KR20150006490A - 경화성 오가노폴리실록산 조성물 및 반도체 장치 - Google Patents

경화성 오가노폴리실록산 조성물 및 반도체 장치 Download PDF

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마사요시 데라다
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Abstract

본 발명은, 분자 1개당 2개 이상의 규소 결합 알케닐 그룹과 1개 이상의 규소 결합 아릴 그룹을 갖는 선형 오가노폴리실록산(A),
분자 1개당 1개 이상의 규소 결합 알케닐 그룹과 1개 이상의 규소 결합 아릴 그룹을 갖고 화학식 RSiO3 /2의 실록산 단위(여기서, R은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이다)를 갖는 분지된 오가노폴리실록산(B){성분(B)는 성분(A)에 대해 1/99 내지 99/1의 중량비에 필요한 양으로 사용된다},
분자쇄의 양 말단이 규소 결합 수소 원자에 의해 차단되고 분자 1개당 1개 이상의 규소 결합 아릴 그룹을 갖는 선형 오가노폴리실록산(C){성분(C)는 성분(A)와 성분(B)의 합계 100중량부에 대해 1 내지 200중량부를 제공하는 데 필요한 양으로 사용된다} 및
하이드로실릴화반응 촉매(D){성분(D)는 조성물의 경화를 촉진시키는 데 필요한 양으로 사용된다}를 포함하는 경화성 오가노폴리실록산 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 경화성 오가노폴리실록산 조성물은 점도가 낮고 충전 특성이 우수하며 경화능이 우수하고, 경화하여, 굴절율이 크고 투광율이 높으며 기재에 대한 접착성이 높은 연질 경화 생성물을 형성하는 경화성 오가노폴리실록산 조성물에 관한 것일 뿐만 아니라, 신뢰도가 우수한 반도체 장치에 관한 것이다.

Description

경화성 오가노폴리실록산 조성물 및 반도체 장치{Curable organopolysiloxane composition and semiconductor device}
본 발명은 경화성 오가노폴리실록산 조성물 및 반도체 장치에 관한 것이며, 보다 특정하게는 점도가 낮고 충전 특성이 우수하며 경화능이 우수하고 경화하여 굴절율이 크고 투광율이 높으며 기재에 대한 접착성이 높은 연질 경화 생성물을 형성하는 경화성 오가노폴리실록산 조성물에 관한 것일 뿐만 아니라, 반도체 소자가 이러한 조성물의 경화 생성물로 피복되어 있는 신뢰도가 우수한 반도체 장치에 관한 것이기도 하다.
하이드로실릴화 반응에 의해 경화될 수 있는 경화성 오가노폴리실록산 조성물은 포토커플러, 발광 다이오드, 고체상 화상 픽업 소자 등과 같은 광학 반도체 장치에서 반도체 소자의 보호 피복제로서 사용된다. 반도체 소자에 대한 보호용 피복제는, 상술한 소자가 빛을 방출하거나 수용하는 경우, 빛을 흡수하거나 산란시키지 않아야 한다.
하이드로실릴화에 의해 경화되어, 굴절율이 크고 투광율이 높은 경화 생성물을 형성할 수 있는 경화성 오가노폴리실록산의 예로서는, 규소 결합 페닐 그룹 및 규소 결합 알케닐 그룹을 함유하는 오가노폴리실록산, 오가노하이드로겐사이클로실록산 및 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함하는 경화성 오가노폴리실록산 조성물[참조: 일본 공개특허공보 제(평)8-176447호(176447/1996)]; 25℃에서 점도가 10,000cp 이상이고 규소 결합 페닐 그룹 및 규소 결합 알케닐 그룹을 함유하는 고상 또는 액상 오가노폴리실록산, 분자 1개당 2개 이상의 규소 결합 수소 원자를 갖는 오가노하이드로겐폴리실록산 및 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함하는 경화성 오가노폴리실록산 조성물[참조: 일본 공개특허공보 제(평)11-1619호(1619/1999)]; 및 분자 1개당 규소 원자에 결합된 2개 이상의 알케닐 그룹을 갖고 규소 원자에 결합된 아릴 그룹을 갖는 오가노폴리실록산, 분자 1개당 규소 원자에 결합된 2개 이상의 수소 원자를 갖는 오가노폴리실록산, 및 백금과 아릴 함유 오가노실록산 올리고머의 착화합물을 포함하는 경화성 오가노폴리실록산 조성물[참조: 일본 공개특허공보 제2003-128922호(128922/2003)]이 제안되어 있다.
그러나, 이러한 경화성 오가노폴리실록산 조성물은 점도가 높거나, 충전 특성이 불량하거나, 접착성이 불량한 경화 생성물을 형성시켜 기재로부터 용이하게 박리되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 점도가 낮고 충전 특성이 우수하며 경화능이 우수하고 경화하여 굴절율이 크고 투광율이 높으며 기재에 대한 접착성이 높은 연질 경화 생성물을 형성하는 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 제공할 뿐만 아니라, 반도체 소자가 이러한 조성물의 경화 생성물로 피복되어 있는 신뢰도가 우수한 반도체 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 경화성 오가노폴리실록산 조성물은,
분자 1개당 2개 이상의 규소 결합 알케닐 그룹과 1개 이상의 규소 결합 아릴 그룹을 갖는 선형 오가노폴리실록산(A),
분자 1개당 1개 이상의 규소 결합 알케닐 그룹과 1개 이상의 규소 결합 아릴 그룹을 갖고 화학식 RSiO3 /2의 실록산 단위(여기서, R은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이다)를 갖는 분지된 오가노폴리실록산(B){성분(B)는 성분(A)에 대해 1/99 내지 99/1의 중량비에 필요한 양으로 사용된다},
분자쇄의 양 말단이 규소 결합 수소 원자에 의해 차단되고 분자 1개당 1개 이상의 규소 결합 아릴 그룹을 갖는 선형 오가노폴리실록산(C){성분(C)는 성분(A)와 성분(B)의 합계 100중량부에 대해 1 내지 200중량부를 제공하는 데 필요한 양으로 사용된다} 및
하이드로실릴화반응 촉매(D){성분(D)는 조성물의 경화를 촉진시키는 데 필요한 양으로 사용된다}를 포함함을 특징으로 한다.
추가로, 본 발명의 반도체 장치는 반도체 소자가 상기 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물로 피복됨을 특징으로 한다.
본 발명의 경화성 오가노폴리실록산 조성물은 점도가 낮고, 충전 특성이 우수하며, 경화능이 우수하고, 경화하여 굴절율이 크고 투광율이 높으며 기재에 대한 접착성이 높은 연질 경화 생성물을 형성할 수 있음을 특징으로 한다.
추가로, 본 발명의 반도체 장치는 반도체 소자가 상술한 조성물의 경화 생성물로 피복되기 때문에 신뢰도가 우수함을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 반도체 장치의 일례로서 포토커플러의 단면도를 포함한다.
도 2는 본 발명의 반도체 장치의 일례로서 LED의 단면도를 포함한다.
우선, 본 발명의 경화성 오가노폴리실록산 조성물에 관하여 설명하고자 한다.
본 발명의 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 주요 성분인, 성분(A)는 분자 1개당 2개 이상의 규소 결합 알케닐 그룹과 1개 이상의 규소 결합 아릴 그룹을 갖는 선형 오가노폴리실록산이다. 성분(A)의 알케닐 그룹은, 예를 들면, 비닐, 알릴, 부테닐, 펜테닐 및 헥세닐이고, 비닐이 특히 바람직하다. 또한, 성분(A)의 아릴 그룹은, 예를 들면, 페닐, 톨릴, 크실릴 및 나프틸이고, 페닐이 특히 바람직하다. 또한, 알케닐 및 아릴 그룹 이외의 성분(A)의 규소 결합 유기 그룹은 치환되거나 치환되지 않은 탄화수소 그룹, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸 및 기타 알킬 그룹; 벤질, 펜에틸 및 기타 아르알킬 그룹; 및 할로겐화 알킬 그룹(예: 클로로메틸, 3-클로로프로필 및 3,3,3-트리플루오로프로필)이며, 메틸이 특히 바람직하다. 조성물을 경화시켜 수득할 수 있는 경화 생성물에서 광 굴절, 반사 및 산란 등으로 인한 감쇠를 저하시키려면, 성분(A)에서 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 아릴 그룹의 함량이 40몰% 이상, 특히 바람직하게는 45몰% 이상이어야 한다. 25℃에서 성분(A)의 점도는 어떠한 제한도 없지만, 이의 바람직한 범위는 10 내지 1,000,000mPa.s이고, 특히 바람직한 범위는 100 내지 50,000mPa.s이다. 이는, 성분(A)의 점도가 상술한 범위의 하한보다 낮은 경우, 생성된 경화 생성물의 기계적 강도가 감소하는 경향이 있으며, 상술한 범위의 상한을 초과하는 경우, 생성된 생성물의 취급 특성이 불량해진다는 사실에 기인한다.
이러한 성분(A)로서는 화학식 1의 오가노폴리실록산이 바람직하다.
Figure pat00001
위의 화학식 1에서, R1은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이고, 보다 구체적으로 예를 들면, 상술한 알킬 그룹, 상술한 알케닐 그룹, 상술한 아릴 그룹, 상술한 아르알킬 그룹 및 상술한 할로겐화 알킬 그룹이다. 그러나, 분자 1개당 2개 이상의 R1은 상술한 알케닐 그룹이어야 하고, 분자 1개당 1개 이상의 R1은 상술한 아릴 그룹 중의 하나이어야 한다. 또한, 위의 화학식 1에서, m은 5 내지 1,000의 정수이고, 바람직하게는 당해 오가노폴리실록산의 25℃에서의 점도가 10 내지 1,000,000mPa.s, 특히 바람직하게는 100 내지 50,000mPa.s의 범위로 되도록 하는 정수이다.
본 발명의 조성물을 경화시켜 수득한 경화 생성물에 강도를 부여하는 데 사용되는 성분(B)는, 분자 1개당 1개 이상의 규소 결합 알케닐 그룹과 1개 이상의 규소 결합 아릴 그룹을 갖고 화학식 RSiO3 /2의 실록산 단위를 갖는 분지된 오가노폴리실록산이다. 성분(B)의 알케닐 그룹은 상술한 바와 동일한 그룹이 예시되며, 비닐이 특히 바람직하다. 성분(B)의 아릴 그룹은 상술한 바와 동일한 그룹이 예시되며, 페닐이 특히 바람직하다. 또한, 알케닐 및 아릴 그룹 이외의 성분(B)의 규소 결합 유기 그룹은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹, 예를 들면, 상술한 알킬 그룹, 상술한 아르알킬 그룹, 상술한 할로겐화 알킬 그룹 등이 예시되며, 메틸이 특히 바람직하다. 화학식 RSiO3 /2로 나타내지는 성분(B)의 실록산 단위에서, R은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이고, 보다 구체적으로 예를 들면, 상술한 알킬 그룹, 상술한 알케닐 그룹, 상술한 아릴 그룹, 상술한 아르알킬 그룹 및 상술한 할로겐화 알킬 그룹이며, 상술한 알킬 그룹 및 상술한 아릴 그룹이 특히 바람직하다.
이러한 성분(B)로서는 다음 화학식의 평균 단위로 나타내지는 오가노폴리실록산이 바람직하다.
Figure pat00002
위의 화학식에서, R2는 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이고, 보다 구체적으로 예를 들면, 상술한 알킬 그룹, 상술한 알케닐 그룹, 상술한 아릴 그룹, 상술한 아르알킬 그룹 및 상술한 할로겐화 알킬 그룹이다. 위의 화학식에서, 분자 1개당 R2의 0.1 내지 40몰%는 바람직하게는 상술한 알케닐 그룹이다. 이는, 알케닐 그룹의 함량이 상술한 범위의 하한보다 낮은 경우, 성분(C)와의 반응성이 감소되는 경향이 있으며, 다른 한편으로는 상술한 범위의 상한을 초과하는 경우에도 성분(C)와의 반응성이 감소되는 경향이 있다는 사실에 기인한다. 또한, 조성물을 경화시켜 수득할 수 있는 경화 생성물에서 광 굴절, 반사 및 산란 등으로 인한 감쇠를 저하시키려면, R2의 10몰% 이상은 상술한 아릴 그룹이어야 하며, 특히 화학식 R2SiO3 /2로 나타내지는 실록산 단위에서, R2의 30몰% 이상이 상술한 아릴 그룹이어야 하고, 알케닐 및 아릴 그룹 이외의 R2가 바람직하게는 메틸 그룹이다. 또한, 위의 화학식에서, a는 양의 수이고, b는 0 또는 양의 수이며, c는 0 또는 양의 수이고, d는 0 또는 양의 수이며, e는 0 또는 양의 수이고, b/a는 0 내지 10의 수이며, c/a는 0 내지 0.5의 수이고, d/(a+b+c+d)는 0 내지 0.3의 수이며, e/(a+b+c+d)는 0 내지 0.4의 수이다. 성분(B)의 분자량은 어떠한 제한도 없지만, 표준 폴리스티렌으로 환산하는 경우, 이의 중량 평균 분자량(Mw)은 바람직하게는 500 내지 10,000, 특히 바람직하게는 700 내지 3,000의 범위이다.
성분(B)의 함량은, 성분(B) 대 성분(A)의 중량비{성분(B)의 중량/성분(A)의 중량}가 1/99 내지 99/1, 바람직하게는 10/90 내지 70/30의 범위로 되도록 정해진다. 이는, 성분(B)의 함량이 상술한 범위의 하한보다 낮은 경우, 생성된 경화 생성물의 강도가 감소되는 경향이 있고, 다른 한편으로는 상술한 범위의 상한을 초과하는 경우, 생성된 조성물의 취급 특성이 불량해지며, 생성된 경화 생성물이 극도로 경질로 되는 경향이 있다는 사실에 기인한다.
본 발명의 조성물의 경화제인 성분(C)은, 분자 1개당 1개 이상의 규소 결합 아릴 그룹을 갖고 분자쇄의 양 말단이 규소 결합 수소 원자에 의해 차단된 선형 오가노폴리실록산이다. 성분(C)의 아릴 그룹으로는 상술한 바와 같은 그룹이 예시될 수 있으며, 페닐이 특히 바람직하다. 또한, 아릴 그룹 이외의 성분(C)의 규소 결합 유기 그룹으로는, 알케닐 그룹을 제외한 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹, 예를 들면, 상술한 알킬 그룹, 상술한 아르알킬 그룹 및 상술한 할로겐화 알킬 그룹이고, 메틸이 특히 바람직하다. 조성물을 경화시켜 수득할 수 있는 경화 생성물에서 광 굴절, 반사 및 산란 등으로 인한 감쇠를 저하시키려면, 성분(C)에서 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 아릴 그룹의 함량이 15몰% 이상, 특히 바람직하게는 30몰% 이상이어야 한다. 25℃에서 이러한 성분(C)의 점도는 어떠한 제한도 없지만, 이의 바람직한 범위는 1 내지 1,000mPa.s이고, 특히 바람직한 범위는 2 내지 500mPa.s이다. 이는, 성분(C)의 점도가 상술한 범위의 하한보다 낮은 경우, 생성된 경화 생성물이 휘발되어 당해 경화 생성물의 조성이 불안정해지는 경향이 있으며, 다른 한편으로 상술한 범위의 상한을 초과하는 경우, 생성된 조성물의 취급 특성이 불량해진다는 사실에 기인한다.
이러한 성분(C)로서는 화학식 2의 오가노폴리실록산이 바람직하다.
Figure pat00003
위의 화학식 2에서, R3은 수소 원자이거나, 알케닐 그룹을 제외한, 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이다. R3의 1가 탄화수소 그룹은 구체적으로는 상술한 알킬 그룹, 상술한 아릴 그룹 및 상술한 할로겐화 알킬 그룹이다. 위의 화학식 2에서, 분자 1개당 1개 이상의 R3은 상술한 아릴 그룹 중의 하나, 바람직하게는 페닐이어야 한다. 또한, n은 1 이상의 정수이고, 바람직하게는 1 내지 20의 정수, 특히 바람직하게는 1 내지 10의 정수이다. 이는, n의 값이 상술한 범위의 상한을 초과하는 경우, 생성된 조성물의 충전 특성 또는 경화 생성물의 접착성이 불량해진다는 사실에 기인하다.
성분(C)의 함량은, 성분(A)와 성분(B)의 합계 100중량부에 대하여 1 내지 200중량부, 바람직하게는 1 내지 100중량부, 특히 바람직하게는 1 내지 50중량부를 제공하는 데 필요한 양이다. 이는, 성분(C)의 함량이 상술한 범위의 하한보다 낮은 경우, 생성된 조성물이 완전히 경화되지 못하는 경향이 있고, 다른 한편으로 상술한 범위의 상한을 초과하는 경우, 생성된 경화 생성물의 내열성이 불량해진다는 사실에 기인한다. 또한, 상술한 이유로, 성분(C)의 함량은, 성분(A)와 성분(B)에 함유된 모든 알케닐 그룹 1몰에 대해 당해 성분에 의해 제공된 규소 결합 수소 원자의 양을 0.1 내지 10몰, 바람직하게는 0.1 내지 5몰, 특히 바람직하게는 0.5 내지 2몰 범위로 유지시키는 데 필요한 양이 바람직하다.
성분(D)의 하이드로실릴화 반응 촉매는, 성분(A) 및 성분(B)의 알케닐 그룹들과 성분(C)의 규소 결합 수소 원자와의 반응을 촉진시키는 데 사용되는 촉매이다. 성분(D)은, 예를 들면, 백금 촉매, 로듐 촉매 및 팔라듐 촉매이고, 당해 조성물의 경화를 현저하게 촉진할 수 있다는 이유로 백금 촉매가 바람직하다. 백금 촉매는, 예를 들면, 백금 미분말, 클로로백금산, 클로로백금산의 알코올 용액, 백금/알케닐실록산 착물, 백금/올레핀 착물, 및 백금/카보닐 착물이며, 백금/알케닐실록산 착물이 특히 바람직하다. 당해 알케닐실록산은, 예를 들면, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산; 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산; 당해 알케닐실록산의 메틸 그룹의 일부를 에틸 및 페닐 등과 같은 그룹으로 치환시켜 수득한 알케닐실록산; 및 당해 알케닐실록산의 비닐 그룹을 알릴 및 헥세닐 등과 같은 그룹으로 치환시켜 수득한 알케닐실록산이다. 백금/알케닐실록산 착물의 안정성이 양호하다는 점에서, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 이들의 첨가로 인해 초래될 수 있는 착물 안정성의 개선으로 인해, 백금/알케닐실록산 착물에 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-테트라비닐사이클로테트라실록산 및 기타 알케닐실록산 및 오가노실록산 올리고머(예: 디메틸실록산 올리고머)를 첨가하는 것이 바람직하며, 알케닐실록산이 특히 바람직하다.
성분(D)의 함량은 본 발명의 조성물의 경화를 촉진하는 양이기만 하면 어떠한 제한도 없다. 그러나, 보다 상세하게는, 본 발명의 조성물에서, 당해 성분에 함유된 금속 원자의 양이, 중량 기준으로, 0.01 내지 500ppm, 보다 바람직하게는 0.01 내지 100ppm, 특히 바람직하게는 0.01 내지 50ppm의 범위로 되도록 하는 양으로 성분(D)를 사용하는 것이 바람직하다. 이는, 성분(D)의 함량이 상술한 범위의 하한보다 낮은 경우, 본 발명의 조성물이 완전히 경화되지 못하는 경향이 있고, 다른 한편으로 상술한 범위의 상한을 초과하는 경우, 생성된 경화 생성물에 착색 등의 다양한 문제가 야기된다는 사실에 기인한다.
성분(C)의 경화제 이외에 임의의 경화제로서 분자당 2개 이상의 규소 결합 수소 원자를 갖는 오가노폴리실록산(E)이 본 발명의 조성물에 첨가될 수 있다. 그러나, 성분(E)는 상술한 성분(C)와 상이한 오가노폴리실록산일 수 있다. 성분(E)의 규소 결합 유기 그룹은 알케닐 그룹을 제외한 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹, 예를 들면, 상술한 알킬 그룹, 상술한 아릴 그룹, 상술한 아르알킬 그룹 및 상술한 할로겐화 알킬 그룹이고, 상술한 알킬 그룹과 상술한 아릴 그룹이 특히 바람직하다. 성분(E)의 성상은 어떠한 제한도 없지만, 25℃에서 성분(E)는 액체 또는 고체 상태일 수 있으며, 액체 상태인 것이 특히 바람직하다.
성분(E)의 분자 구조는 선형 구조, 부분적으로 분지된 선형 구조, 분지된 구조 및 망상 구조가 예시되며, 본 발명의 조성물을 경화시켜 수득한 경화 생성물에 보다 높은 강도를 부여한다는 관점에서 분지된 구조가 바람직하다. 이러한 분지된 오가노폴리실록산은 바람직하게는 다음 화학식의 오가노폴리실록산이다.
Figure pat00004
위의 화학식에서, R4는 수소 원자이거나, 알케닐 그룹을 제외한, 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이다. R4의 1가 탄화수소 그룹은 상술한 알킬 그룹, 상술한 아릴 그룹, 상술한 아르알킬 그룹 및 상술한 할로겐화 알킬 그룹이 예시된다. 위의 화학식에서, 분자 1개당 0.1 내지 40몰%의 R4는 바람직하게는 수소 원자이다. 이는, 규소 결합 수소 원자의 함량이 상술한 범위의 하한보다 낮은 경우, 당해 조성물이 완전히 경화하기 어려워지고, 다른 한편으로 상술한 상한을 초과하는 경우, 생성된 경화 생성물의 내열성이 불량해지는 경향이 있다는 사실에 기인한다. 또한, 조성물을 경화시켜 수득할 수 있는 경화 생성물에서 광 굴절, 반사 및 산란 등으로 인한 감쇠를 저하시키려면, R4의 10몰% 이상은 상술한 아릴 그룹이어야 하며, 특히 화학식 R4SiO3 /2로 나타내지는 실록산 단위에서, R4의 30몰% 이상이 상술한 아릴 그룹이어야 하고, 아릴 그룹 이외의 R4는 바람직하게는 메틸 그룹이다. 또한, 위의 화학식에서, X는 수소 원자 또는 상술한 바와 동일한 그룹으로 예시되는 알킬 그룹이고, 특히 바람직하게는 메틸이다. 또한, 위의 화학식에서, f는 양의 수이고, g는 0 또는 양의 수이며, h는 0 또는 양의 수이고, i는 0 또는 양의 수이며, j는 0 또는 양의 수이고, g/f는 0 내지 10의 수이며, h/f는 0 내지 5.0의 수이고, i/(f+g+h+i)는 0 내지 0.3의 수이며, j/(f+g+h+i)는 0 내지 0.4의 수이다. 성분(E)의 분자량은 어떠한 제한도 없지만, 표준 폴리스티렌으로 환산하는 경우, 이의 중량 평균 분자량(Mw)은 바람직하게는 300 내지 10,000, 특히 바람직하게는 500 내지 3,000의 범위이다.
성분(E)이 당해 조성물에 포함되는 경우, 성분(E)의 함량은 성분(C)와 성분(E)의 합계에 대해 0.1 내지 50중량%의 범위가 바람직하다. 이는, 성분(E)의 함량이 상술한 범위의 하한보다 낮은 경우, 당해 조성물을 경화시켜 수득한 경화 생성물의 강도가 불량해지는 경향이 있고, 다른 한편으로 상술한 범위의 상한을 초과하는 경우, 생성된 조성물의 경화능이 불량해지고, 당해 조성물을 경화시켜 수득한 경화 생성물의 기재에 대한 접착성 역시 불량해지는 경향이 있다는 사실에 기인한다.
본 발명의 조성물은 2-메틸-3-부틴-2-올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 2-페닐-3-부틴-2-올 및 기타 알킨 알콜; 3-메틸-3-펜텐-1-인, 3,5-디메틸-3-헥센-1-인 및 기타 엔-인 화합물; 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라헥세닐사이클로테트라실록산, 벤조트리아졸 및 기타 반응 억제제를 기타 임의 성분으로서 함유할 수 있다. 이러한 반응 억제제의 함량은 어떠한 제한도 없지만, 성분(A)와 성분(B)의 합계 100중량부에 대해 0.0001 내지 5중량부의 범위가 바람직하다.
추가로, 당해 조성물은 접착성을 개선하기 위하여 접착 촉진제를 함유할 수 있다. 이러한 접착 촉진제는 바람직하게는 분자 1개당 1개 이상의 규소 결합 알콕시 그룹을 갖는 유기 규소 화합물이다. 당해 알콕시 그룹은 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 및 메톡시에톡시가 예시되고, 메톡시가 특히 바람직하다. 또한, 이들 유기 규소 화합물 중의 알콕시 그룹 이외의 규소 결합 그룹은 상술한 알킬 그룹, 상술한 알케닐 그룹, 상술한 아릴 그룹, 상술한 아르알킬 그룹, 상술한 할로겐화 알킬 그룹 및 기타 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹; 3-글리시독시프로필, 4-글리시독시부틸 및 기타 글리시독시 알킬 그룹; 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸, 3-(3,4-에폭시사이클로헥실)프로필 및 기타 에폭시사이클로헥실알킬 그룹; 4-옥시라닐-부틸, 8-옥시라닐-옥틸 및 기타 옥시라닐-알킬 그룹, 및 기타 에폭시 함유 1가 유기 그룹; 3-메타크릴옥시프로필 및 기타 아크릴 함유 1가 유기 그룹; 및 수소 원자가 예시된다. 당해 유기 규소 화합물은 바람직하게는 성분(A)와 성분(B) 또는 성분(C)와 반응할 수 있는 그룹, 보다 특정하게는 규소 결합 알케닐 그룹 또는 규소 결합 수소 원자를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 다양한 기재에 우수한 접착성을 부여할 수 있도록, 당해 유기 규소 화합물은 바람직하게는 분자 1개당 하나 이상의 에폭시 함유 1가 유기 그룹을 갖는다. 이러한 유기 규소 화합물은 오가노실란 화합물, 오가노실록산 올리고머 또는 알킬 실리케이트가 예시된다. 오가노실록산 올리고머 또는 알킬 실리케이트의 분자상 구조는 선형, 부분적으로 분지된 선형 구조, 분지된 구조, 사이클릭 구조 및 망상 구조가 예시되며, 선형 구조, 분지된 구조 및 망상 구조가 특히 바람직하다. 이러한 유기 규소 화합물은 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 및 기타 실란 화합물; 분자 1개당 규소 결합 알케닐 그룹 1개 이상 또는 규소 결합 수소원자 1개와 규소 결합 알콕시 그룹 1개를 갖는 실록산 화합물, 1개 이상의 규소 결합 알콕시 그룹을 갖는 실란 화합물 또는 실록산 화합물, 및 규소 결합 하이드록시 그룹 1개 이상과 규소 결합 알케닐 그룹 1개 이상을 갖는 실록산 화합물의 혼합물, 화학식 3의 실록산 화합물, 화학식 4의 실록산 화합물, 메틸 폴리실리케이트, 에틸 폴리실리케이트 및 에폭시 함유 에틸 폴리실리케이트가 예시된다.
Figure pat00005
Figure pat00006
위의 화학식 3 및 4에서,
k, p, q 및 r은 양의 수이다.
이러한 접착 촉진제는 바람직하게는 저점도 액체이며, 이들의 점도는 어떠한 제한도 없으나, 25℃에서 1 내지 500mPa.s의 범위가 바람직하다. 또한, 상술한 조성물에서 접착 촉진제의 함량에는 어떠한 제한도 없지만, 이는 성분(A)와 성분(B)의 합계 100중량부에 대해 0.01 내지 10중량부의 범위가 바람직하다.
또한, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 한, 본 발명의 조성물은 실리카, 유리, 알루미나, 산화아연 및 기타 무기 충전제; 폴리메타크릴레이트 수지와 같은 유기 수지의 미분말; 열안정제, 염료, 안료, 난연제, 용매 등을 임의 성분으로서 함유할 수 있다.
파장이 589nm인 가시광선의 경우, 당해 조성물을 경화시켜 수득한 경화 생성물의 25℃에서의 굴절율은 1.5 이상이어야 한다. 당해 조성물을 경화시켜 수득한 경화 생성물의 25℃에서의 투광율은 80% 이상이 바람직하다. 이는, 경화 생성물의 굴절율이 1.5 미만이고 이의 투광율이 80% 미만인 경우, 당해 조성물의 경화 생성물로 피복된 반도체 소자를 갖는 반도체 장치에 충분한 신뢰도를 제공할 수 없다는 사실에 기인한다. 굴절율이 크고 투광율이 높은 경화 생성물을 제조할 수 있는 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 수득하기 위해, 성분(A)로부터 성분(D)에 이르기까지 모든 성분의 굴절율을 실질적으로 동일하게 하는 것이 바람직하다. 보다 특정하게는, 성분(A)의 경우, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 아릴 그룹의 함량이 40% 이상, 바람직하게는 45% 이상이고 아릴 그룹과 알케닐 그룹 이외의 규소 결합 유기 그룹이 알킬 그룹, 특히 메틸 그룹인 오가노폴리실록산을 사용하는 것이 바람직하며, 또한 성분(B)의 경우, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 아릴 그룹의 함량이 10% 이상이고 아릴 그룹과 알케닐 그룹 이외의 규소 결합 유기 그룹이 알킬 그룹, 특히 메틸 그룹인 오가노폴리실록산을 사용하는 것이 바람직하고, 또한 성분(C) 및 성분(E)의 경우, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 아릴 그룹의 함량이 10% 이상이고 아릴 그룹 이외의 규소 결합 유기 그룹이 알킬 그룹, 특히 메틸 그룹인 오가노폴리실록산을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 굴절율의 측정은, 예를 들면, 아베 굴절율 측정계를 사용하여 수행할 수 있다. 이러한 시점에서, 굴절율은 아베 굴절율 측정계의 광원의 파장을 변경시킴으로써 임의 파장에서 측정될 수 있다. 또한, 굴절율은, 예를 들면, 광학 경로 길이가 1.0mm인 경화 생성물 조각을 분광광도계로 측정함으로써 구할 수 있다.
또한, 200 내지 250nm의 파장에서, 당해 조성물을 경화시켜 수득한 경화 생성물은 25℃에서의 자외선 투과율이 10% 이하인 것이 바람직하다. 이는, 당해 조성물의 경화 생성물로 피복된 반도체 소자를 갖는 반도체 장치가 200 내지 250nm의 단파장의 자외선으로 처리되는 경우, 반도체 장치를 제조하는 데 사용된 재료의 분해를 방지할 수 없다는 사실에 기인한다. 자외선 투과율은, 예를 들면, 광학 경로 길이가 1.0mm인 경화 생성물 조각을 분광광도계로 측정함으로써 구할 수 있다.
당해 조성물은 실온에서 또는 가열하에 경화될 수 있으나, 보다 신속하게 경화시키기 위해 가열하는 것이 바람직하다. 가열 온도는 50 내지 200℃ 범위의 온도가 바람직하다. 이러한 방식으로 본 발명의 조성물을 경화시켜 수득한 경화 생성물은 탄성중합체와 유사한 외관을 가지며, 특히 겔과 유사하거나 연질 고무와 유사한 외관을 갖는다. 당해 조성물은 하부충전제, 보호용 피복제, 폿팅제(potting agent), 또는 전기 또는 전자 제품용 접착제로서 사용될 수 있으며, 투광율이 높기 때문에, 하부충전제, 보호용 피복제, 폿팅제 또는 광학용 반도체 소자에서의 접착제로서 사용하기에 특히 적합하다.
이어서, 본 발명의 반도체 장치에 관하여 상세한 설명이 제공될 것이다.
본 발명의 장치는 상술한 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물로 반도체 소자가 피복되어 있음을 특징으로 한다. 이러한 반도체 소자는 다이오드, 트랜지스터, 사이리스터, 고체상 화상 픽업 소자, 일체식 IC 및 혼성 IC에 사용된 반도체 소자가 예시된다. 추가로, 이러한 반도체 장치는 다이오드, 발광 다이오드(LED), 트랜지스터, 사이리스터, 포토커플러, CCD, 일체식 IC, 혼성 IC, LSI 및 VLSI가 예시된다. 특히, 이의 높은 투광율로 인해, 포토커플러와 LED와 같은 발광 소자에서 바람직하게 사용된다.
포토커플러의 단면도는 본 발명의 장치의 일례로서 도 1에 도시된다. 도 1에 도시된 포토커플러는 복합 반도체를 구성하며 리드 프레임(2) 위에 다이 본딩된 반도체 소자(1)로 이루어진다. 당해 소자는 또한 본딩 와이어(3)을 사용하여 또 다른 리드 프레임(2)(도시되지 않음)에 와이어 본딩된다. 또한, 반도체 소자(1)과 대향하도록 배치된 수광 반도체 소자(4)는 리드 프레임(5) 위에 다이 본딩되고, 본딩 와이어(6)을 사용하여 또 다른 리드 프레임(5)(도시되지 않음)로 와이어 본딩된다. 반도체 소자 사이의 공간은 본 발명의 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물(7)로 충전된다. 또한, 경화 생성물(7)로 피복된 반도체 소자는 실링 수지(8)로 수지 실링된다.
도 1에 도시된 포토커플러를 제조하기 위해, 반도체 소자(1)을 리드 프레임(2)에 다이 본딩하며, 그 위에 반도체 소자(1)을 골드 본딩 와이어(3)를 사용하여 또 다른 리드 프레임(2)에 와이어 본딩된다. 동일한 방식으로 수광 반도체 소자(4)는 반도체 소자(1)과 대향하는 위치에서 리드 프레임(5)에 다이 본딩되며, 그 위에 반도체 소자(4)가 골드 본딩 와이어(6)를 사용하여 또 다른 리드 프레임(5)에 와이어 본딩된다. 이어서, 반도체 소자 사이의 공간을 본 발명의 경화성 오가노폴리실록산 조성물로 충전시킨 후, 이를 50 내지 200℃ 범위에서 가열시킴으로써 경화시켰다. 이후, 상술한 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물(7)로 피복된 반도체 소자는 백색 에폭시 수지(8)를 사용하여 수지 실링된다.
또한, 도 2는 본 발명의 장치의 일례로서 단일 LED의 단면도를 도시한다. 도 2에 도시된 LED는 리드 프레임(10) 위에 다이 본딩된 반도체 소자(9)로 이루어지며, 반도체 소자(9)는 본딩 와이어(12)를 사용하여 또 다른 리드 프레임(11)에 와이어 본딩된다. 당해 반도체 소자(9)는 발광재(YAG, 이트륨-알루미늄-석류석) 10 중량％를 함유하는 본 발명의 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물(13)로 피복된다. 추가로, 경화 생성물(13)로 피복된 반도체 소자(9)는 또한 경화 생성물(13)에 대해 사용된 것과 동일하나 발광재를 함유하지 않는 경화성 오가노폴리실록산 조성물(14)를 사용하여 수지 실링된다.
도 2에 도시된 LED를 제조하기 위해, 반도체 소자(9)는 리드 프레임(10)에 다이 본딩되고, 이후 당해 반도체 소자(9)는 골드 본딩 와이어(12)를 사용하여 리드 프레임(11)에 와이어 본딩된다. 이어서, 반도체 소자(9)를 본 발명의 경화성 오가노폴리실록산 조성물로 피복시킨 후, 이를 50 내지 200℃의 온도 범위에서 가열시킴으로써 경화시켰다. 이후, 상술한 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물(13)로 피복된 반도체 소자(9)는 또한 경화 생성물(13)에 대해 사용된 것과 동일한 경화성 오가노폴리실록산 조성물(14)을 사용하여 수지 실링된다.
[실시예]
이제, 본 발명의 경화성 오가노폴리실록산 조성물 및 반도체 장치가 적용 실시예를 참조로 하여 상세하게 설명될 것이다. 당해 적용 실시예에서 사용되는 용어 "점도"는 25℃에서 구한 수치를 나타낸다. 또한, 경화성 오가노폴리실록산 조성물 및 이의 경화 생성물의 특성은 다음과 같이 측정되었다.
[경화성 오가노폴리실록산 조성물의 충전 특성]
1mm 간격으로 이격된, 폭이 1mm × 1mm이고 깊이가 2mm인 100개의 사각형 돌출부를 갖는 폴리에틸렌 시트를 당해 시험에서 사용하였다. 오목부가 디스펜서로부터 경화성 오가노폴리실록산 조성물로 충전되었다. 당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물이 인접 볼록부까지 퍼지지 않으면서 모든 오목부를 적절하게 충전하는 경우, 충전 품질은 ○으로 표시하였다. 미충전 부분이 1 내지 5개인 경우는 △로서 표시하였으며, 미충전 부분이 6개 이상인 경우는 ×로 표시하였다.
[경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화능]
경화성 오가노폴리실록산 조성물을 150℃에서 고온 공기 순환 오븐 속에서 12시간 동안 가열함으로써 경화시켜 수득한 경화 생성물에 대해 JIS K 2220에 따라 측정한 니들 침투 점수를, 당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 120℃에서 고온 공기 순환 오븐 속에서 1시간 동안 가열함으로써 경화시켜 수득한 경화 생성물의 니들 침투 점수로 나눈 값을 경화능 지수로서 사용하였다. 또한, 이 값이 1에 근사할수록, 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화능은 더 우수하였다.
[경화 생성물의 니들 침투 점수]
경화성 오가노폴리실록산 조성물을 120℃에서 고온 공기 순환 오븐 속에서 1시간 동안 가열함으로써 경화시켜 경화 생성물을 수득하였다. 수득된 경화 생성물을 JIS K 2220에 따라 시험하여 이의 니들 침투 점수를 측정하였다.
[경화 생성물의 굴절율]
경화성 오가노폴리실록산 조성물을 120℃에서 고온 공기 순환 오븐 속에서 1시간 동안 가열함으로써 경화시켜 제조한 경화 생성물의 굴절율을 아베 굴절율 측정계를 사용하여 25℃에서 측정하였다. 파장이 589nm인 가시광선을 측정용 광원으로서 사용하였다.
[경화 생성물의 투광율]
경화성 오가노폴리실록산 조성물을 120℃에서 고온 공기 순환 오븐 속에서 1시간 동안 가열함으로써 경화시켜 제조한 경화 생성물의 투광율(광학 경로 길이: 1.0mm)을 파장이 420nm인 가시광선을 사용하여 측정하였다.
[경화 생성물의 접착성]
후술하는 평가 시험(2)을 수행하여 평가한 후, 반도체 장치를 현미경으로 관찰하여 투명 에폭시 수지에 대한 경화성 실리콘의 경화 생성물의 접착성을 평가하였다. 접착 물질은 갭이 있으면 ×로 표시하였고, 계면이 투명한 경우에 △로서 표시하였으며, 계면이 투명하지 않은 경우에 ○로 표시하였다.
또한, 반도체 장치의 신뢰도는 다음과 같이 평가하였다.
[반도체 장치의 신뢰도 평가 방법(1)]
도 1에 도시된 포토커플러는 다음과 같이 제조하였다. 즉, Ga-Al-As 화합물계 반도체 소자(1)는 전기 전도성 페이스트를 사용하여 리드 프레임(2)에 다이 본딩되었으며, 그 위에 반도체 소자(1)가 골드 본딩 와이어(3)를 사용하여 또 다른 리드 프레임(2)(도시되지 않음)에 와이어 본딩되었다. 전기 전도성 페이스트를 사용하여, 수광 반도체 소자(4)를, 반도체 소자(1)와 대향하는 위치에서 리드 프레임(5) 위에 다이 본딩하고, 그 위에 반도체 소자(4)를 골드 본딩 와이어(6)를 사용하여 또 다른 리드 프레임(5)(도시되지 않음)에 와이어 본딩하였다. 반도체 소자 사이의 간격을 경화성 오가노폴리실록산 조성물로 충전한 후, 이를 150℃에서 고온 공기 순환 오븐 속에서 1시간 동안 가열함으로써 경화시켰다. 이어서, 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물(7)로 피복된 반도체 소자를 백색 에폭시 수지(8)를 사용하여 수지 실링하였다. 포토커플러 10개를 상술한 방식으로 제조하였다. 이들 포토커플러의 발광 출력은 150℃에서 고온 공기 순환 오븐 속에서 100시간 동안 열처리하는 전과 후에 측정하였으며, 당해 장치의 신뢰도는 열처리전의 발광 출력 수준을 100으로 간주하였을 때 열처리후의 발광 출력의 상대치의 평균치로 표현하였다.
[반도체 장치의 신뢰도 평가 방법(2)]
도 2에 도시된 LED는 다음과 같이 제조하였다. 즉, GaN 화합물계 반도체 소자(9)는 전기 전도성 페이스트를 사용하여 리드 프레임(10)에 다이 본딩되었으며, 그 위에 반도체 소자(9)가 골드 본딩 와이어(12)를 사용하여 또 다른 리드 프레임(11)에 와이어 본딩되었다. 이어서, 반도체 소자(9)를 경화성 오가노폴리실록산 조성물로 피복한 후, 이를 150℃에서 고온 공기 순환 오븐 속에서 1시간 동안 가열함으로써 경화시켰다. 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물(13)로 피복된 반도체 소자(9)를 투명한 에폭시 수지(14)로 수지 실링시켰다. LED 10개를 상술한 방식으로 제조하였다.
이들 LED의 발광 출력은 150℃에서 고온 공기 순환 오븐 속에서 100시간 동안 열처리하는 전과 후에 측정하였으며, 당해 장치의 신뢰도는 열처리전의 발광 출력 수준을 100으로 간주하였을 때 열처리후의 발광 출력의 상대치의 평균치로 표현하였다.
[적용 실시예 1]
분자쇄의 양 말단이 디메틸비닐실록시 그룹으로 차단된 점도가 3,500mPa.s인 선형 메틸페닐폴리실록산(규소 결합 비닐 그룹의 함량 = 0.20중량%, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 페닐 그룹의 % = 49몰%) 55중량부, 화학식
Figure pat00007
의 평균 단위를 갖는 분지된 오가노폴리실록산{25℃에서의 성상 = 고체, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 비닐 그룹의 % = 17몰%, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 페닐 그룹의 % = 50몰%, 표준 폴리스티렌으로 환산된 중량 평균 분자량 = 1,600} 45중량부, 화학식
Figure pat00008
을 갖는, 분자쇄의 양 말단이 디메틸하이드로겐실록시 그룹으로 차단된 메틸페닐폴리실록산 24중량부, 백금과 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산과의 착물{당해 조성물에서 착물로부터 백금 금속을 중량 기준으로 2.5ppm 제공하는 데 필요한 양}, 및 2-페닐-3-부틴-2-올 0.05중량부를 균질하게 혼합함으로써, 점도가 1,700mPa.s인 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 제조하였다.
당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물과 이의 경화 생성물의 특성을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 제시하였다. 또한, 당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 사용하여 포토커플러와 LED를 제조하였다. 제조된 반도체 장치에 대한 신뢰도 평가 결과는 표 1에 제시하였다.
[적용 실시예 2]
분자쇄의 양 말단이 디메틸비닐실록시 그룹으로 차단된 점도가 3,500mPa.s인 선형 메틸페닐폴리실록산(규소 결합 비닐 그룹의 함량 = 0.20중량%, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 페닐 그룹의 % = 49몰%) 55중량부, 화학식
Figure pat00009
의 평균 단위를 갖는 분지된 오가노폴리실록산{25℃에서의 성상 = 고체, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 비닐 그룹의 % = 17몰%, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 페닐 그룹의 % = 50몰%, 표준 폴리스티렌으로 환산된 중량 평균 분자량 = 1,600} 45중량부, 화학식
Figure pat00010
을 갖는, 분자쇄의 양 말단이 디메틸하이드로겐실록시 그룹으로 차단된 메틸페닐폴리실록산 22중량부, 화학식
Figure pat00011
의 평균 단위를 갖는 점도가 950mPa.s인 분지된 오가노폴리실록산{모든 규소 결합 그룹 중의 규소 결합 수소 원자의 % = 22몰%, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 페닐 그룹의 % = 33몰%, 표준 폴리스티렌으로 환산된 중량 평균 분자량 = 1,100} 1중량부, 증점제로서 사용된 화학식 5의 평균 단위를 갖는 실록산 화합물 0.1중량부, 백금과 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산과의 착물{당해 조성물에서 착물로부터 백금 금속을 중량 기준으로 2.5ppm 제공하는 데 필요한 양}, 및 2-페닐-3-부틴-2-올 0.05중량부를 균질하게 혼합함으로써, 점도가 1,860mPa.s인 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 제조하였다.
Figure pat00012
당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물과 이의 경화 생성물의 특성을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 제시하였다. 또한, 당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 사용하여 포토커플러와 LED를 제조하였다. 제조된 반도체 장치에 대한 신뢰도 평가 결과는 표 1에 제시하였다.
[비교 실시예 1]
분자쇄의 양 말단이 디메틸비닐실록시 그룹으로 차단된 점도가 3,500mPa.s인 선형 메틸페닐폴리실록산(규소 결합 비닐 그룹의 함량 = 0.20중량%, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 페닐 그룹의 % = 49몰%) 55중량부, 화학식
Figure pat00013
의 평균 단위를 갖는 분지된 오가노폴리실록산{25℃에서의 성상 = 고체, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 비닐 그룹의 % = 17몰%, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 페닐 그룹의 % = 50몰%, 표준 폴리스티렌으로 환산된 중량 평균 분자량 = 1,600} 45중량부, 화학식
Figure pat00014
의 디메틸폴리실록산 24중량부, 백금과 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산과의 착물{당해 조성물에서 착물로부터 백금 금속을 중량 기준으로 2.5ppm 제공하는 데 필요한 양}, 및 2-페닐-3-부틴-2-올 0.05중량부를 균질하게 혼합함으로써, 점도가 2,460mPa.s인 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 제조하였다.
당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물과 이의 경화 생성물의 특성을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 제시하였다. 또한, 당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 사용하여 포토커플러와 LED를 제조하였다. 제조된 반도체 장치에 대한 신뢰도 평가 결과는 표 1에 제시하였다.
[비교 실시예 2]
분자쇄의 양 말단이 디메틸비닐실록시 그룹으로 차단된 점도가 3,500mPa.s인 선형 메틸페닐폴리실록산(규소 결합 비닐 그룹의 함량 = 0.20중량%, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 페닐 그룹의 % = 49몰%) 55중량부, 화학식
Figure pat00015
의 평균 단위를 갖는 분지된 오가노폴리실록산{25℃에서의 성상 = 고체, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 비닐 그룹의 % = 17몰%, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 페닐 그룹의 % = 50몰%, 표준 폴리스티렌으로 환산된 중량 평균 분자량 = 1,600} 45중량부, 화학식
Figure pat00016
의 평균 단위를 갖고 점도가 950mPa.s인 분지된 오가노폴리실록산{모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 수소 원자의 % = 22몰%, 모든 규소 결합 그룹 중의 규소 결합 페닐 그룹의 % = 33몰%, 표준 폴리스티렌으로 환산된 중량 평균 분자량 = 1,100} 12중량부, 백금과 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산과의 착물{당해 조성물에서 착물로부터 백금 금속을 중량 기준으로 2.5ppm 제공하는 데 필요한 양}, 및 2-페닐-3-부틴-2-올 0.05중량부를 균질하게 혼합함으로써, 점도가 3,500mPa.s인 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 제조하였다.
당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물과 이의 경화 생성물의 특성을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 제시하였다. 또한, 당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 사용하여 포토커플러와 LED를 제조하였다. 제조된 반도체 장치에 대한 신뢰도 평가 결과는 표 1에 제시하였다.
[비교 실시예 3]
분자쇄의 양 말단이 디메틸비닐실록시 그룹으로 차단된 점도가 3,500mPa.s인 선형 메틸페닐폴리실록산(규소 결합 비닐 그룹의 함량 = 0.20중량%, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 페닐 그룹의 % = 49몰%) 100중량부, 화학식
Figure pat00017
의 평균 단위를 갖는, 분자쇄의 양 말단이 디메틸하이드로겐실록시 그룹으로 차단된 메틸페닐폴리실록산 18중량부, 백금과 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산과의 착물{당해 조성물에서 착물로부터 백금 금속을 중량 기준으로 2.5ppm 제공하는 데 필요한 양}, 및 2-페닐-3-부틴-2-올 0.05중량부를 균질하게 혼합함으로써, 점도가 3,100mPa.s인 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 제조하였다.
당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물과 이의 경화 생성물의 특성을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 제시하였다. 또한, 당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 사용하여 포토커플러와 LED를 제조하였다. 제조된 반도체 장치에 대한 신뢰도 평가 결과는 표 1에 제시하였다.
[비교 실시예 4]
화학식
Figure pat00018
의 평균 단위를 갖는 분지된 오가노폴리실록산{25℃에서의 성상 = 고체, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 비닐 그룹의 % = 17몰%, 모든 규소 결합 유기 그룹 중의 규소 결합 페닐 그룹의 % = 50몰%, 표준 폴리스티렌으로 환산된 중량 평균 분자량 = 1,600} 100중량부, 화학식
Figure pat00019
을 갖는, 분자쇄의 양 말단이 디메틸하이드로겐실록시 그룹으로 차단된 메틸페닐폴리실록산 25중량부, 백금과 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산과의 착물{당해 조성물에서 착물로부터 백금 금속을 중량 기준으로 2.5ppm 제공하는 데 필요한 양}, 및 2-페닐-3-부틴-2-올 0.05중량부를 균질하게 혼합함으로써, 점도가 7,800mPa.s인 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 제조하였다.
당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물과 이의 경화 생성물의 특성을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 제시하였다. 또한, 당해 경화성 오가노폴리실록산 조성물을 사용하여 포토커플러와 LED를 제조하였다. 제조된 반도체 장치에 대한 신뢰도 평가 결과는 표 1에 제시하였다.
Figure pat00020
본 발명의 경화성 오가노폴리실록산 조성물은 하부충전제, 보호용 피복제, 폿팅제, 또는 전기 또는 전자 제품용 접착제로서 사용될 수 있으며, 투광율이 높기 때문에, 하부충전제, 보호용 피복제, 폿팅제 또는 광학용 반도체 소자에서의 접착제로서 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 반도체 장치는 다이오드, 발광 다이오드(LED), 트랜지스터, 사이리스터, 포토커플러, CCD, 일체식 IC, 혼성 IC, LSI 및 VLSI에서 사용하기에 적합하다.
1 : 반도체 소자
2 : 리드 프레임
3 : 본딩 와이어
4 : 반도체 소자
5 : 리드 프레임
6 : 본딩 와이어
7 : 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물
8: 실링 수지
9 : 반도체 소자
10 : 리드 프레임
11 : 리드 프레임
12 : 본딩 와이어
13 : 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물
14 : 투명한 실링 수지

Claims (10)

  1. 분자 1개당 2개 이상의 규소 결합 알케닐 그룹과 1개 이상의 규소 결합 아릴 그룹을 갖는 선형 오가노폴리실록산(A),
    분자 1개당 1개 이상의 규소 결합 알케닐 그룹과 1개 이상의 규소 결합 아릴 그룹을 갖고 화학식 RSiO3 /2의 실록산 단위(여기서, R은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이다)를 갖는 분지된 오가노폴리실록산(B){성분(B)는 성분(A)에 대해 1/99 내지 99/1의 중량비에 필요한 양으로 사용된다},
    분자쇄의 양 말단이 규소 결합 수소 원자에 의해 차단되고 분자 1개당 1개 이상의 규소 결합 아릴 그룹을 갖는 선형 오가노폴리실록산(C){성분(C)는 성분(A)와 성분(B)의 합계 100중량부에 대해 1 내지 200중량부를 제공하는 데 필요한 양으로 사용된다} 및
    하이드로실릴화반응 촉매(D){성분(D)는 조성물의 경화를 촉진시키는 데 필요한 양으로 사용된다}를 포함하는 경화성 오가노폴리실록산 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 성분(A)에서 모든 규소 결합 유기 그룹에 대한 규소 결합 아릴 그룹의 함량이 40몰% 이상임을 특징으로 하는, 경화성 오가노폴리실록산 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 성분(A)가 화학식 1의 오가노폴리실록산임을 특징으로 하는, 경화성 오가노폴리실록산 조성물.
    화학식 1
    Figure pat00021

    위의 화학식 1에서,
    R1은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이고, R1 중의 2개 이상이 알케닐 그룹이고, 1개 이상이 아릴 그룹이며,
    m은 5 내지 1,000의 정수이다.
  4. 제1항에 있어서, 성분(B)가 다음 화학식의 평균 단위를 갖는 오가노폴리실록산임을 특징으로 하는, 경화성 오가노폴리실록산 조성물.
    Figure pat00022

    위의 화학식에서,
    R2는 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이고, R2의 0.1 내지 40몰%가 알케닐 그룹으로 구성되고, R2의 10몰% 이상이 아릴 그룹으로 구성되며,
    X는 수소 원자 또는 알킬 그룹이고,
    a는 양의 수이고,
    b는 0 또는 양의 수이며,
    c는 0 또는 양의 수이고,
    d는 0 또는 양의 수이며,
    e는 0 또는 양의 수이고,
    b/a는 0 내지 10의 수이며,
    c/a는 0 내지 0.5의 수이고,
    d/(a+b+c+d)는 0 내지 0.3의 수이며,
    e/(a+b+c+d)는 0 내지 0.4의 수이다.
  5. 제1항에 있어서, 성분(C)가 화학식 2의 오가노폴리실록산임을 특징으로 하는, 경화성 오가노폴리실록산 조성물.
    화학식 2
    Figure pat00023

    위의 화학식 2에서,
    R3은 수소 원자이거나, 알케닐 그룹을 제외한, 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이고, 이때 1개 이상의 R3이 아릴 그룹이며,
    n은 1 이상의 정수이다.
  6. 제1항에 있어서, 경화되어, 파장이 589nm인 가시광선에 대한 25℃에서의 굴절율이 1.5 이상인 경화 생성물을 형성함을 특징으로 하는, 경화성 오가노폴리실록산 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 경화되어, 25℃에서의 투광율이 80% 이상인 경화 생성물을 형성함을 특징으로 하는, 경화성 오가노폴리실록산 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 경화되어, 니들 침투 점수가 5 이상인 경화 생성물을 형성함을 특징으로 하는, 경화성 오가노폴리실록산 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 따르는 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물로 피복된 반도체 소자들을 갖는 반도체 장치.
  10. 제9항에 있어서, 반도체 소자가 발광 소자임을 특징으로 하는 반도체 장치.
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