KR20140130135A - 경화성 실리콘 조성물, 이의 경화물, 및 광반도체 장치 - Google Patents

경화성 실리콘 조성물, 이의 경화물, 및 광반도체 장치 Download PDF

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마코토 요시타케
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다우 코닝 도레이 캄파니 리미티드
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Abstract

경화성 실리콘 조성물은 (A) 평균 단위식으로 표시되는 유기폴리실록산; (B) 전체 규소 원자-결합 유기 기의 30 내지 60 몰%가 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기인, 10개 이하의 규소 원자를 갖는 유기폴리실록산; (C) 일반식으로 표시되는 유기폴리실록산; (D) 한 분자 내에 적어도 2개의 규소 원자-결합 수소 원자를 갖는 유기폴리실록산으로서, 성분 (D) 내의 전체 규소 원자-결합 유기 기 중 페닐 기의 함량이 20 내지 70 몰%인, 상기 유기폴리실록산; (E) 평균 단위식으로 표시되는 유기폴리실록산; (F) 하이드로실릴화 반응 촉매; (G) 백색 안료; 및 (H) 백색 안료 이외의 무기 충전제를 포함하며, 열 및 광에 의한 기계적 강도의 저하 및 변색이 거의 없고, 광 반사율이 크며, 치수 안정성이 탁월하고, 광반도체 장치에 사용되는 밀봉제에 의한 우수한 접착이 가능한 경화물을 형성하기 위해 성형성이 탁월하다.

Description

경화성 실리콘 조성물, 이의 경화물, 및 광반도체 장치 {CURABLE SILICONE COMPOSITION, CURED PRODUCT THEREOF, AND OPTICAL SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 경화성 실리콘 조성물, 이의 경화물, 및 경화물(cured product)을 광 반사 재료로서 사용하는 광반도체 장치에 관한 것이다.
2012년 2월 2일자로 출원된 일본 특허 출원 제2012-021280호에 대해 우선권이 주장되며, 상기 일본 특허 출원의 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
하이드로실릴화 반응에 의해 경화되는 경화성 실리콘 조성물은, 포토커플러, 발광 다이오드, 고체 촬상 소자 등과 같은 광반도체 장치에서 광반도체 소자를 위한 보호제, 코팅제, 렌즈-성형 재료, 광 반사 재료 등으로서 사용된다. 그 중에서도, 광 반사 재료로서 사용되는 조성물은, 비닐 기 또는 알릴 기, 및 수소 원자가 규소 원자에 직접 결합된 구조를 갖는 열경화형 부가 반응성 실리콘 수지, 경화 촉매와 같은 백금형 촉매, 및 백색 안료를 포함하며 광반도체 소자를 포함하는 실장 패키지용 수지 조성물 (일본 특허 출원 공개 제2009-21394호 참조); 및 중량 평균 분자량 (Mw)이 30,000 이상인 비닐-작용성 유기폴리실록산, 한 분자 내에 적어도 2개의 규소 원자-결합 수소 원자를 갖는 유기수소폴리실록산, 백색 안료; 백색 안료 이외의 무기 충전제, 백금 금속형 촉매; 및 반응 억제제를 포함하며, 경화물은 가시광 평균 반사율이 80% 이상인, 부가 경화성 실리콘 수지 조성물 (일본 특허 출원 공개 제2011-140550호 참조)에 의해 예시될 수 있다.
이들 조성물은 트랜스퍼 성형, 사출 성형, 또는 압축 성형에 있어서 하기의 문제를 갖는다: 낮은 금형 충전성, 공극(void) 및 플래싱(flashing)의 손쉬운 생성, 및/또는 불량한 금형 이형성; 및 느린 경화 속도와 성형 작업에서의 불량한 작업성. 또한, 이들 조성물을 경화시켜 얻어지는 경화물은 열 및 광에 의한 변색이 거의 없다는 이점을 갖지만, 이들 경화물은 선팽창계수가 높고/높거나 고온에서의 기계적 강도가 낮다는 문제뿐만 아니라 광 반사율이 불충분하고 열 또는 광에 의한 기계적 강도의 저하가 크다는 문제를 갖는다. 그러한 조성물을 사용하여 리드 프레임과 접촉하는 광반도체 장치 내의 광 반사 재료를 형성하는 경우에, 리드 프레임에 대한 접착성이 불량하다.
본 발명의 목적은, 열 및 광에 의한 기계적 강도 저하 및 변색이 거의 없고 광 반사율이 높으며 치수 안정성이 탁월한 경화물을 형성하며, 성형성이 탁월한 경화성 실리콘 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가의 목적은 열 및 광에 의한 기계적 강도 저하 및 변색이 거의 없고 광 반사율이 높은 경화물을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가의 목적은 리드 프레임에 용이하게 접합하는 광 반사 재료를 갖는 광반도체 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 경화성 실리콘 조성물은, 특징적으로,
(A) 하기 평균 단위식으로 표시되는 100 질량부의 유기폴리실록산:
(R1 3SiO1/2)a (R1 2SiO2/2)b (R1SiO3/2)c (SiO4/2)d (R2O1/2)e
(여기서, R1은 동일하거나 상이하며, 페닐 기, 탄소수 1 내지 6의 알킬 기, 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기이되, 단, 전체 R1의 30 내지 80 몰%는 페닐 기이고, 전체 R1의 5 내지 20 몰%는 알케닐 기이고; R2는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 기이고; "a", "b", "c", "d", 및 "e"는 각각 0 ≤ a ≤ 0.3, 0 ≤ b ≤ 0.7, 0.3 ≤ c ≤ 0.9, 0 ≤ d ≤ 0.1, 0 ≤ e ≤ 0.1, 및 a + b + c + d = 1을 충족시키는 수임);
(B) 10개 이하의 규소 원자를 가지며 글리시독시알킬 기 또는 에폭시사이클로헥실 알킬 기를 갖지 않는 유기폴리실록산으로서, 성분 (B) 내의 전체 규소 원자-결합 유기 기의 30 내지 60 몰%는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기인, 5 내지 50 질량부의 상기 유기폴리실록산;
(C) 하기 일반식으로 표시되는 0 내지 40 질량부의 유기폴리실록산:
R3 3SiO(R3 2SiO)m SiR3 3
(여기서, R3은 동일하거나 상이하며, 페닐 기, 탄소수 1 내지 6의 알킬 기, 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기이되, 단, 전체 R3의 30 내지 70 몰%는 페닐 기이고, 적어도 하나의 R3은 알케닐 기이며; "m"은 10 내지 100의 범위의 정수임);
(D) 한 분자 내에 적어도 2개의 규소 원자-결합 수소 원자를 갖는 유기폴리실록산으로서, 성분 (D) 내의 전체 규소 원자-결합 유기 기의 20 내지 70 몰%가 페닐 기이고, 성분 (A) 내지 성분 (C) 및 성분 (E) 중 알케닐 기의 총량 1 몰당 성분 (D) 내의 규소 원자-결합 수소 원자 0.5 내지 2.0 몰을 제공하는 양의 상기 유기폴리실록산;
(E) 하기 평균 단위식으로 표시되는 유기폴리실록산:
(R4 3SiO1/2)f (R4 2SiO2/2)g (R4SiO3/2)h (SiO4/2)i (R5O1/2)j
(여기서, R4는 동일하거나 상이하며, 페닐 기, 탄소수 1 내지 6의 알킬 기, 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기, 글리시독시알킬 기, 또는 에폭시사이클로헥실 알킬 기이되, 단, 전체 R4의 15 내지 60 몰%는 페닐 기이고, 전체 R4의 3 내지 30 몰%는 알케닐 기이고, 전체 R4의 5 내지 30 몰%는 글리시독시알킬 기 또는 에폭시사이클로헥실 알킬 기이고; R5는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 기이고; "f", "g", "h", "i", 및 "j"는 각각 0 ≤ f ≤ 0.5, 0 ≤ g ≤ 0.9, 0 ≤ h ≤ 0.7, 0 ≤ i ≤ 0.3, 0 ≤ j ≤ 0.02, 및 f + g + h + i = 1을 충족시키는 수임)으로서, 성분 (A) 내지 성분 (D)의 총량 100 질량부당 0.5 내지 5.0 질량부의 양의 상기 유기폴리실록산;
(F) 성분 (A) 내지 성분 (C) 및 성분 (E) 내의 알케닐 기와 성분 (D) 내의 규소 원자-결합 수소 원자 사이의 하이드로실릴화 반응을 촉진하기에 충분한 양의 하이드로실릴화 반응 촉매;
(G) 성분 (A) 내지 성분 (F)의 총량 100 질량부당 25 질량부 이상의 양의 백색 안료; 및
(H) 성분 (A) 내지 성분 (F)의 총량 100 질량부당 40 질량부 이상의 양의, 백색 안료 이외의 무기 충전제를 포함하며,
성분 (G) 및 성분 (H)의 총량의 함량은 성분 (A) 내지 성분 (F)의 총량 100 질량부당 300 질량부 이하이다.
더욱이, 본 발명의 경화물은 특징적으로 전술한 경화성 실리콘 조성물을 경화시켜 제공된다.
게다가, 본 발명의 광반도체 장치는 광반도체 소자, 상기 소자에 대한 전기 접속을 위한 리드 프레임, 및 상기 소자로부터 방출되는 광의 반사를 위한, 상기 리드 프레임과 접촉하는 광 반사 재료를 포함하며, 상기 광 반사 재료는 경화성 실리콘 조성물의 경화물에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
본 발명의 경화성 실리콘 조성물은 탁월한 성형성을 가지며, 경화 시에, 특징적으로, 열 또는 광에 의한 기계적 강도 저하 또는 변색을 거의 나타내지 않고 광 반사율이 높으며 치수 안정성이 탁월한 경화물을 형성한다. 더욱이, 본 발명의 경화물은 열 또는 광에 의한 기계적 강도 저하 또는 변색이 거의 없으며 광 반사율이 높다. 게다가, 본 발명의 광반도체 장치에서, 광 반사 재료는 리드 프레임에 잘 접착된다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 광반도체 장치의 일례로서의 LED의 단면도.
우선, 본 발명의 경화성 실리콘 조성물을 상세하게 설명할 것이다.
성분 (A)는 본 조성물의 주성분이며 하기 평균 단위식으로 표시되는 유기폴리실록산이다:
(R1 3SiO1/2)a (R1 2SiO2/2)b (R1SiO3/2)c (SiO4/2)d (R2O1/2)e
상기 식에서, R1은 동일하거나 상이하며, 페닐 기, 탄소수 1 내지 6의 알킬 기, 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기이다. R1의 알킬 기의 예에는 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 부틸 기, 펜틸 기, 헥실 기, 사이클로펜틸 기, 및 사이클로헥실 기가 포함된다. R1의 알케닐 기의 예에는 비닐 기, 알릴 기, 부테닐 기, 펜테닐 기, 및 헥세닐 기가 포함된다. 상기 식에서, 전체 R1 중 페닐 기의 함량은 30 내지 80 몰%의 범위이고, 바람직하게는 40 내지 70 몰%의 범위이다. 페닐 기의 함량이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 경화물의 기계적 강도가 우수하다. 다른 한편, 페닐 기의 함량이 전술한 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 고온에서의 경도가 우수하다. 더욱이, 상기 식에서 전체 R1 중 알케닐 기의 함량은 5 내지 20 몰%의 범위이다. 알케닐 기의 함량이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 경화물의 실온에서의 경도가 우수하다. 다른 한편, 알케닐 기의 함량이 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 기계적 강도가 우수하다.
더욱이, 상기 식에서 R2는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 기이다. R2의 알킬 기의 예에는 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 부틸 기, 펜틸 기, 및 헥실 기가 포함된다.
더욱이, 상기 식에서, "a"는 일반식: R1 3SiO1/2로 표시되는 실록산 단위의 분율을 나타내는 수이며, 0 ≤ a ≤ 0.3, 및 바람직하게는 0 ≤ a ≤ 0.25를 충족시키는 수이다. "a"의 값이 전술한 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 실온에서의 경도가 우수하다. 더욱이, "b"는 일반식: R1 2SiO2/2로 표시되는 실록산 단위의 분율을 나타내는 수이며, 0 ≤ b ≤ 0.7, 및 바람직하게는 0 ≤ a ≤ 0.6을 충족시키는 수이다. "b"의 값이 전술한 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 실온에서의 경도가 우수하다. 더욱이, "c"는 일반식: R1SiO3/2로 표시되는 실록산 단위의 분율을 나타내는 수이며, 0.3 ≤ c ≤ 0.9, 및 바람직하게는 0.35 ≤ c ≤ 0.85를 충족시키는 수이다. "c"의 값이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 경화물의 실온에서의 경도가 우수하다. 다른 한편, "c"의 값이 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 기계적 강도가 우수하다. 더욱이, "d"는 일반식: SiO4/2로 표시되는 실록산 단위의 분율을 나타내는 수이며, 0 ≤ d ≤ 0.1을 충족시키는 수이다. "d"의 값이 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 기계적 강도가 우수하다. 더욱이, "e"는 일반식: R2O1/2로 표시되는 단위의 분율을 나타내는 수이며, 0 ≤ e ≤ 0.1을 충족시키는 수이다. "e"의 값이 전술한 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 실온에서의 경도가 우수하다. 게다가, 상기 식에서 "a", "b", "c", 및 "d"의 합계는 1이다.
성분 (B)는, 본 조성물의 취급 및 가공성을 개선하고, 얻어지는 경화물의 경도를 조정하기 위해 사용되는 성분이다. 성분 (B)는 10개 이하의 규소 원자를 가지며 글리시독시알킬 기 또는 에폭시사이클로헥실 알킬 기를 갖지 않는 유기폴리실록산인데, 이 성분 내의 전체 규소 원자-결합 유기 기의 30 내지 60 몰%는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기이다. 성분 (B) 내의 알케닐 기의 예에는 비닐 기, 알릴 기, 부테닐 기, 펜테닐 기, 및 헥세닐 기가 포함된다. 성분 (B) 내의 알케닐 기 이외의 규소-결합 유기 기에 대한 특별한 제한은 없지만, 이러한 기는 메틸 기 및 페닐 기에 의해 예시되며, 바람직하게는 메틸 기이다. 성분 (B) 내의 전체 규소 원자-결합 유기 기의 30 내지 60 몰%는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기이다. 알케닐 기의 함량이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 경화물의 경도가 우수하다. 다른 한편, 알케닐 기의 함량이 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 기계적 강도가 우수하다. 게다가, 규소 원자의 수는 10개 이하이다. 이는 규소원자의 수가 10개 이하일 때 조성물의 점도가 우수하기 때문이다.
성분 (B)의 예에는 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 테트라키스(다이메틸비닐실록시)실란, 메틸트리스(다이메틸비닐실록시)실란, 및 페닐트리스(다이메틸비닐실록시)실란이 포함된다.
본 조성물에서 성분 (B)의 함량은, 성분 (A) 100 질량부당, 5 내지 50 질량부의 범위이며, 바람직하게는 5 내지 40 질량부의 범위이다. 성분 (B)의 함량이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 조성물의 점도가 우수하다. 다른 한편, 성분 (B)의 함량이 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 기계적 강도가 우수하다.
성분 (C)는, 본 조성물의 점도를 조정하기 위한, 그리고 얻어지는 경화물의 경도 및 기계적 강도를 조정하기 위한 선택적인 성분이다. 성분 (C)는 하기 일반식으로 표시되는 유기폴리실록산이다:
R3 3SiO(R3 2SiO)m SiR3 3
상기 식에서, R3은 동일하거나 상이하며, 페닐 기, 탄소수 1 내지 6의 알킬 기, 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기이다. R3의 알킬 기의 예에는 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 부틸 기, 펜틸 기, 헥실 기, 사이클로펜틸 기, 및 사이클로헥실 기가 포함된다. R3의 알케닐 기의 예에는 비닐 기, 알릴 기, 부테닐 기, 펜테닐 기, 및 헥세닐 기가 포함된다. 상기 식에서, 전체 R3 중 페닐 기의 함량은 30 내지 70 몰%의 범위이고, 바람직하게는 40 내지 60 몰%의 범위이다. 페닐 기의 함량이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 경화물의 기계적 강도가 우수하다. 다른 한편, 페닐 기의 함량이 전술한 상한 이상일 때, 얻어지는 경화물의 경도가 우수하다. 더욱이, 적어도 하나의 R3은 알케닐 기이다. 이 성분이 적어도 하나의 알케닐 기를 가질 때, 이 성분은 경화 반응에 참여한다.
상기 식에서, "m"은 10 내지 100의 범위의 정수이며, 바람직하게는 10 내지 50의 범위의 정수이다. "m"이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 경화물의 기계적 강도가 우수하다. 다른 한편, "m"이 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 조성물의 취급 및 가공성이 우수하다.
본 조성물에서 성분 (C)의 함량은, 성분 (A) 100 질량부당, 0 내지 40 질량부의 범위이고, 바람직하게는 0 내지 20 질량부의 범위이다. 성분 (C)의 함량이 전술한 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 경도가 우수하다.
성분 (D)는 본 조성물의 가교결합제이고, 성분 (D) 내의 전체 규소 원자-결합 유기 기의 20 내지 70 몰%가 페닐 기인, 한 분자 내에 적어도 2개의 규소 원자-결합 수소 원자를 갖는 유기폴리실록산이다. 성분 (D)에서 한 분자 내의 규소 원자-결합 수소 원자의 수는 2개 이상이다. 이러한 수의 규소 원자-결합 수소 원자가 존재하는 경우, 경화를 위한 가교결합이 충분하며, 얻어지는 경화물의 경도가 우수하다. 성분 (D) 내의 규소-결합 유기 기의 예에는, 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 부틸 기, 펜틸 기, 헥실 기, 헵틸 기, 사이클로펜틸 기, 사이클로헥실 기, 사이클로헵틸 기 등과 같은 알킬 기; 페닐 기, 톨릴 기, 자일릴 기 등과 같은 아릴 기; 및 벤질 기, 페네틸 기 등과 같은 아르알킬 기에 의해 예시되는 바와 같은, 불포화 지방족 결합을 갖지 않는 1가 탄화수소 기가 포함된다. 이들 중에서, 페닐 기 및 탄소수 1 내지 6의 알킬 기가 바람직하다. 성분 (D)에서, 전체 규소 원자-결합 유기 기의 20 내지 70 몰%는 페닐 기이다. 페닐 기의 함량이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 경화물의 고온에서의 기계적 강도가 우수하다. 다른 한편, 페닐 기의 함량이 전술한 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 기계적 강도가 우수하다.
성분 (D)의 예에는 하기 일반식으로 표시되는 유기트라이실록산:
(HR6 2SiO)2SiR6 2
하기 일반식으로 표시되는 선형 사슬 유기폴리실록산:
R7 3SiO(R7 2SiO)nSiR7 3
및 하기 평균 단위식으로 표시되는 분지쇄 유기폴리실록산:
(R7SiO3/2)p (R7 2SiO2/2)q (R7 3SiO1/2)r (SiO4/2)s (XO1/2)t가 포함된다.
상기 식에서, R6은 동일하거나 상이하며, 페닐 기 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 기이다. R6의 알킬 기의 예에는 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 부틸 기, 펜틸 기, 헥실 기, 사이클로펜틸 기, 및 사이클로헥실 기가 포함된다. 전체 R6 중 페닐 기의 함량은 30 내지 70 몰%의 범위이다.
상기 식에서, R7은 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 페닐 기, 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 기이다. 상기 식에서 적어도 2개의 R7은 수소 원자이다. R7의 알킬 기의 예에는 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 부틸 기, 펜틸 기, 헥실 기, 사이클로펜틸 기, 및 사이클로헥실 기가 포함된다. 수소 원자를 제외한 전체 R7 중 페닐 기의 함량은 30 내지 70 몰%의 범위이다.
상기 식에서, "n"은 5 내지 1,000의 범위의 정수이다. 상기 식에서, "p"는 양수이고, "q"는 0 또는 양수이고, "r"은 0 또는 양수이고, "s"는 0 또는 양수이고, "t"는 0 또는 양수이다. 또한, 비 "q /p"는 0 내지 10의 범위의 수이다. 비 "r / p"는 0 내지 5의 범위의 수이다. 비 "s / (p + q + r +s)"는 0 내지 0.3의 범위의 수이다. 비 "t / (p + q + r +s)"는 0 내지 0.4의 범위의 수이다.
성분 (D)의 전부 또는 성분 (D)의 주성분은 바람직하게는 하기 일반식으로 표시되는 유기트라이실록산이다:
(HR6 2SiO)2 SiR6 2
성분 (D) 중 이러한 유기트라이실록산의 함량은 바람직하게는 50 질량% 이상이다.
본 조성물에서 성분 (D)의 함량은, 이 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자의 양이, 성분 (A) 내지 성분 (C) 및 성분 (E) 내의 알케닐 기의 총량 1 몰당, 0.5 내지 2.0 몰, 및 바람직하게는 0.5 내지 1.5 몰이 되도록 하는 양이다. 성분 (D)의 함량이 전술한 범위 이내일 때, 얻어지는 경화물의 경도가 우수하다.
성분 (E)는 본 조성물의 접착 촉진제이며 하기 평균 단위식으로 표시되는 유기폴리실록산이다:
(R4 3SiO1/2)f (R4 2SiO2/2)g (R4SiO3/2)h (SiO4/2)i (R5O1/2)j
상기 식에서, R4는 동일하거나 상이하며, 페닐 기, 탄소수 1 내지 6의 알킬 기, 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기, 글리시독시알킬 기, 또는 에폭시사이클로헥실 알킬 기이다. R4의 알킬 기의 예에는 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 부틸 기, 펜틸 기, 헥실 기, 사이클로펜틸 기, 및 사이클로헥실 기가 포함된다. R4의 알케닐 기의 예에는 비닐 기, 알릴 기, 부테닐 기, 펜테닐 기, 및 헥세닐 기가 포함된다. R4의 글리시독시알킬 기의 예에는 3-글리시독시프로필 기 및 4-글리시독시부틸 기가 포함된다. R4의 에폭시사이클로헥실 알킬 기의 예에는 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸 기 및 3-(3,4-에폭시사이클로헥실)프로필 기가 포함된다. 상기 식에서, 전체 R4 중 페닐 기의 함량은 15 내지 60 몰%의 범위이고, 바람직하게는 20 내지 50 몰%의 범위이다. 페닐 기의 함량이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 경화물의 접착성 및 반사율이 우수하다. 페닐 기의 함량이 전술한 상한 이하일 때는, 얻어지는 경화물의 접착 특성 및 내열 특성이 우수하다. 상기 식에서, 전체 R4 중 알케닐 기의 함량은 3 내지 30 몰%의 범위이고, 바람직하게는 5 내지 20 몰%의 범위이다. 알케닐 기의 함량이 전술한 범위 이내일 때, 얻어지는 경화물의 접착성이 우수하다. 또한, 전체 R4 중 글리시독시알킬 기 또는 에폭시사이클로헥실알킬 기의 함량은 5 내지 30 몰%의 범위이고, 바람직하게는 10 내지 20 몰%의 범위이다. 에폭시 기-함유 유기 기의 함량이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 경화물의 금속에 대한 접착성이 우수하다. 에폭시 기-함유 유기 기의 함량이 전술한 상한 이하일 때, 내열 특성이 우수하다.
더욱이, 상기 식에서 R5는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 기이다. R5의 알킬 기의 예에는 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 부틸 기 펜틸 기, 및 헥실 기가 포함된다.
더욱이, 상기 식에서, "f"는 일반식: R4 3SiO1/2로 표시되는 실록산 단위의 분율을 나타내는 수이며, 0 ≤ f ≤ 0.5, 및 바람직하게는 0 ≤ f ≤ 0.4를 충족시키는 수이다. "f"가 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 접착성이 우수하다. 더욱이, 상기 식에서, "g"는 일반식: R4 2SiO2/2로 표시되는 실록산 단위의 분율을 나타내는 수이며, 0 ≤ g ≤ 0.9, 및 바람직하게는 0 ≤ g ≤ 0.8을 충족시키는 수이다. "g"가 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 접착성이 우수하다. 더욱이, "h"는 일반식: R4SiO3/2로 표시되는 실록산 단위의 분율을 나타내는 수이며, 0 ≤ h ≤ 0.7, 및 바람직하게는 0 ≤ h ≤ 0.6을 충족시키는 수이다. "h"가 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 접착성이 우수하다. 더욱이, "i"는 일반식: SiO4/2로 표시되는 실록산 단위의 분율을 나타내는 수이며, 0 ≤ i ≤ 0.3, 및 바람직하게는 0 ≤ i ≤ 0.2를 충족시키는 수이다. "i"가 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 접착성이 우수하다. 더욱이, "j"는 일반식: R5O1/2로 표시되는 단위의 분율을 나타내는 수이며, 0 ≤ j ≤ 0.02를 충족시키는 수이다. "j"가 전술한 범위의 상한 이하일 때, 본 조성물의 저장 안정성 및 가용 시간(usable life)이 우수하다. 게다가, 상기 식에서 "f", "g", "h", 및 "i"의 합계는 1이다.
본 조성물에서 성분 (E)의 함량은, 성분 (A) 내지 성분 (D)의 총량 100 질량부당, 0.5 내지 5.0 질량부의 범위이며, 바람직하게는 1.0 내지 3.0 질량부의 범위이다. 성분 (E)의 함량이 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물의 내열 특성이 우수하다. 성분 (E)의 함량이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 경화물의 접착성이 우수하다.
성분 (F)는 성분 (A) 내지 성분 (C) 및 성분 (E) 내의 알케닐 기와 성분 (D) 내의 규소 원자-결합 수소 원자 사이의 하이드로실릴화 반응을 촉진하기 위한 하이드로실릴화 반응 촉매이다. 성분 (F)의 예에는 백금형 촉매, 로듐형 촉매, 및 팔라듐형 촉매가 포함된다. 본 조성물의 경화를 현저하게 촉진할 수 있기 때문에 백금형 촉매가 바람직하다. 백금형 촉매의 예에는 백금 미세 분말, 염화백금산, 염화백금산의 알코올 용액, 백금-알케닐실록산 착물, 백금-올레핀 착물, 및 백금-카르보닐 착물이 포함된다. 백금-알케닐실록산 착물이 특히 바람직하다. 알케닐실록산의 예에는 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐 사이클로테트라실록산, 이러한 알케닐실록산의 메틸 기의 일부가 에틸 기, 페닐 기 등으로 치환된 알케닐실록산, 이러한 알케닐실록산의 비닐 기가 알릴 기, 헥세닐 기 등으로 치환된 알케닐실록산이 포함된다. 백금-알케닐실록산 착물의 높은 안정성으로 인해, 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산이 특히 바람직하다. 백금-알케닐실록산 착물의 안정성을 개선하는 것이 가능하기 때문에, 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산, 1,3-다이알릴-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산, 1,3-다이비닐-1,3-다이메틸-1,3-다이페닐다이실록산, 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라페닐다이실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐 사이클로테트라실록산 등의 알케닐실록산 또는 다이메틸실록산 올리고머와 같은 유기실록산 올리고머와 백금-알케닐실록산 착물과의 조합이 추천된다. 알케닐실록산의 첨가가 특히 바람직하다.
성분 (A) 내지 성분 (C) 및 성분 (E) 내의 알케닐 기와 성분 (D) 내의 규소 원자-결합 수소 원자 사이의 하이드로실릴화 반응을 촉진하기에 충분한 양이기만 하다면, 본 조성물 중 성분 (F)의 함량에 대한 특별한 제한은 없다. 그러나, 본 조성물 중 이러한 농도는, 질량 단위로, 성분 (F) 내의 금속 원자의 함량이, 바람직하게는 0.01 내지 500 ppm이고, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 100 ppm이고, 특히 바람직하게는 0.01 내지 50 ppm이다. 성분 (F)의 함량이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 조성물은 탁월한 경화를 나타낸다. 다른 한편, 성분 (F)의 함량이 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 경화물은 변색에 대해 저항성이 있다.
성분 (G)는 본 발명의 조성물 및 경화물을 백색으로 착색하기 위한, 그리고 광 반사율을 증가시키기 위한 백색 안료이다. 성분 (G)의 바람직한 예에는 산화티타늄, 알루미나, 산화아연, 산화지르코늄, 산화마그네슘 등과 같은 금속 산화물; 황산바륨, 황산아연 등이 포함되며; 산화티타늄 및 산화아연이 특히 바람직하다.
성분 (G)의 평균 입자 직경 및 형상에 대한 특별한 제한은 없지만, 평균 입자 직경은 바람직하게는 0.05 내지 10.0 μm의 범위이고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5.0 μm의 범위이다. 백색 안료와 수지 및 무기 충전제와의 상용성 및 분산성을 증가시키기 위하여, 실란 커플링제, 실리카, 알루미나 등을 사용하여 백색 안료를 표면 처리할 수 있다.
본 조성물에서 성분 (G)의 함량은, 성분 (A) 내지 성분 (F)의 총량 100 질량부당, 25 질량부 이상이며, 바람직하게는 30 질량부 이상이다. 성분 (G)의 함량이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 경화물의 광 반사율이 우수하다.
성분 (H)는, 본 발명의 경화물의 선팽창계수를 감소시키고, 치수 안정성을 개선하고, 조성물에 적절한 점도를 부여하기 위한, 백색 안료 이외의 무기 충전제이다. 성분 (H)의 무기 충전제는 구형 실리카, 비구형 실리카, 유리 섬유, 운모, 및 탄산칼슘에 의해 예시된다. 구형 실리카의 예에는 건식 실리카, 습식 실리카, 용융 실리카, 및 발열 실리카가 포함된다. 구형 실리카의 예에는 석영 분말 및 유리 비드가 포함된다. 유리 섬유의 예에는 쵸핑된(chopped) 유리 섬유 및 밀링된(milled) 유리 섬유가 포함된다.
성분 (H)의 무기 충전제의 평균 입자 직경에 대한 특별한 제한은 없지만, 구형의 경우에, 평균 입자 직경은 바람직하게는 0.1 내지 20 μm의 범위이고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 10 μm의 범위이다. 섬유의 경우에, 섬유 직경은 바람직하게는 1 내지 50 μm의 범위이고, 더욱 바람직하게는 5 내지 20 μm의 범위이다. 섬유 길이는 바람직하게는 5 내지 500 μm의 범위이고, 더욱 바람직하게는 10 내지 300 μm의 범위이다.
본 조성물에서 성분 (H)의 함량은, 성분 (A) 내지 성분 (F)의 총량 100 질량부당, 40 질량부 이상이며, 바람직하게는 50 질량부 이상이다. 성분 (H)의 함량이 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 경화물의 선팽창계수가 낮으며 치수 안정성이 우수하다.
본 조성물에서 성분 (G) 및 성분 (H)의 총 함량은, 성분 (A) 내지 성분 (F)의 총량 100 질량부당, 300 질량부 이하이며, 바람직하게는 250 질량부 이하이다. 성분 (G) 및 성분 (H)의 총 함량이 전술한 상한 이하일 때, 얻어지는 조성물의 점도가 우수하다.
전술한 성분 (A) 내지 성분 (H)가 본 조성물의 필수 성분이지만, 다른 선택적인 성분에는 반응 억제제, 예를 들어, 1-에티닐-1-사이클로헥산올, 2-메틸-3-부틴-2-올, 3,5-다이메틸-1-헥신-3-올, 2-페닐-3-부틴-2-올 등과 같은 알킨 알코올; 3-메틸-3-펜텐-1-인, 3,5-다이메틸-3-헥센-1-인 등과 같은 엔인(eneyne) 화합물; 및 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라헥세닐사이클로테트라실록산, 벤조트라이아졸 등이 포함된다. 이러한 반응 억제제의 함량에 대한 제한은 없지만, 본 조성물에서의 함량은, 질량 단위로, 바람직하게는 1 내지 5,000 ppm의 범위이다.
본 발명의 목적을 훼손하지 않기만 한다면, 다른 선택적인 성분이 본 조성물에 포함될 수 있다. 그러한 다른 선택적인 성분에는 폴리메타크릴레이트 수지, 실리콘 수지 등의 유기 수지 분말; 카나우바 왁스, 스테아르산금속염, 메틸 실리콘 오일 등의 금형 이형제; 및 열안정제, 난연제, 용매 등이 포함된다.
본 조성물의 25℃에서의 점도에 대한 특별한 제한은 없지만, 점도는 바람직하게는 2 내지 200 Pa·s의 범위이며, 더욱 바람직하게는 3 내지 120 Pa·s의 범위이고, 특히 바람직하게는 5 내지 80 Pa·s의 범위이다. 점도가 전술한 범위의 하한 이상일 때, 얻어지는 성형된 물품에서의 플래싱의 발생이 억제된다. 점도가 전술한 범위의 상한 이하일 때, 얻어지는 조성물의 취급 및 가공성이 우수하다.
본 발명의 경화물의 경도에 대한 특별한 제한은 없지만, JIS K 7215-1986 "플라스틱의 듀로미터 경도에 대한 시험 방법"(Testing Methods for Durometer Hardness of Plastics)에 의해 규정되는 바와 같은 타입 D 듀로미터 경도는 바람직하게는 60 이상이고, 더욱 바람직하게는 65 이상이고, 특히 바람직하게는 70 이상이다. 경도가 전술한 범위의 하한 이상일 때, 경화물의 치수 안정성이 개선되고 경화물의 변형에 대한 저항성이 증가된다. 본 조성물의 경화물의 굽힘 강도에 대한 특별한 제한은 없지만, JIS K 6911-1995 "열경화성 플라스틱의 일반 시험 방법"(General Testing Methods of Thermosetting Plastics)에 의해 규정되는 바와 같은 굽힘 강도는 바람직하게는 5 MPa 이상이고, 더욱 바람직하게는 7 MPa 이상이고, 특히 바람직하게는 10 MPa 이상이다. 굽힘 강도가 전술한 범위의 하한 이상일 때, 경화물의 기계적 강도가 우수하고 경화물이 균열(cracking) 등에 대해 저항성으로 된다.
본 발명의 경화물의 반사율에 대한 특별한 제한은 없지만, JIS K 7375: 2008 "플라스틱 - 전광선 투과율 및 반사율의 결정" (Plastics - Determination of Total Luminous Transmittance and Reflectance)에 규정된 방법에 따라 측정되는 전광선 반사율은 바람직하게는 80% 이상이고, 특히 바람직하게는 90% 이상이다. 본 조성물의 경화물의 선팽창계수에 대한 특별한 제한은 없지만, JIS K 7197-1991 "열기계적 분석에 의한 플라스틱의 선열팽창계수에 대한 시험 방법"(Testing Method for Linear Thermal Expansion Coefficient of Plastics by Thermomechanical Analysis)에 규정된 방법에 따라 측정된 선팽창계수는 25 내지 200℃의 온도 범위에서 평균값이 바람직하게는 200 ppm/℃ 이하이고, 특히 바람직하게는 150 ppm/℃ 이하이다.
본 조성물의 경화 반응은 실온에서 또는 가열로 인해 진행될 수 있지만, 신속하게 경화시키기 위해 바람직하게는 본 발명의 조성물을 가열한다. 가열 온도는 바람직하게는 50 내지 200℃의 범위이고, 더욱 바람직하게는 100 내지 150℃의 범위이다. 본 조성물의 성형 방법은 트랜스퍼 성형, 사출 성형, 및 압축 성형에 의해 예시된다.
본 조성물의 경화물은 다양한 유형의 기재에 대해 우수한 접착성을 나타내며 특히 금속성 리드 프레임에 대해 접착성이 큰 것을 특징으로 한다. 다이 전단 시험에 의해 결정되는 다이 전단 강도(die shear strength)로서 측정된, 이러한 접착성은, 예를 들어, 바람직하게는 5 N/㎟ 이상이고, 및 특히 바람직하게는 8 N/㎟ 이상이다.
다음으로, 본 발명의 경화물을 상세하게 설명할 것이다.
본 발명의 경화물은 전술한 조성물을 경화시켜 얻는다. 본 발명의 경화물은 바람직하게는 상기한 바와 같은 특징을 갖는다.
다음으로, 본 발명의 광반도체 장치를 상세하게 설명할 것이다.
본 발명의 광반도체 장치는 광반도체 소자, 상기 소자에 대한 전기 접속을 위한 리드 프레임, 및 상기 소자로부터 방출되는 광의 반사를 위한, 상기 리드 프레임과 접촉하는 광 반사 재료를 포함하며, 상기 광 반사 재료는 경화성 실리콘 조성물의 경화물에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 이러한 유형의 광반도체 장치는 발광 다이오드 (LED)에 의해 예시된다. 이러한 광반도체 장치에서의 리드 프레임의 재료는 은, 니켈, 알루미늄, 구리, 은-도금 구리 등에 의해 예시된다. 또한, 광 반사 재료는 광반도체 장치의 패키징 재료로서 기능한다.
도 1은 본 발명의 반도체 장치의 일례인 표면 실장형 LED의 단면도를 나타낸다. 도 1에 나타낸 LED에서, 광반도체 소자(1)는 다이 본딩 재료에 의해 리드 프레임(2)에 다이 본딩되고, 리드 프레임(2, 3) 및 이러한 광반도체 소자(1)는 본딩 와이어(4, 4')에 의해 리드 프레임(2, 3)에 추가로 와이어 본딩된다. 광반도체 소자(1)의 주변에서는, 그의 상부를 제외하고, 전술한 경화성 실리콘 조성물로부터 형성된 경화물로 구성된 광 반사 재료(5)가 존재한다. 이러한 광 반사 재료(5) 내의 광반도체 소자(1)는 밀봉제(6)로 밀봉된다.
도 1에 나타낸 표면 실장형 LED의 제조 방법은, (1) 경화성 실리콘 조성물을 압축 성형 또는 트랜스퍼 성형하여, 리드 프레임(2, 3)과 일체화된 광 반사 재료(5)를 형성하는 단계, (2) 다이 본딩 재료를 사용하여 리드 프레임(2) 상에 광반도체 소자(1)를 다이 본딩하는 단계, (3) 본딩 와이어(4, 4')를 사용하여 광반도체 소자(1)와 리드 프레임(2, 3)을 와이어 본딩하는 단계, 및 (4) 밀봉제(6)를 사용하여 광반도체 소자(1)를 밀봉하는 단계를 포함하는 방법에 의해 예시된다.
실시예
실시예를 사용하여 본 발명의 경화성 실리콘 조성물, 이의 경화물, 및 광반도체 장치를 더욱 상세하게 설명할 것이다. 점도 값은 25℃에서의 값이다. 더욱이, 식에서, "Me", "Ph", "Vi", 및 "Ep"는 각각 메틸 기, 페닐 기, 비닐 기, 및 3-글리시독시프로필 기를 나타낸다. 경화물의 특성을 하기한 방식으로 측정하였다.
[경도]
JIS K 7215-1986 "플라스틱의 듀로미터 경도에 대한 시험 방법"에 규정된 바와 같은 타입 D 듀로미터에 의해, 경화물의 경도를 측정하였다.
[굽힘 강도]
JIS K 6911-1995 "열경화성 플라스틱의 일반 시험 방법"에 규정된 방법에 따라 경화물의 굽힘 강도를 측정하였다.
[전광선 반사율]
JIS K 7375:2008 "플라스틱 - 전광선 투과율 및 반사율의 결정"에 규정된 방법에 의해, 경화물의 전광선 반사율을 측정하였다.
[선팽창계수]
JIS K 7197-1991 "열기계적 분석에 의한 플라스틱의 선열팽창계수에 대한 시험 방법"에 규정된 방법에 의해, 25 내지 200℃의 온도 범위에서의 경화물의 평균 선팽창계수를 측정하였다.
[다이 전단 강도]
디스펜서를 사용하여 경화성 실리콘 조성물을 25 mm x 75 mm의 알루미늄판 상에 5개 위치에서, 각 위치에서 대략 100 mg을 사용하여, 코팅하였다. 1 mm 두께 및 6 mm 정방형의 알루미늄 칩을 조성물 상에 놓고, 1 ㎏의 판에 의해 조립체를 압착시켰다. 그 후에, 조립체를 150℃에서 2시간 동안 가열하고, 경화성 실리콘 조성물을 경화시켰다. 조립체를 실온으로 냉각한 후에, 전단 강도 측정 장치 (세이신 트레이딩 컴퍼니 리미티드(Seishin Trading Co., Ltd.)에 의해 제조된, 본드 테스터(Bond Tester) SS-100KP)를 사용하여 다이 전단 강도를 측정하였다. 또한, 은-도금 강 칩의 은-도금 강판에 대한 다이 전단 강도를 상기한 방식으로 측정하였다.
더욱이, 광반도체 장치의 리드 프레임에 대한 광 반사 재료의 접착성을 하기의 방식으로 평가하였다.
[리드 프레임에 대한 접착성]
경화성 실리콘 조성물을 트랜스퍼 성형함으로써, 은-도금 리드 프레임에 일체화된 방식으로 성형된 광 반사 재료를 갖는 광반도체 장치의 케이스를 제조하였다. 리드 프레임에 대한 이러한 케이스의 광 반사 재료의 접합 상태를 시각적으로 관찰하였다.
[실시예 1]
하기 평균 단위식으로 표시되는 메틸비닐페닐폴리실록산 100 질량부:
(MeViSiO2/2)0.15 (Me2SiO2/2)0.15 (Ph2SiO2/2)0.30 (PhSiO3/2)0.40 (HO1/2)0.04
하기 식으로 표시되는 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산 25 질량부:
(MeViSiO)4
하기 평균 단위식으로 표시되는 에폭시 기-함유 폴리실록산 2.0 질량부:
(Me2ViSiO1/2)0.2 (MeEpSiO2/2)0.25 (PhSiO3/2)0.55 (HO1/2)0.005
하기 식으로 표시되는 1,1,5,5-테트라메틸-3,3-다이페닐트라이실록산 62 질량부:
(HMe2SiO)2 SiPh2
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 1.0 몰을 제공하는 양), 백금의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (본 조성물에서 질량 단위로 3.5 ppm의 백금 금속을 제공하는 양), 1-에티닐-1-사이클로헥산올 (본 조성물에서 질량 단위로 200 ppm을 제공하는 양), 평균 1차 입자 직경이 0.2 μm인 산화티타늄 (사카이 케미칼 인더스트리 컴퍼니 리미티드(Sakai Chemical Industry Co., Ltd.)에 의해 제조된 SX-3103) 100 질량부, 평균 입자 직경이 5 μm인 파쇄 석영 분말 (타츠모리 리미티드(Tatsumori Ltd.)에 의해 제조된 크리스탈라이트(CRYSTALITE) VX-52) 135 질량부, 및 평균 입자 직경이 15 μm인 구형 실리카 (닛폰 스틸 앤드 수미킨 머티어리얼스 컴퍼니 리미티드 (Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd.)에 의해 제조된 HS-202) 110 질량부를 블렌딩하여, 점도가 38 Pa·s인 경화성 실리콘 조성물을 제조하였다.
이러한 조성물을 150℃에서 2시간 동안 가열하여 경화물을 형성하였다. 이러한 경화물은 타입 D 듀로미터 경도가 76이었고, 굽힘 강도가 8.5 MPa였고, 전광선 반사율이 94.5%였고, 선팽창계수가 118 ppm/℃였다. 알루미늄판에 대한 다이 전단 강도는 9.8 N/㎟였고, 은-도금 강판에 대한 다이 전단 강도는 8.2 N/㎟였다. 트랜스퍼 성형기 및 이러한 조성물을 사용하여 도 1에 나타낸 광반도체 장치를 제조하였다. 120℃에서 리드 프레임과 일체형으로 성형함으로써 플래싱, 공극, 및 박리가 없는 우수한 성형물을 얻었다.
[실시예 2]
하기 평균 단위식으로 표시되는 메틸비닐페닐폴리실록산 100 질량부:
(MeViSiO2/2)0.25 (Ph2SiO2/2)0.3 (PhSiO3/2)0.45 (HO1/2)0.04
하기 식으로 표시되는 페닐트리스(다이메틸비닐실록시)실란 37.5 질량부:
(ViMe2SiO)3SiPh
하기 평균 단위식으로 표시되는 에폭시 기-함유 폴리실록산 3.0 질량부:
(Me3SiO1/2)0.2 (Me2ViSiO1/2)0.2 (EpSiO3/2)0.2 (PhSiO3/2)0.4 (HO1/2)0.01
하기 식으로 표시되는 1,1,5,5-테트라메틸-3,3-다이페닐트라이실록산 87 질량부:
(HMe2SiO)2 SiPh2
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 페닐트리스(다이메틸비닐실록시)실란, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 1.0 몰을 제공하는 양), 하기 평균 단위식으로 표시되는 규소 원자-결합 수소 원자-함유 메틸페닐폴리실록산 10 질량부:
(Me2HSiO1/2)0.6 (PhSiO3/2)0.4
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 페닐트리스(다이메틸비닐실록시)실란, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 0.13 몰을 제공하는 양), 백금의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (본 조성물에서 질량 단위로 3.5 ppm의 백금 금속을 제공하는 양), 1-에티닐-1-사이클로헥산올 (본 조성물에서 질량 단위로 200 ppm을 제공하는 양), 평균 1차 입자 직경이 0.24 μm인 산화티타늄 (이시하라 산교 카이샤 리미티드(Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.)에 의해 제조된 타이팩(TIPAQUE) R-630) 80 질량부, 평균 입자 직경이 5 μm인 파쇄 석영 분말 (하야시 카세이 컴퍼니 리미티드(Hayashi Kasei Co., Ltd.)에 의해 제조된 MIN-U-SIL #5) 65 질량부, 및 평균 입자 직경이 30 μm인 구형 실리카 (덴키 카가쿠 코교 카부시키 카이샤(Denki Kagaku Kogyo K.K.)에 의해 제조된 FB-570) 135 질량부를 블렌딩하여, 점도가 10.2 Pa·s인 경화성 실리콘 조성물을 제조하였다.
이러한 조성물을 150℃에서 2시간 동안 가열하여 경화물을 형성하였다. 이러한 경화물은 타입 D 듀로미터 경도가 81이었고, 굽힘 강도가 20 MPa였고, 전광선 반사율이 95.3%였고, 선팽창계수가 96 ppm/℃였다. 알루미늄판에 대한 다이 전단 강도는 14 N/㎟였고, 은-도금 강판에 대한 다이 전단 강도는 12 N/㎟였다. 트랜스퍼 성형기 및 이러한 조성물을 사용하여 도 1에 나타낸 광반도체 장치를 제조하였다. 120℃에서 리드 프레임과 일체형으로 성형함으로써 플래싱, 공극, 및 박리가 없는 우수한 성형물을 얻었다.
[실시예 3]
하기 평균 단위식으로 표시되는 메틸비닐페닐폴리실록산 100 질량부:
(MeViSiO2/2)0.10 (Me2SiO2/2)0.15 (PhSiO3/2)0.75 (HO1/2)0.01
하기 식으로 표시되는 테트라키스(다이메틸비닐실록시)실란 37 질량부:
Si(OSiMe2Vi)4
하기 평균 단위식으로 표시되는 에폭시 기-함유 폴리실록산 6.0 질량부:
(Me2ViSiO1/2)0.2 (Ph2SiO2/2)0.4 (EpSiO3/2)0.4
하기 식으로 표시되는 1,1,5,5-테트라메틸-3,3-다이페닐트라이실록산 87 질량부:
(HMe2SiO)2SiPh2
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 테트라키스(다이메틸비닐실록시)실란, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 1.1 몰을 제공하는 양), 백금의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (본 조성물에서 질량 단위로 3.5 ppm의 백금 금속을 제공하는 양), 1-에티닐-1-사이클로헥산올 (본 조성물에서 질량 단위로 200 ppm을 제공하는 양), 평균 1차 입자 직경이 0.24 μm인 산화티타늄 (이시하라 산교 카이샤 리미티드에 의해 제조된 타이팩 R-630) 80 질량부, 평균 입자 직경이 5 μm인 파쇄 석영 분말 (하야시 카세이 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 MIN-U-SIL #5) 65 질량부, 및 평균 입자 직경이 30 μm인 구형 실리카 (덴키 카가쿠 코교 카부시키 카이샤에 의해 제조된 FB-570) 135 질량부를 블렌딩하여, 점도가 7.8 Pa·s인 경화성 실리콘 조성물을 제조하였다.
이러한 조성물을 150℃에서 2시간 동안 가열하여 경화물을 형성하였다. 이러한 경화물은 타입 D 듀로미터 경도가 83이었고, 굽힘 강도가 17 MPa였고, 전광선 반사율이 93.4%였고, 선팽창계수가 89 ppm/℃였다. 알루미늄판에 대한 다이 전단 강도는 13 N/㎟였고, 은-도금 강판에 대한 다이 전단 강도는 11 N/㎟였다. 트랜스퍼 성형기 및 이러한 조성물을 사용하여 도 1에 나타낸 광반도체 장치를 제조하였다. 120℃에서 리드 프레임과 일체형으로 성형함으로써 플래싱, 공극, 및 박리가 없는 우수한 성형물을 얻었다.
[실시예 4]
하기 평균 단위식으로 표시되는 메틸비닐페닐폴리실록산 100 질량부:
(Me2ViSiO1/2)0.20 (PhSiO3/2)0.80 (HO1/2)0.02
하기 식으로 표시되는 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산 8 질량부:
(MeViSiO)4
하기 식으로 표시되는 다이메틸비닐실록시-말단화된 폴리메틸페닐실록산 20 질량부:
ViMe2SiO(MePhSiO)17.5 SiViMe2
하기 평균 단위식으로 표시되는 에폭시 기-함유 폴리실록산 5.0 질량부:
(Me2ViSiO1/2)0.2 (Ph2SiO2/2)0.4 (EpSiO3/2)0.4
하기 식으로 표시되는 1,1,5,5-테트라메틸-3,3-다이페닐트라이실록산 86.5 질량부:
(HMe2SiO)2SiPh2
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 다이메틸비닐실록시-말단화된 폴리메틸페닐실록산, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 0.78 몰을 제공하는 양), 하기 평균 단위식으로 표시되는 규소 원자-결합 수소-함유 메틸페닐폴리실록산 7.5 질량부:
(Me2HSiO1/2)0.6 (PhSiO3/2)0.4
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 및 다이메틸비닐실록시-말단화된 폴리메틸페닐실록산, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 0.17 몰을 제공하는 양), 백금의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (본 조성물에서 질량 단위로 5 ppm의 백금 금속을 제공하는 양), 1-에티닐-1-사이클로헥산올 (본 조성물에서 질량 단위로 250 ppm을 제공하는 양), 평균 1차 입자 직경이 0.2 μm인 산화티타늄 (사카이 케미칼 인더스트리 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 SX-3103) 110 질량부, 평균 입자 직경이 5 μm인 파쇄 석영 분말 (야마모리 츠치모토 마이닝 컴퍼니 리미티드(Yamamori Tsuchimoto Mining Co., Ltd.)에 의해 제조된 실리식(SILICIC) SAB-500) 100 질량부, 및 평균 입자 직경이 15 μm인 구형 실리카 (닛폰 스틸 앤드 수미킨 머티어리얼스 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 HS-202) 180 질량부를 블렌딩하여, 점도가 100 Pa·s인 경화성 실리콘 조성물을 제조하였다.
이러한 조성물을 150℃에서 2시간 동안 가열하여 경화물을 형성하였다. 이러한 경화물은 타입 D 듀로미터 경도가 84였고, 굽힘 강도가 19 MPa였고, 전광선 반사율이 95.3%였고, 선팽창계수가 76 ppm/℃였다. 알루미늄판에 대한 다이 전단 강도는 12 N/㎟였고, 은-도금 강판에 대한 다이 전단 강도는 10 N/㎟였다. 트랜스퍼 성형기 및 이러한 조성물을 사용하여 도 1에 나타낸 광반도체 장치를 제조하였다. 120℃에서 리드 프레임과 일체형으로 성형함으로써 플래싱, 공극, 및 박리가 없는 우수한 성형물을 얻었다.
[비교예 1]
하기 평균 단위식으로 표시되는 메틸비닐페닐폴리실록산 100 질량부:
(MeViSiO2/2)0.15 (Me2SiO2/2)0.15 (Ph2SiO2/2)0.30 (PhSiO3/2)0.40 (HO1/2)0.04
하기 식으로 표시되는 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산 25 질량부:
(MeViSiO)4
하기 식으로 표시되는 1,1,5,5-테트라메틸-3,3-다이페닐트라이실록산 56 질량부:
(HMe2SiO)2SiPh2
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산 및 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 이 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 0.9 몰을 제공하는 양), 백금의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (본 조성물에서 질량 단위로 3.5 ppm의 백금 금속을 제공하는 양), 1-에티닐-1-사이클로헥산올 (본 조성물에서 질량 단위로 200 ppm을 제공하는 양), 평균 1차 입자 직경이 0.2 μm인 산화티타늄 (사카이 케미칼 인더스트리 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 SX-3103) 100 질량부, 평균 입자 직경이 5 μm인 파쇄 석영 분말 (타츠모리 리미티드에 의해 제조된 크리스탈라이트 VX-52) 135 질량부, 및 평균 입자 직경이 15 μm인 구형 실리카 (닛폰 스틸 앤드 수미킨 머티어리얼스 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 HS-202) 110 질량부를 블렌딩하여, 점도가 39 Pa·s인 경화성 실리콘 조성물을 제조하였다.
이러한 조성물을 150℃에서 2시간 동안 가열하여 경화물을 형성하였다. 이러한 경화물은 타입 D 듀로미터 경도가 75였고, 굽힘 강도가 7.0 MPa였고, 전광선 반사율이 94.5%였고, 선팽창계수가 121 ppm/℃였다. 알루미늄판에 대한 다이 전단 강도는 3.4 N/㎟였고, 은-도금 강판에 대한 다이 전단 강도는 2.2 N/㎟였다. 트랜스퍼 성형기 및 이러한 조성물을 사용하여 도 1에 나타낸 광반도체 장치를 제조하였다. 120℃에서 리드 프레임과 일체형으로 성형함으로써 플래싱 및 공극이 없는 성형물을 얻었지만, 리드 프레임과 광 반사 재료의 접촉 부분에서 박리가 관찰되었다.
[비교예 2]
하기 평균 단위식으로 표시되는 메틸비닐페닐폴리실록산 100 질량부:
(MeViSiO2/2)0.25 (Ph2SiO2/2)0.3 (PhSiO3/2)0.45 (HO1/2)0.04
하기 식으로 표시되는 페닐트리스(다이메틸비닐실록시)실란 37.5 질량부:
(ViMe2SiO)3SiPh
하기 평균 단위식으로 표시되는 에폭시 기-함유 폴리실록산 3.0 질량부:
(Me3SiO1/2)0.2 (Me2ViSiO1/2)0.2 (EpSiO3/2)0.2 (PhSiO3/2)0.4 (MeO1/2)0.3
하기 식으로 표시되는 1,1,5,5-테트라메틸-3,3-다이페닐트라이실록산 85 질량부:
(HMe2SiO)2SiPh2
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 페닐트리스(다이메틸비닐실록시)실란, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 1.0 몰을 제공하는 양), 하기 평균 단위식으로 표시되는 규소 원자-결합 수소 원자-함유 메틸페닐폴리실록산 10 질량부:
(Me2HSiO1/2)0.6 (PhSiO3/2)0.4
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 페닐트리스(다이메틸비닐실록시)실란, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰에 대해, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 0.1 몰인 양), 백금의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (본 조성물에서 질량 단위로 3.5 ppm의 백금 금속을 제공하는 양), 1-에티닐-1-사이클로헥산올 (본 조성물에서 질량 단위로 200 ppm을 제공하는 양), 평균 1차 입자 직경이 0.24 μm인 산화티타늄 (이시하라 산교 카이샤 리미티드에 의해 제조된 타이팩 R-630) 80 질량부, 평균 입자 직경이 5 μm인 파쇄 석영 분말 (하야시 카세이 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 MIN-U-SIL #5) 65 질량부, 및 평균 입자 직경이 30 μm인 구형 실리카 (덴키 카가쿠 코교 카부시키 카이샤에 의해 제조된 FB-570) 135 질량부를 블렌딩하여, 점도가 9.8 Pa·s인 경화성 실리콘 조성물을 제조하였다.
이러한 조성물을 150℃에서 2시간 동안 가열하여 경화물을 형성하였다. 이러한 경화물은 타입 D 듀로미터 경도가 80이었고, 굽힘 강도가 14 MPa였고, 전광선 반사율이 95.2%였고, 선팽창계수가 98 ppm/℃였다. 알루미늄판에 대한 다이 전단 강도는 7.0 N/㎟였고, 은-도금 강판에 대한 다이 전단 강도는 6.2 N/㎟였다. 트랜스퍼 성형기 및 이러한 조성물을 사용하여 도 1에 나타낸 광반도체 장치를 제조하였다. 120℃에서 리드 프레임과 일체형으로 성형함으로써 플래싱, 공극, 및 박리가 없는 우수한 성형물을 얻었다. 그러나, 조성물을 실온에서 24시간 동안 방치하고 동일한 방식으로 성형한 후에는, 광 반사 재료 내에 다수의 공극을 갖는 성형물을 얻었다. 점도를 확인하였고, 점도가 극도로 큰 값으로, 즉 250 Pa·s 이상으로 증가한 것으로 나타났다.
[비교예 3]
하기 평균 단위식으로 표시되는 메틸비닐페닐폴리실록산 100 질량부:
(MeViSiO2/2)0.10 (Me2SiO2/2)0.15 (PhSiO3/2)0.75 (HO1/2)0.01
하기 식으로 표시되는 테트라키스(다이메틸비닐실록시)실란 37.5 질량부:
Si(OSiMe2Vi)4
하기 식으로 표시되는 1,1,5,5-테트라메틸-3,3-다이페닐트라이실록산 92 질량부:
(HMe2SiO)2SiPh2
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 테트라키스(다이메틸비닐실록시)실란, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 1.1 몰을 제공하는 양), 백금의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (본 조성물에서 질량 단위로 3.5 ppm의 백금 금속을 제공하는 양), 1-에티닐-1-사이클로헥산올 (본 조성물에서 질량 단위로 200 ppm을 제공하는 양), 평균 1차 입자 직경이 0.24 μm인 산화티타늄 (이시하라 산교 카이샤 리미티드에 의해 제조된 타이팩 R-630) 80 질량부, 평균 입자 직경이 5 μm인 파쇄 석영 분말 (하야시 카세이 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 MIN-U-SIL #5) 65 질량부, 및 평균 입자 직경이 30 μm인 구형 실리카 (덴키 카가쿠 코교 카부시키 카이샤에 의해 제조된 FB-570) 135 질량부를 블렌딩하여, 점도가 9.4 Pa·s인 경화성 실리콘 조성물을 제조하였다.
이러한 조성물을 150℃에서 2시간 동안 가열하여 경화물을 형성하였다. 이러한 경화물은 타입 D 듀로미터 경도가 82였고, 굽힘 강도가 16 MPa였고, 전광선 반사율이 93.3%였고, 선팽창계수가 85 ppm/℃였다. 알루미늄판에 대한 다이 전단 강도는 3.3 N/㎟였고, 은-도금 강판에 대한 다이 전단 강도는 1.0 N/㎟였다. 트랜스퍼 성형기 및 이러한 조성물을 사용하여 도 1에 나타낸 광반도체 장치를 제조하였다. 120℃에서 리드 프레임과 일체형으로 성형함으로써 플래싱 및 공극이 없는 성형물을 얻었지만, 리드 프레임과 광 반사 재료의 접촉 부분에서 박리가 관찰되었다.
[비교예 4]
하기 평균 단위식으로 표시되는 메틸비닐페닐폴리실록산 100 질량부:
(Me2ViSiO1/2)0.20 (PhSiO3/2)0.80 (HO1/2)0.02
하기 식으로 표시되는 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산 8 질량부:
(MeViSiO)4
하기 식으로 표시되는 다이메틸비닐실록시-말단화된 폴리메틸페닐실록산 20 질량부:
ViMe2SiO(MePhSiO)17.5 SiViMe2
하기 평균 단위식으로 표시되는 에폭시 기-함유 폴리실록산 0.5 질량부:
(Me2ViSiO1/2)0.2 (Me2SiO2/2)0.4 (EpSiO3/2)0.4,
하기 식으로 표시되는 1,1,5,5-테트라메틸-3,3-다이페닐트라이실록산 35 질량부:
(HMe2SiO)2SiPh2
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 다이메틸비닐실록시-말단화된 폴리메틸페닐실록산, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 0.77 몰을 제공하는 양), 하기 평균 단위식으로 표시되는 규소 원자-결합 수소-함유 메틸페닐폴리실록산 7.5 질량부:
(Me2HSiO1/2)0.6 (PhSiO3/2)0.4
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 및 다이메틸비닐실록시-말단화된 폴리메틸페닐실록산, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 0.18 몰을 제공하는 양), 백금의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (본 조성물에서 질량 단위로 5 ppm의 백금 금속을 제공하는 양), 1-에티닐-1-사이클로헥산올 (본 조성물에서 질량 단위로 250 ppm을 제공하는 양), 평균 1차 입자 직경이 0.2 μm인 산화티타늄 (사카이 케미칼 인더스트리 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 SX-3103) 110 질량부, 평균 입자 직경이 5 μm인 파쇄 석영 분말 (야마모리 츠치모토 마이닝 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 실리식 SAB-500) 100 질량부, 및 평균 입자 직경이 15 μm인 구형 실리카 (닛폰 스틸 앤드 수미킨 머티어리얼스 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 HS-202) 250 질량부를 블렌딩하여, 점도가 100 Pa·s인 경화성 실리콘 조성물을 제조하였다.
이러한 조성물을 150℃에서 2시간 동안 가열하여 경화물을 형성하였다. 이러한 경화물은 타입 D 듀로미터 경도가 84이었고, 굽힘 강도가 19 MPa였고, 전광선 반사율이 95.3%였고, 선팽창계수가 76 ppm/℃였다. 알루미늄판에 대한 다이 전단 강도는 5.0 N/㎟였고, 은-도금 강판에 대한 다이 전단 강도는 2.9 N/㎟였다. 트랜스퍼 성형기 및 이러한 조성물을 사용하여 도 1에 나타낸 광반도체 장치를 제조하였다. 120℃에서 리드 프레임과 일체형으로 성형함으로써 플래싱, 공극, 및 박리가 없는 우수한 성형물을 얻었다. 그러나, 리드 프레임과 광 반사 재료 사이의 접촉 부분에서 박리가 관찰되었다.
[비교예 5]
하기 평균 단위식으로 표시되는 메틸비닐페닐폴리실록산 100 질량부:
(Me2ViSiO1/2)0.20 (PhSiO3/2)0.80 (HO1/2)0.02
하기 식으로 표시되는 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산 8 질량부:
(MeViSiO)4
하기 식으로 표시되는 다이메틸비닐실록시-말단화된 폴리메틸페닐실록산 20 질량부:
ViMe2SiO(MePhSiO)17.5 SiViMe2
하기 평균 단위식으로 표시되는 에폭시 기-함유 폴리실록산 12 질량부:
(Me2ViSiO1/2)0.2 (Me2SiO2/2)0.4 (EpSiO3/2)0.4
하기 식으로 표시되는 1,1,5,5-테트라메틸-3,3-다이페닐트라이실록산 38 질량부:
(HMe2SiO)2SiPh2
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 다이메틸비닐실록시-말단화된 폴리메틸페닐실록산, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 0.78 몰을 제공하는 양), 하기 평균 단위식으로 표시되는 규소 원자-결합 수소-함유 메틸페닐폴리실록산 8 질량부:
(Me2HSiO1/2)0.6 (PhSiO3/2)0.4
(전술한 메틸비닐페닐폴리실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 및 다이메틸비닐실록시-말단화된 폴리메틸페닐실록산, 및 에폭시 기-함유 폴리실록산 내의 비닐 기의 총량 1 몰당, 본 성분 내의 규소 원자-결합 수소 원자 0.18 몰을 제공하는 양), 백금의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 착물의 1,3-다이비닐-1,1,3,3-테트라메틸다이실록산 용액 (본 조성물에서 질량 단위로 5 ppm의 백금 금속을 제공하는 양), 1-에티닐-1-사이클로헥산올 (본 조성물에서 질량 단위로 250 ppm을 제공하는 양), 평균 1차 입자 직경이 0.2 μm인 산화티타늄 (사카이 케미칼 인더스트리 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 SX-3103) 110 질량부, 평균 입자 직경이 5 μm인 파쇄 석영 분말 (야마모리 츠치모토 마이닝 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 실리식 SAB-500) 100 질량부, 및 평균 입자 직경이 15 μm인 구형 실리카 (닛폰 스틸 앤드 수미킨 머티어리얼스 컴퍼니 리미티드에 의해 제조된 HS-202) 250 질량부를 블렌딩하여, 점도가 86 Pa·s인 경화성 실리콘 조성물을 제조하였다.
이러한 조성물을 150℃에서 2시간 동안 가열하여 경화물을 형성하였다. 이러한 경화물은 타입 D 듀로미터 경도가 83이었고, 굽힘 강도가 16 MPa였고, 전광선 반사율이 95.2%였고, 선팽창계수가 78 ppm/℃였다. 알루미늄판에 대한 다이 전단 강도는 6.5 N/㎟였고, 은-도금 강판에 대한 다이 전단 강도는 4.1 N/㎟였다. 트랜스퍼 성형기 및 이러한 조성물을 사용하여 도 1에 나타낸 광반도체 장치를 제조하였다. 120℃에서 리드 프레임과 일체형으로 성형함으로써 플래싱, 공극, 및 박리가 없는 우수한 성형물을 얻었다. 그러나, 리드 프레임과 광 반사 재료 사이의 접촉 부분에서 박리가 관찰되었다.
산업상 이용가능성
본 발명의 경화성 실리콘 조성물은 우수한 성형성을 가지며, 경화물은 리드 프레임에 사용되는 금속에 대해 우수한 접착성을 갖는다. 따라서, 본 발명의 경화성 실리콘 조성물은 발광 다이오드의 백색 케이스 재료를 위한 재료로서 적합하다.
부호의 설명
1: 광반도체 소자
2: 리드 프레임
3: 리드 프레임
4, 4': 본딩 와이어
5: 경화된 실리콘으로 구성된 광 반사 재료
6: 밀봉제

Claims (7)

  1. 경화성 실리콘 조성물로서,
    (A) 하기 평균 단위식으로 표시되는 100 질량부의 유기폴리실록산:
    (R1 3SiO1/2)a (R1 2SiO2/2)b (R1SiO3/2)c (SiO4/2)d (R2O1/2)e
    (여기서, R1은 동일하거나 상이하며, 페닐 기들, 탄소수 1 내지 6의 알킬 기들, 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기들이되, 단, 전체 R1의 30 내지 80 몰%는 페닐 기들이고, 전체 R1의 5 내지 20 몰%는 알케닐 기들이고; R2는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 기이고; "a", "b", "c", "d", 및 "e"는 각각 0 ≤ a ≤ 0.3, 0 ≤ b ≤ 0.7, 0.3 ≤ c ≤ 0.9, 0 ≤ d ≤ 0.1, 0 ≤ e ≤ 0.1, 및 a + b + c + d = 1을 충족시키는 수임);
    (B) 10개 이하의 규소 원자를 가지며 글리시독시알킬 기 또는 에폭시사이클로헥실 알킬 기를 갖지 않는 유기폴리실록산으로서, 성분 (B) 내의 전체 규소 원자-결합 유기 기들의 30 내지 60 몰%는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기들인, 5 내지 50 질량부의 상기 유기폴리실록산;
    (C) 하기 일반식으로 표시되는 0 내지 40 질량부의 유기폴리실록산:
    R3 3SiO(R3 2SiO)m SiR3 3
    (여기서, R3은 동일하거나 상이하며, 페닐 기들, 탄소수 1 내지 6의 알킬 기들, 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기들이되, 단, 전체 R3의 30 내지 70 몰%는 페닐 기들이고, 적어도 하나의 R3은 알케닐 기이며; "m"은 10 내지 100의 범위의 정수임);
    (D) 한 분자 내에 적어도 2개의 규소 원자-결합 수소 원자들을 갖는 유기폴리실록산으로서, 성분 (D) 내의 전체 규소 원자-결합 유기 기들의 20 내지 70 몰%가 페닐 기들이고, 성분 (A) 내지 성분 (C) 및 성분 (E) 중 알케닐 기들의 총량 1 몰당 성분 (D) 내의 규소 원자-결합 수소 원자들 0.5 내지 2.0 몰을 제공하는 양의 상기 유기폴리실록산;
    (E) 하기 평균 단위식으로 표시되는 유기폴리실록산:
    (R4 3SiO1/2)f (R4 2SiO2/2)g (R4SiO3/2)h (SiO4/2)i (R5O1/2)j
    (여기서, R4는 동일하거나 상이하며, 페닐 기들, 탄소수 1 내지 6의 알킬 기들, 탄소수 2 내지 6의 알케닐 기들, 글리시독시알킬 기들, 또는 에폭시사이클로헥실 알킬 기들이되, 단, 전체 R4의 15 내지 60 몰%는 페닐 기들이고, 전체 R4의 3 내지 30 몰%는 알케닐 기들이고, 전체 R4의 5 내지 30 몰%는 글리시독시알킬 기들 또는 에폭시사이클로헥실 알킬 기들이고; R5는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬 기이고; "f", "g", "h" "i", 및 "j"는 각각 0 ≤ f ≤ 0.5, 0 ≤ g ≤ 0.9, 0 ≤ h ≤ 0.7, 0 ≤ i ≤ 0.3, 0 ≤ j ≤ 0.02, 및 f + g + h + i = 1을 충족시키는 수임)으로서, 성분 (A) 내지 성분 (D)의 총량 100 질량부당 0.5 내지 5.0 질량부의 양의 상기 유기폴리실록산;
    (F) 성분 (A) 내지 성분 (C) 및 성분 (E) 내의 상기 알케닐 기들과 성분 (D) 내의 상기 규소 원자-결합 수소 원자들 사이의 하이드로실릴화 반응을 촉진하기에 충분한 양의 하이드로실릴화 반응 촉매;
    (G) 성분 (A) 내지 성분 (F)의 총량 100 질량부당 25 질량부 이상의 양의 백색 안료; 및
    (H) 성분 (A) 내지 성분 (F)의 총량 100 질량부당 40 질량부 이상의 양의, 백색 안료 이외의 무기 충전제를 포함하며,
    성분 (G) 및 성분 (H)의 총량의 함량은 성분 (A) 내지 성분 (F)의 총량 100 질량부당 300 질량부 이하인, 경화성 실리콘 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 25℃에서의 점도가 5 내지 200 Pa·s인, 경화성 실리콘 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 경화성 실리콘 조성물은 경화되어, 60 이상의 타입 D 듀로미터 경도 및 5 MPa 이상의 굽힘 강도를 갖는 경화물을 형성하는, 경화성 실리콘 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 경화성 실리콘 조성물은 경화되어, 80% 이상의 전광선 반사율(total luminous reflectance)을 갖는 경화물을 형성하는, 경화성 실리콘 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 경화성 실리콘 조성물은 경화되어, 25 내지 200℃의 온도 범위에서의 평균 선팽창계수가 200 ppm/℃ 이하인 경화물을 형성하는, 경화성 실리콘 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 상기 경화성 실리콘 조성물을 경화시켜 제조되는 경화물.
  7. 광반도체 장치로서, 광반도체 소자, 상기 소자에 대한 전기 접속을 위한 리드 프레임, 및 상기 소자로부터 방출되는 광의 반사를 위한, 상기 리드 프레임과 접촉하는 광 반사 재료를 포함하며; 상기 광 반사 재료는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 상기 경화성 실리콘 조성물의 경화물에 의해 형성되는, 광반도체 장치.
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