KR20140017447A - 부가 경화형 실리콘 조성물, 및 상기 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자가 피복된 반도체 장치 - Google Patents

부가 경화형 실리콘 조성물, 및 상기 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자가 피복된 반도체 장치 Download PDF

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KR20140017447A
KR20140017447A KR20130090724A KR20130090724A KR20140017447A KR 20140017447 A KR20140017447 A KR 20140017447A KR 20130090724 A KR20130090724 A KR 20130090724A KR 20130090724 A KR20130090724 A KR 20130090724A KR 20140017447 A KR20140017447 A KR 20140017447A
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도시유키 오자이
마사나리 모테키
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 저점도이며 충전성이 양호하고, 경화성이 양호하며, 경화되어 굴절률이 크고, 광투과율이 높고, 기재에 대한 밀착성이 높고, 균열 내성이 우수하고, 가스 투과성이 낮은 경화물을 형성하는 부가 경화형 실리콘 조성물, 및 상기 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자가 피복되어 있는, 신뢰성이 우수한 반도체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 부가 경화형 실리콘 조성물은 (A) 하기 평균 단위식 (1)로 표시되는 오르가노폴리실록산: 100질량부,
Figure pat00023

(B) 하기 평균 단위식 (2)로 표시되는 오르가노폴리실록산: 1 내지 500질량부,
Figure pat00024

(C) 하기 일반식 (3)으로 표시되는, 1 분자 중에 적어도 2개의 Si-H 결합을 갖는 오르가노하이드로젠폴리실록산: (A)+(B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 1 내지 200질량부가 되는 양,
Figure pat00025

및
(D) 히드로실릴화 반응용 촉매: 본 조성물의 경화를 촉진시키는 양
을 함유하는 것임을 특징으로 한다.

Description

부가 경화형 실리콘 조성물, 및 상기 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자가 피복된 반도체 장치{ADDITION-CURABLE SILICONE COMPOSITION, AND SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING SEMICONDUCTOR ELEMENT COATED WITH CURED PRODUCT OF SAID COMPOSITION}
본 발명은 부가 경화형 실리콘 조성물, 및 이것을 이용한 반도체 장치에 관한 것이다.
히드로실릴화 반응에 의해 경화되는 부가 경화형 실리콘 조성물은, 포토 커플러, 발광 다이오드, 고체 촬상 소자 등의 광학용 반도체 장치에서의 반도체 소자의 보호 코팅제로서 사용되고 있다. 이러한 반도체 소자의 보호 코팅제는, 상기 소자가 발광하거나 또는 수광하기 때문에, 광을 흡수하거나 산란하지 않는 것이 요구되고 있다.
히드로실릴화 반응에 의해 경화되어, 굴절률이 크고, 광 투과성이 높은 경화물을 형성하는 부가 경화형 실리콘 조성물로서는, 예를 들면 규소 원자 결합 페닐기와 규소 원자 결합 알케닐기를 함유하는 오르가노폴리실록산, 오르가노하이드로젠시클로실록산, 및 히드로실릴화 반응용 촉매를 포함하는 경화성 오르가노폴리실록산 조성물(특허문헌 1 참조); 규소 원자 결합 페닐기와 규소 원자 결합 알케닐기를 함유하는, 점도가 10,000 cp(25℃) 이상인 액상 또는 고체의 오르가노폴리실록산, 1 분자 중에 적어도 2개의 규소 원자 결합 수소 원자를 갖는 오르가노하이드로젠폴리실록산, 및 히드로실릴화 반응용 촉매를 포함하는 경화성 오르가노폴리실록산 조성물(특허문헌 2 참조); 규소 원자에 결합한 알케닐기를 1 분자 중에 적어도 2개 갖고, 또한 규소 원자에 결합한 아릴기를 갖는 오르가노폴리실록산, 규소 원자에 결합한 수소 원자를 1 분자 중에 적어도 2개 갖는 오르가노폴리실록산, 및 백금의 아릴기 함유 오르가노실록산 올리고머 착체를 포함하는 경화성 오르가노폴리실록산 조성물(특허문헌 3 참조); 분자쇄 양쪽 말단이 실록산 결합을 통해 규소 원자 결합 수소 원자로 봉쇄된 오르가노폴리실록산 조성물(특허문헌 4 참조) 등을 들 수 있다.
그러나, 이들 경화성 오르가노폴리실록산 조성물은 경화와 투명성의 균형을 취하는 것이 어렵거나, 미량의 촉매독으로 박리가 발생하는 경우가 있었다.
또한, 점도가 높아 충전성이 부족하고, 경화물의 밀착성이 부족하여 기재로부터 박리되기 쉽고, 경화성의 제어가 어려워 현장 제조시에 문제점이 발생하기 쉽고, 균열 내성이 떨어지고, 가스 투과성이 높아 기판을 부식하기 쉽다는 문제도 있었다.
또한, 직쇄상의 실리콘 오일과 분지 구조를 갖는 실리콘 수지를 병용한 부가 경화형 실리콘 조성물(특허문헌 5 참조)도 제안되어 있지만, 기재에 대한 밀착성이나 균열 내성은 불충분하였다.
일본 특허 공개 (평)8-176447호 공보 일본 특허 공개 (평)11-1619호 공보 일본 특허 공개 제2003-128922호 공보 일본 특허 공개 제2005-105217호 공보 일본 특허 공개 제2004-143361호 공보
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 저점도이며 충전성이 양호하고, 경화성이 양호하며, 경화되어 굴절률이 크고, 광투과율이 높고, 기재에 대한 밀착성이 높고, 균열 내성이 우수하고, 가스 투과성이 낮은 경화물을 형성하는 부가 경화형 실리콘 조성물, 및 상기 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자가 피복되어 있는, 신뢰성이 우수한 반도체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
(A) 하기 평균 단위식 (1)로 표시되는 오르가노폴리실록산: 100질량부,
Figure pat00001
{식 중, R1은 동일하거나 또는 상이할 수도 있으며, 치환 또는 비치환된 1가 탄화수소기(단, R1의 0.1 내지 50몰％는 알케닐기이고, R1의 10몰％ 이상은 아릴기임)이고, X1은 수소 원자 또는 알킬기이고, a1은 0.25 내지 1, b1은 0 내지 0.75, c1은 0 내지 0.3, d1은 0 내지 0.1이고, a1+b1+c1+d1=1임}
(B) 하기 평균 단위식 (2)로 표시되는 오르가노폴리실록산: 1 내지 500질량부,
Figure pat00002
{식 중, R2는 동일하거나 또는 상이할 수도 있으며, 치환 또는 비치환된 1가 탄화수소기(단, R2의 0.001 내지 20몰％는 알케닐기이고, R2의 10몰％ 이상은 아릴기임)이고, X2는 수소 원자 또는 알킬기이고, a2는 0 내지 0.1, b2는 0.5 내지 0.995, c2는 0.005 내지 0.5, d2는 0 내지 0.1이고, a2+b2+c2+d2=1임}
(C) 하기 일반식 (3)으로 표시되는, 1 분자 중에 적어도 2개의 Si-H 결합을 갖는 오르가노하이드로젠폴리실록산: (A)+(B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 1 내지 200질량부가 되는 양,
Figure pat00003
(식 중, R3은 수소 원자, 알킬기, 아릴기 및 할로겐화알킬기 중 어느 하나이며, 반복 단위간 및 반복 단위내의 각각의 R3은 동일하거나 또는 상이할 수도 있고, m은 0 이상의 정수임)
및
(D) 히드로실릴화 반응용 촉매: 본 조성물의 경화를 촉진시키는 양
을 함유하는 것임을 특징으로 하는 부가 경화형 실리콘 조성물을 제공한다.
이러한 본 발명의 부가 경화형 실리콘 조성물은 저점도이며 충전성이 양호하고, 경화성도 양호하다. 또한, 경화된 경우에는, 굴절률이 크고, 광투과율이 높고, 기재에 대한 밀착성이 높고, 균열 내성이 우수하고, 가스 투과성이 낮은 경화물이 된다.
또한, 상기 (A) 성분에서, 상기 평균 단위식 (1) 중의 R1의 아릴기의 함유율이 30몰％ 이상인 것이 바람직하다.
이와 같이, (A) 성분을 구성하는 평균 단위식 (1) 중의 규소 원자 결합 유기기에 대한 규소 결합 아릴기의 함유율이 30몰％ 이상이면, 굴절률, 광 투과성이 우수함과 동시에, 균열 내성도 보다 우수한 것이 된다.
또한, 상기 (B) 성분에서, 상기 평균 단위식 (2) 중의 R2의 아릴기의 함유율이 20몰％ 이상인 것이 바람직하다.
이와 같이, (B) 성분을 구성하는 평균 단위식 (2) 중의 규소 원자 결합 유기기에 대한 규소 결합 아릴기의 함유율이 20몰％ 이상이면, 굴절률, 광 투과성이 우수함과 동시에, 균열 내성도 보다 우수한 것이 된다.
또한, 상기 (C) 성분에서, 상기 일반식 (3) 중의 규소 원자에 결합한 R3과 H의 합계의 30몰％ 이하가 페닐기인 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 일반식 (3) 중의 규소 원자에 결합한 R3과 H의 합계의 30몰％ 이하가 페닐기이면, (A), (B) 성분과의 상용성, 경화물의 물성 등의 점에서 바람직하게 이용된다.
또한, 상기 (C) 성분에서, 상기 일반식 (3) 중의 m이 20 이하의 정수인 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 일반식 (3) 중의 m이 20 이하이면, 조성물의 점도 및 가스 투과성을 낮게 할 수 있다.
또한, 상기 부가 경화형 실리콘 조성물은 경화되어, 가시광(589nm)에서의 굴절률(25℃)이 1.5 이상인 경화물, 및/또는 광투과율(25℃)이 80％ 이상인 경화물을 형성하는 것임이 바람직하다.
이러한 조성물이면, 특히 조성물의 경화물에 의해 피복된 광반도체 소자를 갖는 반도체 장치에 바람직하고, 충분한 신뢰성을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 부가 경화형 실리콘 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자가 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 제공한다.
이러한 본 발명의 반도체 장치는 굴절률이 크고, 광투과율이 높고, 기재에 대한 밀착성이 높고, 균열 내성이 우수하고, 가스 투과성이 낮은 본 발명의 부가 경화형 실리콘 조성물의 경화물로 피복되어 있기 때문에, 신뢰성이 우수해진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 부가 경화형 실리콘 조성물은 저점도이며 충전성이 양호하고, 경화성이 양호하며, 경화되어 굴절률이 크고, 광투과율이 높고, 밀착성이 높고, 균열 내성이 우수하고, 가스 투과성이 낮은 경화물을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 반도체 장치는, 반도체 소자가 상기 조성물의 경화물에 의해 피복되어 있기 때문에 신뢰성이 우수하다.
[도 1] 본 발명의 반도체 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 종래의 부가 경화형 실리콘 조성물은, 경화와 투명성의 균형을 취하는 것이 어렵거나, 미량의 촉매독으로 박리가 발생하는 경우가 있거나, 점도가 높아 충전성이 부족하고, 경화물의 밀착성이 부족하여 기재로부터 박리되기 쉽고, 경화성의 제어가 어려워 현장 제조시에 문제점이 발생하기 쉽고, 균열 내성이 떨어진다는 문제를 갖고 있었다.
따라서, 본 발명자들이 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 행한 결과, 성분 중에 에틸렌 결합을 통해 SiH기를 말단에 갖는 오르가노폴리실록산을 이용하여, 상기 성분 중에 유기적으로 결합한 부분을 함유시킴으로써, 특히 가스 투과성을 낮게 하거나, 열 충격 시험시의 내구성 등을 향상시키는 것이 가능해지고, 또한 조성물을 형성하는 각 성분의 구성 등에 의해 굴절률이나 광 투과성을 양호하게 유지한 채로 경화성, 균열 내성, 밀착성 등의 다양한 특성도 향상시키는 것이 가능해져 문제점을 해결할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 부가 경화형 실리콘 조성물은,
(A) 하기 평균 단위식 (1)로 표시되는 오르가노폴리실록산: 100질량부,
Figure pat00004
{식 중, R1은 동일하거나 또는 상이할 수도 있으며, 치환 또는 비치환된 1가 탄화수소기(단, R1의 0.1 내지 50몰％는 알케닐기이고, R1의 10몰％ 이상은 아릴기임)이고, X1은 수소 원자 또는 알킬기이고, a1은 0.25 내지 1, b1은 0 내지 0.75, c1은 0 내지 0.3, d1은 0 내지 0.1이고, a1+b1+c1+d1=1임}
(B) 하기 평균 단위식 (2)로 표시되는 오르가노폴리실록산: 1 내지 500질량부,
Figure pat00005
{식 중, R2는 동일하거나 또는 상이할 수도 있으며, 치환 또는 비치환된 1가 탄화수소기(단, R2의 0.001 내지 20몰％는 알케닐기이고, R2의 10몰％ 이상은 아릴기임)이고, X2는 수소 원자 또는 알킬기이고, a2는 0 내지 0.1, b2는 0.5 내지 0.995, c2는 0.005 내지 0.5, d2는 0 내지 0.1이고, a2+b2+c2+d2=1임}
(C) 하기 일반식 (3)으로 표시되는, 1 분자 중에 적어도 2개의 Si-H 결합을 갖는 오르가노하이드로젠폴리실록산: (A)+(B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 1 내지 200질량부가 되는 양,
Figure pat00006
(식 중, R3은 수소 원자, 알킬기, 아릴기 및 할로겐화알킬기 중 어느 하나이며, 반복 단위간 및 반복 단위내의 각각의 R3은 동일하거나 또는 상이할 수도 있고, m은 0 이상의 정수임)
(D) 히드로실릴화 반응용 촉매: 본 조성물의 경화를 촉진시키는 양
을 함유하는 것임을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 조성물의 각 성분에 대하여 상세히 설명한다.
<(A) 성분>
(A) 성분은, 하기 평균 단위식 (1)로 표시되는 오르가노폴리실록산이다.
Figure pat00007
{식 중, R1은 동일하거나 또는 상이할 수도 있으며, 치환 또는 비치환된 1가 탄화수소기(단, R1의 0.1 내지 50몰％는 알케닐기이고, R1의 10몰％ 이상은 아릴기임)이고, X1은 수소 원자 또는 알킬기이고, a1은 0.25 내지 1, b1은 0 내지 0.75, c1은 0 내지 0.3, d1은 0 내지 0.1이고, a1+b1+c1+d1=1임}
R1 중의 알케닐기로서는, 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기가 예시되고, 특히 비닐기인 것이 바람직하다. R1 중의 알케닐기의 함유율은 0.1 내지 50몰％, 바람직하게는 1 내지 40몰％, 특히 바람직하게는 5 내지 30몰％이다. 0.1몰％ 미만이면 조성물의 경화성이 불충분해지고, 50몰％를 초과하면 경화물이 약해지고, 균열 내성이 저하된다.
또한, R1 중의 아릴기로서는, 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기가 예시되고, 특히 페닐기인 것이 바람직하다. R1 중의 아릴기의 함유율은 10몰％ 이상, 바람직하게는 30몰％ 이상, 보다 바람직하게는 40 내지 99.9몰％, 특히 바람직하게는 45 내지 95몰％이다. 10몰％ 미만이면, 경화물의 광 투과성이 저하된다. 또한, 30몰％ 이상이면, 굴절률, 광 투과성이 우수함과 동시에, 균열 내성도 보다 우수해진다.
또한, R1 중의 알케닐기 및 아릴기 이외의 규소 원자 결합 1가 탄화수소기로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기 등의 알킬기; 벤질기, 페네틸기 등의 아르알킬기; 클로로메틸기, 3-클로로프로필기, 3,3,3-트리플루오로프로필기 등의 할로겐화알킬기 등의 치환 또는 비치환된 1가 탄화수소기가 예시되고, 특히 메틸기인 것이 바람직하다.
또한, 상기 평균 단위식 (1) 중, X1은 수소 원자 또는 알킬기이고, 이 알킬기로서는 R1로서 예시한 것과 동일한 기가 예시되며, 특히 메틸기, 에틸기인 것이 바람직하다.
또한, a1은 0.25 내지 1, 바람직하게는 0.5 내지 1, 특히 바람직하게는 0.6 내지 1이고, b1은 0 내지 0.75, 바람직하게는 0 내지 0.5, 특히 바람직하게는 0 내지 0.4이고, c1은 0 내지 0.3, 바람직하게는 0 내지 0.2이고, d1은 0 내지 0.1, 바람직하게는 0 내지 0.05이고, a1+b1+c1+d1=1이다.
a1이 0.25 미만((R1SiO3 /2) 단위의 함유율이 25몰％ 미만)이면 균열 내성 등이 불충분해진다.
이러한 (A) 성분의 분자량은 한정되지 않지만, THF 용매를 이용한 GPC 측정(표준 폴리스티렌 환산)에 의한 중량 평균 분자량(Mw)이 500 내지 10,000인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 700 내지 5,000, 특히 바람직하게는 1,000 내지 3,000이다.
<(B) 성분>
(B) 성분은, 하기 평균 단위식 (2)로 표시되는 오르가노폴리실록산이다.
Figure pat00008
{식 중, R2는 동일하거나 또는 상이할 수도 있으며, 치환 또는 비치환된 1가 탄화수소기(단, R2의 0.001 내지 20몰％는 알케닐기이고, R2의 10몰％ 이상은 아릴기임)이고, X2는 수소 원자 또는 알킬기이고, a2는 0 내지 0.1, b2는 0.5 내지 0.995, c2는 0.005 내지 0.5, d2는 0 내지 0.1이고, a2+b2+c2+d2=1임}
R2 중의 알케닐기로서는, 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기가 예시되고, 특히 비닐기인 것이 바람직하다. R2 중의 알케닐기의 함유율은 0.001 내지 20몰％, 바람직하게는 0.003 내지 10몰％, 특히 바람직하게는 0.01 내지 5몰％이다. 0.001몰％ 미만이면 조성물의 경화성이 불충분해지고, 20몰％를 초과하면 경화물이 약해지고, 균열 내성이 저하된다.
또한, R2 중의 아릴기로서는, 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기가 예시되고, 특히 페닐기인 것이 바람직하다. R2 중의 아릴기의 함유율은 10몰％ 이상, 바람직하게는 15 내지 80몰％, 특히 바람직하게는 20 내지 70몰％이다. 10몰％ 미만이면, 경화물의 광 투과성이 저하된다. 또한, 20몰％ 이상이면, 굴절률, 광 투과성이 우수함과 동시에, 균열 내성도 보다 우수해진다.
또한, R2 중의 알케닐기 및 아릴기 이외의 규소 원자 결합 1가 탄화수소기로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기 등의 알킬기; 벤질기, 페네틸기 등의 아르알킬기; 클로로메틸기, 3-클로로프로필기, 3,3,3-트리플루오로프로필기 등의 할로겐화알킬기 등의 치환 또는 비치환된 1가 탄화수소기가 예시되고, 특히 메틸기인 것이 바람직하다.
또한, 상기 평균 단위식 (2) 중, X2는 수소 원자 또는 알킬기이고, 이 알킬기로서는 R2로서 예시한 것과 동일한 기가 예시되며, 특히 메틸기, 에틸기인 것이 바람직하다.
또한, a2는 0 내지 0.1, 바람직하게는 0 내지 0.05, 특히 바람직하게는 0.05 미만이고, b2는 0.5 내지 0.995, 바람직하게는 0.6 내지 0.9이고, c2는 0.005 내지 0.5, 바람직하게는 0.01 내지 0.1이고, d2는 0 내지 0.1, 바람직하게는 0 내지 0.05이고, a2+b2+c2+d2=1이다.
또한, 본 발명의 조성물은, 특히 (B) 성분이
Figure pat00009
로 표시되는 단위 구조를 포함하는 것이 바람직하고, (R2 2SiO2 /2) 단위의 10몰％ 이상, 특히 25몰％ 이상이 상기 단위 구조인 것이 바람직하다.
상기 단위 구조를 함유하면, 균열 내성이나 투명성이 보다 우수한 경화물을 얻을 수 있다.
이러한 (B) 성분의 분자량은 한정되지 않지만, THF 용매를 이용한 GPC 측정(표준 폴리스티렌 환산)에 의한 중량 평균 분자량(Mw)이 1,000 내지 30,000인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2,000 내지 20,000, 특히 바람직하게는 4,000 내지 15,000이다.
또한, (B) 성분의 오르가노폴리실록산의 점도는 25℃에서 0.5 내지 10,000 mPaㆍs가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 6,000 mPaㆍs가 바람직하다.
또한, 본 명세서 중에 기재된 점도는 25℃에서 회전 점도계를 이용하여 측정한 값이다.
바람직하게는 하기 식으로 표시되는 오르가노폴리실록산이다.
Figure pat00010
(식 중, A는 메틸기 또는 페닐기이고, b2', b2''은 0 이상의 양수이고, b2'+b2''=b2이고, c2'은 0을 초과하는 양수, c2''은 0 이상의 양수이고, c2'+c2''=c2임)
상기 (B) 성분의 오르가노폴리실록산의 배합량으로서는, 상기 (A) 성분 100질량부에 대하여 1 내지 500질량부이다.
<(C) 성분>
(C) 성분은, 하기 일반식 (3)으로 표시되는, 1 분자 중에 적어도 2개의 에틸렌과 결합한 Si-H 결합(즉, 규소 원자에 결합한 수소 원자)을 갖고, 바람직하게는 25℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs이하, 통상 0.5 내지 1,000 mPaㆍs, 보다 바람직하게는 1 내지 500 mPaㆍs인 직쇄상의 오르가노하이드로젠폴리실록산이다.
Figure pat00011
(식 중, R3은 수소 원자, 알킬기, 아릴기 및 할로겐화알킬기 중 어느 하나이며, 반복 단위간 및 반복 단위내의 각각의 R3은 동일하거나 또는 상이할 수도 있고, m은 0 이상의 정수임)
여기서, R3은 수소 원자, 알킬기, 아릴기 및 할로겐화알킬기 중 어느 하나이며, 반복 단위간 및 반복 단위내의 각각의 R3은 동일하거나 또는 상이할 수도 있다. 이러한 R3으로서 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, tert-부틸기, 헥실기 등의 알킬기, 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기, 3,3,3-트리플루오로프로필기 등의 할로겐화알킬기 등을 들 수 있다.
또한, 상기 일반식 (3) 중의 m은 바람직하게는 20 이하의 정수이고, 더욱 바람직하게는 10 이하의 정수이다. m의 값이 이 범위이면, 조성물의 점도가 낮아지기 때문에 충전성이 우수해진다. 또한, 조성물 중의 실알킬렌 결합의 비율이 커지기 때문에, 가스 투과성을 낮게 할 수 있다.
(C) 성분의 구체적인 구조를 이하에 나타낸다.
Figure pat00012
Figure pat00013
상기 (C) 성분의 오르가노하이드로젠폴리실록산의 배합량은, (A)+(B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 1 내지 200질량부, 바람직하게는 5 내지 80질량부이고, 배합량이 1 질량부 미만이면 경화성이 불충분해지고, 200질량부를 초과하면 충분한 경도ㆍ강도가 얻어지지 않는다.
또한, 상기 (C) 성분의 오르가노하이드로젠폴리실록산은, (A)+(B) 성분 중의 알케닐기에 대한 (C) 성분 중의 규소 원자 결합 수소 원자(즉, SiH기)의 몰비가 0.5 내지 5몰/몰, 특히 1 내지 3몰/몰이 되는 양으로 배합하는 것이 보다 바람직하다.
<(D) 성분>
(D) 성분의 히드로실릴화 반응용 촉매는, (A) 성분 및 (B) 성분 중의 알케닐기와, (C) 성분 중의 규소 원자 결합 수소 원자와의 히드로실릴화 반응을 촉진시키기 위한 촉매이다. 이러한 (D) 성분으로서는, 백금계 촉매, 로듐계 촉매, 팔라듐계 촉매가 예시되고, 본 조성물의 경화를 현저히 촉진시킬 수 있기 때문에 백금계 촉매인 것이 바람직하다. 이 백금계 촉매로서는, 백금 미분말, 염화백금산, 염화백금산의 알코올 용액, 백금-알케닐실록산 착체, 백금-올레핀 착체, 백금-카르보닐 착체가 예시되고, 특히 백금-알케닐실록산 착체인 것이 바람직하다. 이 알케닐실록산으로서는, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐시클로테트라실록산, 이들 알케닐실록산의 메틸기의 일부를 에틸기, 페닐기 등의 기로 치환한 알케닐실록산, 이들 알케닐실록산의 비닐기를 알릴기, 헥세닐기 등의 기로 치환한 알케닐실록산이 예시된다. 특히, 백금-알케닐실록산 착체의 안정성이 양호해지기 때문에, 알케닐실록산은 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산인 것이 바람직하다.
또한, 상기 백금-알케닐실록산 착체의 안정성을 향상시킬 수 있기 때문에, 이 착체에 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3-디알릴-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3-디비닐-1,3-디메틸-1,3-디페닐디실록산, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라페닐디실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐시클로테트라실록산 등의 알케닐실록산이나 디메틸실록산 올리고머 등의 오르가노실록산 올리고머를 첨가하는 것이 바람직하고, 특히 알케닐실록산을 첨가하는 것이 바람직하다.
(D) 성분의 함유량은, 본 조성물의 경화(히드로실릴화 반응)를 촉진시키는 양(촉매량)이면 한정되지 않으며, 구체적으로는 본 조성물의 (A) 성분과 (B) 성분의 합계에 대하여, 본 성분 중의 금속 원자가 질량 단위로 0.01 내지 500 ppm의 범위 내가 되는 양인 것이 바람직하고, 0.05 내지 100 ppm의 범위 내가 되는 양인 것이 보다 바람직하고, 특히 0.05 내지 50 ppm의 범위 내가 되는 양인 것이 바람직하다. 이것은, (D) 성분의 함유량이 상기 범위이면 본 조성물이 충분히 경화되기 때문이고, 얻어지는 경화물에 착색 등의 문제를 발생시킬 우려가 없어짐과 동시에 경제적이기 때문이다.
<임의 성분>
본 조성물에는, 기타 임의의 성분으로서 2-메틸-3-부틴-2-올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 2-페닐-3-부틴-2-올 등의 알킨알코올; 3-메틸-3-펜텐-1-인, 3,5-디메틸-3-헥센-1-인 등의 엔인 화합물; 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐시클로테트라실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라헥세닐시클로테트라실록산, 벤조트리아졸 등의 반응 억제제를 함유할 수도 있다. 이 반응 억제제의 함유량은 한정되지 않지만, (A) 성분과 (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 0.0001 내지 5질량부의 범위 내인 것이 바람직하다.
또한, 본 조성물에는, 그의 접착성을 향상시키기 위한 접착 부여제를 함유하고 있을 수도 있다. 이 접착 부여제로서는, 규소 원자에 결합한 알콕시기를 1 분자 중에 적어도 1개, 바람직하게는 2개 이상 갖는 유기 규소 화합물인 것이 바람직하다. 이 알콕시기로서는, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 메톡시에톡시기가 예시되고, 특히 메톡시기인 것이 바람직하다. 또한, 이 유기 규소 화합물의 규소 원자에 결합하는 알콕시기 이외의 기(원자)로서는, R1 등으로서 예시한 상기 알킬기, 상기 알케닐기, 상기 아릴기, 상기 아르알킬기, 상기 할로겐화알킬기 등의 치환 또는 비치환된 1가 탄화수소기; 3-글리시독시프로필기나 4-글리시독시부틸기 등의 글리시독시알킬기, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸기나 3-(3,4-에폭시시클로헥실)프로필기 등의 에폭시시클로헥실알킬기, 4-옥시라닐부틸기나 8-옥시라닐옥틸기 등의 옥시라닐알킬기 등의 에폭시기 함유 1가 유기기; 3-메타크릴옥시프로필기 등의 아크릴기 함유 1가 유기기; 수소 원자가 예시된다. 구체적으로는 에폭시기 함유 실란 커플링제, (메트)아크릴기 함유 실란 커플링제 등의 실란 커플링제나 그의 부분 가수분해 축합물(실란 커플링제의 올리고머) 등이 예시된다.
보다 구체적으로는, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 실란 화합물; 1 분자 중에 규소 원자 결합 알케닐기, 규소 원자 결합 수소 원자, 및 규소 원자 결합 알콕시기의 각각을 1개 이상 갖는 실록산 화합물, 규소 원자 결합 알콕시기를 적어도 1개 갖는 실란 화합물, 또는 1 분자 중에 규소 원자 결합 히드록시기와 규소 원자 결합 알케닐기를 각각 적어도 1개씩 갖는 실록산 화합물과 상기 실록산 화합물의 혼합물, 메틸폴리실리케이트, 에틸폴리실리케이트, 에폭시기 함유 에틸폴리실리케이트가 예시된다.
상기 접착 부여제는 저점도 액상인 것이 바람직하고, 그의 점도는 한정되지 않지만, 25℃에서 1 내지 500 mPaㆍs의 범위 내인 것이 바람직하다. 하기 식으로 나타낸 바와 같은 접착 부여제를 첨가할 수도 있다.
Figure pat00014
또한, 본 조성물에서 상기 접착 부여제의 함유량은 한정되지 않지만, (A) 성분과 (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 0.01 내지 10질량부인 것이 바람직하다.
또한, 본 조성물에는, 기타 임의의 성분으로서 실리카, 유리, 알루미나, 산화아연 등의 무기질 충전제; 폴리메타크릴레이트 수지, 실리콘 레진, 실리콘 파우더 등의 수지 미분말; 내열제, 염료, 안료, 난연성 부여제, 용제 등을 함유할 수도 있다.
또한, 본 조성물의 점도는 25℃에서 50 내지 100,000 mPaㆍs가 바람직하고, 보다 바람직하게는 100 내지 7,000 mPaㆍs이다.
또한, 본 조성물은 경화되어, JIS에 규정된 경도가 쇼어 D로 20 이상, 특히 30 내지 90인 경화물을 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 경화했을 때에, 예를 들면 쇼어 D로 20 이상인 경화물을 형성하는 것이면, 반도체 장치 등에 이용한 경우에도 외부 응력의 영향을 받기 어렵고, 먼지 등이 최대한 부착되기 어려워진다.
또한, 본 조성물은, 조성물의 경화물에 의해 피복된 반도체 소자, 특히 광반도체 소자를 갖는 반도체 장치에 충분한 신뢰성을 부여하기 위해, 경화하여 얻어지는 경화물의 가시광(589 nm)에서의 굴절률(25℃)이 1.5 이상이고, 경화물의 광투과율(25℃)이 80％ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 굴절률은, 예를 들면 아베식 굴절률계에 의해 측정할 수 있다. 이 때, 아베식 굴절률계에서의 광원의 파장을 변경함으로써 임의의 파장에서의 굴절률을 측정할 수 있다. 또한, 이 광투과율은, 예를 들면 광로 길이 2.0 mm의 경화물을 분광 광도계에 의해 측정함으로써 구할 수 있다.
또한, 본 조성물을 경화하여 얻어지는 경화물의 200 nm 내지 250 nm의 파장에서의 자외선 투과율(25℃)이 10％ 이하인 것이 바람직하다. 이것은, 본 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자를 피복하여 이루어지는 반도체 장치가 200 nm 내지 250 nm의 단파장의 자외선을 받은 경우, 이 반도체 장치를 구성하는 재료의 열화를 방지하기 때문이다. 이 자외선 투과율은, 예를 들면 광로 길이 2.0 mm의 경화물을 분광 광도계에 의해 측정함으로써 구할 수 있다.
본 조성물은 실온 또는 가열에 의해 경화가 진행되지만, 신속히 경화시키기 위해서는 가열하는 것이 바람직하다. 이 가열 온도로서는, 50 내지 200℃의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 조성물을 경화하여 얻어지는 경화물은 엘라스토머상, 예를 들면 겔상, 또는 유연한 고무상부터 탄성을 갖는 수지상까지 얻어진다. 이러한 본 조성물은, 전기ㆍ전자용의 접착제, 포팅제, 보호 코팅제, 언더필제로서 사용할 수 있으며, 특히 광투과율이 높기 때문에, 광학 용도의 반도체 소자의 접착제, 포팅제, 보호 코팅제, 언더필제로서 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 이러한 본 발명의 부가 경화형 실리콘 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자가 피복된 반도체 장치를 제공한다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 반도체 장치에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명의 반도체 장치의 일례(이 경우 LED)를 나타내는 개략 단면도이다.
본 발명의 반도체 장치 (1)은, 은 도금 기판 (2)가 형성된 패키지 (3) 상에 반도체칩 (4)가 다이 본딩되어 있고, 이 반도체칩 (4)는 본딩 와이어 (5)에 의해 와이어 본딩되어 있다.
또한, 상술한 본 발명의 부가 경화형 실리콘 조성물의 경화물 (6)에 의해 반도체칩 (4)가 피복되어 있다.
반도체칩 (4)의 피복은, 상술한 본 발명의 부가 경화형 실리콘 조성물 (6)을 도포하고, 가열에 의해 부가 경화형 실리콘 조성물 (6)을 경화시킴으로써 행해진다. 또한, 기타 공지된 경화 조건하에 공지된 경화 방법에 의해 경화시킬 수도 있다.
또한, 상기 경우, 외부 응력의 영향을 받기 어렵게 하고, 먼지 등의 부착을 최대한 억제한다는 관점에서, 부가 경화형 실리콘 조성물 (6)은 경화에 의해 JIS에 규정된 경도가 쇼어 D로 20 이상인 경화물을 형성하는 것임이 바람직하다.
본 발명의 부가 경화형 실리콘 조성물은 굴절률이 크고, 광투과율이 높고, 기재에 대한 밀착성이 높고, 균열 내성이 우수하고, 가스 투과성이 낮은 경화물을 형성하기 때문에, 이러한 본 발명의 조성물을 이용한 본 발명의 반도체 장치는 신뢰성이 우수해지고, 다이오드, 발광 다이오드(LED) 등으로서 특히 바람직하다.
[실시예]
이하, 실시예와 비교예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예 등으로 제한되는 것은 아니다.
또한, 부가 경화형 실리콘 조성물, 및 이 경화물의 특성은 다음과 같이 하여 측정하였다.
또한, 본 명세서 중에 기재된 점도는 25℃에서 회전 점도계를 이용하여 측정한 값이다.
경화물의 경도
부가 경화형 실리콘 조성물을 150℃의 열풍 순환식 오븐에서 3시간 가열함으로써 경화물을 제작하였다. 이 경화물의 경도를 쇼어 D 경도계를 이용하여 측정하였다.
경화물의 굴절률
부가 경화형 실리콘 조성물을 150℃의 열풍 순환식 오븐에서 3시간 가열함으로써 경화하여 제작한 경화물의 25℃에서의 굴절률을 아베식 굴절률계를 이용하여 측정하였다. 또한, 측정에 이용한 광원으로서, 가시광(589 nm)을 이용하였다.
경화물의 광투과율
부가 경화형 실리콘 조성물을 150℃의 열풍 순환식 오븐에서 3시간 가열함으로써 경화하여 제작한 경화물(광로 길이 2.0 mm)의 25℃에서의 400 nm의 파장의 광투과율을 측정하였다.
경화물의 내열성
상기 [경화물의 광투과율]에서 얻어진 결과를 100으로 하고, 이 경화물을 150℃의 열풍 순환식 오븐으로 500시간 가열한 후, 경화물을 취출하여 광투과율이 100과 비교하여 어느 정도 떨어지는지 측정하였다.
경화물의 내구 후의 균열
도 1과 같이 제작하여 150℃×4시간의 가열로 경화한 패키지를 {-40℃(30분), 100℃(30분)}를 1 사이클로 하는 열 충격 시험기 중에 넣고, 100 사이클 경과 후 패키지를 확대 현미경으로 관찰하고, 경화물의 균열이 있는 경우를 ×, 균열이 없는 경우를 ○, 균열이 있는지 아닌지가 명료하지 않은 경우를 △로 하였다.
경화물의 산소 가스 투과성
부가 경화형 실리콘 조성물을 150℃의 열풍 순환식 오븐에서 3시간 가열함으로써 경화하여 제작한 두께 1 mm의 경화물의 산소 가스 투과성을 산소 가스 투과 장치를 이용하여 측정하였다.
[실시예 1]
평균 단위식:
(C6H5SiO3 /2)0.75[(CH2=CH)(CH3)SiO]0.25
로 표시되는 분지쇄상의 오르가노폴리실록산{성상=고체상(25℃), 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 비닐기의 함유율=20몰％, 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 페닐기의 함유율=60몰％, 표준 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량=2400} 50질량부,
점도 4,000 mPaㆍs이고, 하기 평균 단위식:
((C6H5)2SiO2 /2)0.3((CH3)2SiO2 /2)0.68((CH2=CH)(CH3)2SiO1 /2)0.02 (2)
로 표시되는 분자쇄 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 페닐메틸폴리실록산(규소 원자 결합 비닐기의 함유율=1몰％, 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 페닐기의 함유율=30몰％) 25질량부,
하기 일반식:
Figure pat00015
로 표시되는 분자쇄 양쪽 말단 디메틸하이드로젠실에틸기 봉쇄 유기 규소 화합물 15질량부,
백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체(본 조성물에서 본 착체 중의 백금 금속이 질량 단위로 10 ppm이 되는 양),
접착 부여제로서 하기 구조식:
Figure pat00016
로 표시되는 SiH 함유 화합물 1.0질량부를 균일하게 혼합하여, 점도 3,700 mPaㆍs인 부가 경화형 실리콘 조성물을 제조하였다.
상기 부가 경화형 실리콘 조성물 및 그의 경화물의 특성을 측정하였다. 이들 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 이 부가 경화형 실리콘 조성물을 이용하여 LED를 제작하였다. 이들 반도체 장치의 신뢰성의 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
평균 단위식:
(C6H5SiO3 /2)0.8[(CH2=CH)(CH3)2SiO1 /2]0.2
로 표시되는 분지쇄상의 오르가노폴리실록산{성상=고체상(25℃), 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 비닐기의 함유율=14몰％, 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 페닐기의 함유율=57몰％, 표준 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량=1,600} 55질량부,
점도 700 mPaㆍs이고, 하기 평균 단위식:
((C6H5)2SiO2 /2)0.3((CH3)2SiO2 /2)0.63((CH2=CH)(CH3)2SiO1 /2)0.07
로 표시되는 분자쇄 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디페닐디메틸폴리실록산(규소 원자 결합 비닐기의 함유율=3몰％, 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 페닐기의 함유율=29몰％) 25질량부,
하기 일반식:
Figure pat00017
로 표시되는 분자쇄 양쪽 말단 디메틸하이드로젠실에틸기 봉쇄 유기 규소 화합물 22질량부,
백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체(본 조성물에서 본 착체 중의 백금 금속이 질량 단위로 2.5 ppm이 되는 양)를 접착 부여제로서 하기 구조식:
Figure pat00018
로 표시되는 실란 화합물 2.0질량부를 균일하게 혼합하여, 점도 1,000 mPaㆍs인 부가 경화형 실리콘 조성물을 제조하였다.
상기 부가 경화형 실리콘 조성물 및 그의 경화물의 특성을 측정하였다. 이들 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 이 부가 경화형 실리콘 조성물을 이용하여 LED를 제작하였다. 이들 반도체 장치의 신뢰성의 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
평균 단위식:
(C6H5SiO3 /2)0.75[(CH2=CH)(CH3)SiO]0.25
로 표시되는 분지쇄상의 오르가노폴리실록산{성상=고체상(25℃), 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 비닐기의 함유율=20몰％, 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 페닐기의 함유율=60몰％, 표준 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량=2400} 50질량부,
점도 4,000 mPaㆍs이고, 하기 평균 단위식:
((C6H5)2SiO2 /2)0.3((CH3)2SiO2 /2)0.68((CH2=CH)(CH3)2SiO1 /2)0.02 (2)
로 표시되는 분자쇄 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 페닐메틸폴리실록산(규소 원자 결합 비닐기의 함유율=1몰％, 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 페닐기의 함유율=30몰％) 25질량부,
하기 식:
H(CH3)2SiO(C6H5)2SiOSi(CH3)2H
로 표시되는 분자쇄 양쪽 말단 디메틸하이드로젠실록시기 봉쇄 유기 규소 화합물 15질량부,
백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체(본 조성물에서 본 착체 중의 백금 금속이 질량 단위로 30 ppm이 되는 양)를 균일하게 혼합하여, 점도 2,460 mPaㆍs인 부가 경화형 실리콘 조성물을 제조하였다.
상기 부가 경화형 실리콘 조성물 및 그의 경화물의 특성을 측정하였다. 이들 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 이 부가 경화형 실리콘 조성물을 이용하여 LED를 제작하였다. 이들 반도체 장치의 신뢰성의 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
평균 단위식:
(C6H5SiO3 /2)0.75[(CH2=CH)(CH3)2SiO1 /2]0.25
로 표시되는 분지쇄상의 오르가노폴리실록산{성상=고체상(25℃), 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 비닐기의 함유율=17몰％, 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 페닐기의 함유율=50몰％, 표준 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량=1,600} 55질량부,
점도 950 mPaㆍs이고, 평균 단위식:
(C6H5SiO3 /2)0.60[(CH3)2HSiO1 /2]0.40
로 표시되는 분지쇄상의 오르가노폴리실록산(규소 원자 결합 전체 기 중의 규소 원자 결합 수소 원자의 함유율=22몰％, 규소 원자 결합 전체 기 중의 규소 원자 결합 페닐기의 함유율=33몰％, 표준 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량=1,100) 12질량부,
점도 3,500 mPaㆍs인 직쇄상의 분자쇄 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 메틸페닐폴리실록산(규소 원자 결합 비닐기의 함유율=0.20몰％, 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 페닐기의 함유율=49몰％) 50질량부,
백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체(본 조성물에서 본 착체 중의 백금 금속이 질량 단위로 2.5 ppm이 되는 양)를 균일하게 혼합하여, 점도 3,500 mPaㆍs인 부가 경화형 실리콘 조성물을 제조하였다.
상기 부가 경화형 실리콘 조성물 및 그의 경화물의 특성을 측정하였다. 이들 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 이 부가 경화형 실리콘 조성물을 이용하여 LED를 제작하였다. 이들 반도체 장치의 신뢰성의 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 3]
평균 단위식:
(C6H5SiO3 /2)0.75[(CH2=CH)(CH3)2SiO1 /2]0.25
로 표시되는 분지쇄상의 오르가노폴리실록산{성상=고체상(25℃), 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 비닐기의 함유율=17몰％, 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 페닐기의 함유율=50몰％, 표준 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량=1,600} 45질량부,
점도 3,500 mPaㆍs인 직쇄상의 분자쇄 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 메틸페닐폴리실록산(규소 원자 결합 비닐기의 함유율=0.20몰％, 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 페닐기의 함유율=49몰％) 55질량부,
하기 식:
H(CH3)2SiO[CH3(C6H5)SiO]4Si(CH3)2H
로 표시되는 분자쇄 양쪽 말단 디메틸하이드로젠실록시기 봉쇄 메틸페닐폴리실록산 24 질량부,
백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체(본 조성물에서 본 착체 중의 백금 금속이 질량 단위로 2.5 ppm이 되는 양)를 균일하게 혼합하여, 점도 1,700 mPaㆍs인 부가 경화형 실리콘 조성물을 제조하였다.
상기 부가 경화형 실리콘 조성물 및 그의 경화물의 특성을 측정하였다. 이들 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 이 부가 경화형 실리콘 조성물을 이용하여 LED를 제작하였다. 이들 반도체 장치의 신뢰성의 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
[비교예 4]
실시예 1의 분지쇄상의 오르가노폴리실록산을 평균 단위식:
(C6H5SiO3 /2)0.05(CH3SiO3 /2)0.70[(CH2=CH)(CH3)2SiO1 /2]0.25
{성상=고체상(25℃), 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 비닐기의 함유율=16.7몰％, 규소 원자 결합 전체 유기기 중의 규소 원자 결합 페닐기의 함유율=3.3몰％, 표준 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량 2,100}로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 점도 2,300 mPaㆍs인 부가 경화형 실리콘 조성물을 제조하였다.
상기 부가 경화형 실리콘 조성물 및 그의 경화물의 특성을 측정하였다. 이들 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 이 부가 경화형 실리콘 조성물을 이용하여 LED를 제작하였다. 이들 반도체 장치의 신뢰성의 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure pat00019
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 및 2는 경화물의 경도도 충분하고, 경화물의 굴절률, 광투과율 및 내열성도 양호하고, 경화물에 균열의 발생도 보이지 않았다. 또한, 가스 배리어성도 우수한 것이었다. 또한, 촉매독에 의한 박리도 발생하지 않고, 기판에 대한 밀착성이 높은 것이었다.
한편, 비교예 2 내지 4에서는 경도는 충분하지만 균열의 발생이 보이고, 균열의 유무가 불명료하였던 비교예 1도 내열성이 떨어지는 것이었다. 또한, 비교예 1 내지 4 모두 가스 투과성이 높고, 기판을 부식하기 쉬운 것이었다. 또한, 촉매독에 의한 박리가 발생하였다.
또한, 비교예 1은 본 발명의 (C) 성분에 해당하는 것으로서 2개의 에틸렌과 결합한 Si-H 결합을 포함하지 않는 것을, 비교예 2는 (B) 성분 대신에 각 단위의 배합량이 본 발명의 (A) 성분 및 (B) 성분 중 어느 것의 정의에도 해당되지 않는 것을, 비교예 3은 본 발명의 (B) 성분에 해당하는 것을 포함하지 않고, (C) 성분에 해당하는 것으로서 2개의 에틸렌과 결합한 Si-H 결합을 포함하지 않는 것을, 비교예 4는 본 발명의 (A) 성분에 해당하는 것으로서 페닐기(아릴기)의 함유율이 10몰％보다 낮은 것, 및 (C) 성분에 해당하는 것으로서 2개의 에틸렌과 결합한 Si-H 결합을 포함하지 않는 것을 함유하는 것이다.
이상의 점으로부터, 본 발명의 부가 경화형 실리콘 조성물이면, 굴절률이 크고, 광투과율이 높고, 기재에 대한 밀착성이 높고, 균열 내성이 우수하고, 가스 투과성이 낮은 경화물이 형성되기 때문에, 각종 광학 용도 등에 적합한 것임이 실증되었다.
상기 실시예에서는, 반도체 소자의 포팅제로서 본 발명의 부가 경화형 실리콘 조성물을 이용하였지만, 본 발명의 부가 경화형 실리콘 조성물은 특히 광투과율이 높기 때문에, 그 이외에도 광학 용도의 반도체 소자의 접착제, 보호 코팅제, 언더필제 등으로서 바람직하고, 전기ㆍ전자용의 접착제, 포팅제, 보호 코팅제, 언더필제 등으로서도 물론 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용 효과를 발휘하는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 함유된다.
1…반도체 장치, 2…은 도금 기판, 3…패키지, 4…반도체칩, 5…본딩 와이어, 6…부가 경화형 실리콘 조성물(의 경화물).

Claims (8)

  1. (A) 하기 평균 단위식 (1)로 표시되는 오르가노폴리실록산: 100질량부,
    Figure pat00020

    {식 중, R1은 동일하거나 또는 상이할 수도 있으며, 치환 또는 비치환된 1가 탄화수소기(단, R1의 0.1 내지 50몰％는 알케닐기이고, R1의 10몰％ 이상은 아릴기임)이고, X1은 수소 원자 또는 알킬기이고, a1은 0.25 내지 1, b1은 0 내지 0.75, c1은 0 내지 0.3, d1은 0 내지 0.1이고, a1+b1+c1+d1=1임}
    (B) 하기 평균 단위식 (2)로 표시되는 오르가노폴리실록산: 1 내지 500질량부,
    Figure pat00021

    {식 중, R2는 동일하거나 또는 상이할 수도 있으며, 치환 또는 비치환된 1가 탄화수소기(단, R2의 0.001 내지 20몰％는 알케닐기이고, R2의 10몰％ 이상은 아릴기임)이고, X2는 수소 원자 또는 알킬기이고, a2는 0 내지 0.1, b2는 0.5 내지 0.995, c2는 0.005 내지 0.5, d2는 0 내지 0.1이고, a2+b2+c2+d2=1임}
    (C) 하기 일반식 (3)으로 표시되는, 1 분자 중에 적어도 2개의 Si-H 결합을 갖는 오르가노하이드로젠폴리실록산: (A)+(B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 1 내지 200질량부가 되는 양,
    Figure pat00022

    (식 중, R3은 수소 원자, 알킬기, 아릴기 및 할로겐화알킬기 중 어느 하나이며, 반복 단위간 및 반복 단위내의 각각의 R3은 동일하거나 또는 상이할 수도 있고, m은 0 이상의 정수임)
    및
    (D) 히드로실릴화 반응용 촉매: 본 조성물의 경화를 촉진시키는 양
    을 함유하는 것임을 특징으로 하는 부가 경화형 실리콘 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (A) 성분에서 상기 평균 단위식 (1) 중의 R1의 아릴기의 함유율이 30몰％ 이상인 것을 특징으로 하는 부가 경화형 실리콘 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (B) 성분에서 상기 평균 단위식 (2) 중의 R2의 아릴기의 함유율이 20몰％ 이상인 것을 특징으로 하는 부가 경화형 실리콘 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (C) 성분에서 상기 일반식 (3) 중의 규소 원자에 결합한 R3과 H의 합계의 30몰％ 이하가 페닐기인 것을 특징으로 하는 부가 경화형 실리콘 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (C) 성분에서 상기 일반식 (3) 중의 m이 20 이하의 정수인 것을 특징으로 하는 부가 경화형 실리콘 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 경화되어, 가시광(589 nm)에서의 굴절률(25℃)이 1.5 이상인 경화물을 형성하는 것임을 특징으로 하는 부가 경화형 실리콘 조성물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 경화되어, 광투과율(25℃)이 80％ 이상인 경화물을 형성하는 것임을 특징으로 하는 부가 경화형 실리콘 조성물.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 부가 경화형 실리콘 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자가 피복되어 있는 것임을 특징으로 하는 반도체 장치.
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