜2万mPa・s、より好ましくは500〜1万mPa・s、さらに好ましくは1000〜8000mPa・s)である、上記[1]〜[136]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[139]硬化性樹脂組成物を25〜180℃且つ5〜720分間の条件の中から選択される少なくとも1点の硬化条件で加熱して硬化させたときの硬化物のJISK6253に規定されたタイプDデュロメータを用いて測定されたD硬度が70以下(好ましくは60以下)である、上記[1]〜[138]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[140]硬化性樹脂組成物を25〜180℃且つ5〜720分間の条件の中から選択される少なくとも1点の硬化条件で加熱して硬化させたときの硬化物のJISK6251に規定された引張伸度が50%以上(好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上)である、上記[1]〜[139]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[142]589nmにおける屈折率が1.46以上1.54以下(好ましくは1.465〜1.535、さらに好ましくは1.47〜1.53)であることを特徴とする、上記[141]に記載の硬化物。
[143]封止剤である、上記[1]〜[140]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[144]レンズ形成用樹脂組成物である、上記[1]〜[140]のいずれか1つに記載の硬化性樹脂組成物。
[145]半導体素子と、該半導体素子を封止する封止材とを有する半導体装置であって、前記封止材が、上記[143]に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする半導体装置。
[146]半導体素子とレンズとを有する半導体装置であって、前記レンズが、上記[144]に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする半導体装置。
[147]半導体素子と、該半導体素子を封止する封止材と、レンズとを有する半導体装置であって、前記封止材が、上記[143]に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物であり、前記レンズが、上記[144]に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする半導体装置。
[148]硬化物の589nmにおける屈折率が、1.46以上1.54以下(好ましくは1.465〜1.535、さらに好ましくは1.47〜1.53)である、上記[145]〜[147]のいずれか1つに記載の半導体装置。
[149]光半導体装置である上記[145]〜[148]のいずれか1つに記載の半導体装置。
101:金属配線(電極)
101a:外部金属配線(外部電極)
101b:内部金属配線(内部電極)
102:光半導体素子
103:ボンディングワイヤ
104:硬化物(封止材)
200:側壁部
201:反射面
Claims (20)
- 下記の(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、及び(E)成分を含む硬化性樹脂組成物であって、
(A)成分100重量部に対する(B)成分の含有量が5〜50重量部であり、
(A)成分100重量部に対する(C)成分の含有量が0〜10重量部であり、
(D)成分の含有量が、(A)成分、(B)成分、及び(C)成分中に存在するアルケニル基1モルに対して、(D)成分中に存在するSiH基(ヒドロシリル基)が0.5〜5モルとなる量であり、
(A)成分100重量部に対する(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の含有量の合計が80重量部以下であることを特徴とする硬化性樹脂組成物。
(A):下記平均単位式(I):
(SiO4/2)a1(R1SiO3/2)a2(R1 2SiO2/2)a3(R1 3SiO1/2)a4 (I)
[式中、R1は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、又は水酸基であり、R1の全量(100モル%)に対するアルキル基の割合をXモル%、アリール基の割合をYモル%、アルケニル基の割合をZモル%としたとき、Xは30〜98モル%、Yは1〜50モル%、Zは1〜20モル%である。a1、a2、a3、及びa4は、a1>0、a2>0、a3≧0、a4>0、0.01≦a1/a2≦10、及びa1+a2+a3+a4=1を満たす数である。]
で表されるポリオルガノシロキサン
(B):下記単位式:
(R y SiO 3/2 ) y1 (R y 2 SiO 2/2 ) y2 (R y 3 SiO 1/2 ) y3 (SiO 4/2 ) y4 (X y O 1/2 ) y5
[式中、R y は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、又は炭素数2〜8のアルケニル基である。R y の一部はアルケニル基であり、その割合は、ケイ素原子に結合した有機基の全量(100モル%)に対して20〜60モル%である。X y は、水素原子又はアルキル基である。y1は0又は正の整数、y2は0又は正の整数、y3は0又は正の整数、y4は0又は正の整数、y5は0又は正の整数であり、(y1+y2+y3)が正数であり、かつ、2≦y1+y2+y3+y4≦10を満たす正数である。]
で表されるポリオルガノシロキサン
(C):下記平均単位式(X):
(RxSiO3/2)x1(Rx 2SiO2/2)x2(Rx 2SiRARx 2SiO2/2)x3(Rx 3SiO1/2)x4 (X)
[式中、Rxは、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、又は水酸基であり、Rxの全量(100モル%)に対するアリール基の割合が1〜50モル%であり、全Rxの少なくとも2個はアルケニル基である。RAは、二価の炭化水素基である。x1、x2、x3、及びx4は、0.05>x1≧0、x2+x3>0、x4>0、及びx1+x2+x3+x4=1を満たす数である。]
で表されるオルガノポリシロキサン
(D):下記平均組成式(II):
R2 mHnSiO[(4-m-n)/2] (II)
[式中、R2は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数6〜14のアリール基である。ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有する。m及びnは、0.7≦m≦2.1、0.001≦n≦1、及び0.8≦m+n≦3を満たす数である。]
で表されるポリオルガノシロキサン
(E):ヒドロシリル化触媒 - 23℃における粘度が20000mPa・s以下である、請求項1記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記硬化性樹脂組成物を25〜180℃且つ5〜720分間の条件の中から選択される少なくとも1点の硬化条件で加熱して硬化させたときの硬化物のJISK6253に規定されたタイプDデュロメータを用いて測定されたD硬度が40以上であり、JISK6251に規定された引張伸度が50%以上である、請求項1又は2に記載の硬化性樹脂組成物。
- (A)成分が、
重量平均分子量がポリスチレン換算で500以上50000以下であり、
分子量分布が1以上4以下であり、
25℃での粘度が10mPa・s以上の液体もしくは固体である
ポリオルガノシロキサンである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。 - (A)成分において、XとYの割合(X/Y)が0.5〜25である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- さらに、下記の(F)成分を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
(F):分子内に1個以上のアルケニル基及び1個以上のアリール基を有するシルセスキオキサン - (D)成分が、(R2' 2HSiO1/2)で表される構成単位(R2'は、同一又は異なって、炭素数1〜10のアルキル基、又は炭素数6〜14のアリール基である)を少なくとも2個有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- (D)成分が、平均組成式(II)で表されるポリオルガノシロキサンの1種を含むか、或いは平均組成式(II)で表されるポリオルガノシロキサンの異なる2種以上を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- (D)成分が、R2の少なくとも1つが炭素数6〜14のアリール基である平均式(II)で表されるポリオルガノシロキサンを少なくとも1種含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- さらに、シランカップリング剤(G)を含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物。
- 589nmにおける屈折率が1.46以上1.54以下であることを特徴とする、請求項12に記載の硬化物。
- 封止剤である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- レンズ形成用樹脂組成物である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 半導体素子と、該半導体素子を封止する封止材とを有する半導体装置であって、前記封止材が、請求項14に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする半導体装置。
- 半導体素子とレンズとを有する半導体装置であって、前記レンズが、請求項15に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする半導体装置。
- 半導体素子と、該半導体素子を封止する封止材と、レンズとを有する半導体装置であって、前記封止材が、請求項14に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物であり、前記レンズが、請求項15に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする半導体装置。
- 硬化物の589nmにおける屈折率が、1.46以上1.54以下である、請求項16〜18のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 光半導体装置である請求項16〜19のいずれか1項に記載の半導体装置。
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