WO2012053301A1 - 光半導体装置用封止剤及びそれを用いた光半導体装置 - Google Patents

光半導体装置用封止剤及びそれを用いた光半導体装置 Download PDF

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満 谷川
貴志 渡邉
靖 乾
良隆 国広
亮介 山▲崎▼
小林 祐輔
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積水化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical semiconductor device sealing agent used for sealing an optical semiconductor element in an optical semiconductor device, and an optical semiconductor device using the optical semiconductor device sealing agent.
  • An optical semiconductor device such as a light emitting diode (LED) device has low power consumption and long life. Moreover, the optical semiconductor device can be used even in a harsh environment. Accordingly, optical semiconductor devices are used in a wide range of applications such as mobile phone backlights, liquid crystal television backlights, automobile lamps, lighting fixtures, and signboards.
  • LED light emitting diode
  • an optical semiconductor element for example, LED
  • the said optical semiconductor element is normally arrange
  • Patent Document 1 discloses an epoxy resin material containing hydrogenated bisphenol A glycidyl ether, an alicyclic epoxy monomer, and a latent catalyst as a sealant for an optical semiconductor device. This epoxy resin material is cured by thermal cationic polymerization.
  • adhesion between a package called a housing and an encapsulant is low, or adhesion reliability with respect to humidity is low.
  • the sealing agent cracks at the interface between the package and the sealing agent, or the sealing agent is a housing material. It may peel off from etc.
  • the present invention provides an encapsulant for optical semiconductor devices that can enhance the adhesion between the housing and the encapsulant and can improve the adhesion reliability against humidity when the optical semiconductor device is encapsulated in the housing.
  • An object of the present invention is to provide an optical semiconductor device using the encapsulant for an optical semiconductor device.
  • the limited object of the present invention is not only to increase the adhesion between the housing and the sealant and the adhesive reliability against humidity, but also to prevent cracking or peeling even when used in harsh environments. It is providing the sealing compound for optical semiconductor devices which can be manufactured, and the optical semiconductor device using this sealing compound for optical semiconductor devices.
  • a further limited object of the present invention is not only to increase the adhesion between the housing and the sealant and the adhesion reliability against humidity but also to seal an optical semiconductor device having a high gas barrier property against corrosive gas.
  • An optical semiconductor device using the stopper and the sealant for the optical semiconductor device is provided.
  • a first organopolysiloxane having no hydrogen atom bonded to a silicon atom and having an alkenyl group bonded to the silicon atom and an aryl group bonded to the silicon atom;
  • an encapsulant for an optical semiconductor device comprising a second organopolysiloxane having a bonded hydrogen atom and an aryl group bonded to a silicon atom, a hydrosilylation catalyst, and an organic compound having a titanium atom.
  • the organic compound having a titanium atom is preferably tetraisopropoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanium or titanium isopropoxyoctylene glycolate.
  • the sealant for optical semiconductor devices according to the present invention preferably further contains an alkoxysilane compound.
  • the alkoxysilane compound is preferably 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane or 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane.
  • the first organopolysiloxane is a first organopolysiloxane represented by the following formula (1A), and the second organopolysiloxane.
  • the polysiloxane is a second organopolysiloxane represented by the following formula (51A), and an aryl group content obtained from the following formula (X) in the first organopolysiloxane and the second organopolysiloxane
  • the ratio is 30 mol% or more and 70 mol% or less, respectively.
  • R51 to R56 each represents a hydrogen atom in which at least one represents a phenyl group and at least one is directly bonded to a silicon atom, and is directly bonded to the phenyl group and the silicon atom.
  • R51 to R56 other than a hydrogen atom represent a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
  • Aryl group content ratio (average number of aryl groups per molecule of the first organopolysiloxane or the second organopolysiloxane ⁇ the molecular weight of the aryl group / the first organopolysiloxane) Number average molecular weight of siloxane or second organopolysiloxane) ⁇ 100 Formula (X)
  • An optical semiconductor device is provided with a housing, an optical semiconductor element disposed in the housing, and the optical semiconductor element sealed in the housing, and is configured according to the present invention. And an optical semiconductor device sealant.
  • An encapsulant for optical semiconductor devices includes a first organopolysiloxane having no hydrogen atom bonded to a silicon atom and having an alkenyl group bonded to a silicon atom and an aryl group bonded to a silicon atom. And a second organopolysiloxane having a hydrogen atom bonded to a silicon atom and an aryl group bonded to a silicon atom, a hydrosilylation reaction catalyst, and an organic compound having a titanium atom.
  • FIG. 1 is a front sectional view showing an optical semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
  • the encapsulant for optical semiconductor devices includes a first organopolysiloxane, a second organopolysiloxane, a hydrosilylation catalyst, and an organic compound having a titanium atom.
  • the first organopolysiloxane does not have a hydrogen atom bonded to a silicon atom, and has an alkenyl group bonded to a silicon atom and an aryl group bonded to a silicon atom.
  • the second organopolysiloxane has a hydrogen atom bonded to a silicon atom and an aryl group bonded to the silicon atom.
  • the optical semiconductor element is usually disposed in a package called a housing, and is sealed with a sealant for an optical semiconductor device in the package.
  • a sealant for an optical semiconductor device in the package By adopting the above composition, the adhesion between the package called the housing and the sealant can be enhanced, and the adhesion reliability against humidity can be enhanced.
  • the optical semiconductor device using the optical semiconductor device sealing agent according to the present invention has high adhesion reliability between the package and the sealing agent even when exposed to high humidity conditions. Furthermore, by adopting the above composition, it is possible to make it difficult for the sealant to crack or peel even when used in a harsh environment.
  • a silver plated electrode may be formed on the back side of the light emitting element.
  • the silver-plated electrode is exposed to the atmosphere.
  • the silver plating may be discolored by a corrosive gas such as hydrogen sulfide gas or sulfurous acid gas present in the atmosphere.
  • the reflectance decreases, which causes a problem that the brightness of the light emitted from the light emitting element decreases.
  • the sealant has a high gas barrier property against the corrosive gas.
  • the first organopolysiloxane is preferably the first organopolysiloxane represented by the formula (1A).
  • the second organopolysiloxane is preferably the second organopolysiloxane represented by the formula (51A).
  • the content ratios of the aryl groups determined by the following formula (X) in the first organopolysiloxane and the second organopolysiloxane are each preferably 30 mol. % Or more, more preferably 35 mol% or more, preferably 70 mol% or less, more preferably 65 mol% or less.
  • the content ratio of the aryl group is not less than the above lower limit and not more than the above upper limit, the gas barrier property is further enhanced and the sealing agent is hardly peeled off.
  • Aryl group content ratio (average number of aryl groups per molecule of the first organopolysiloxane or the second organopolysiloxane ⁇ the molecular weight of the aryl group / the first organopolysiloxane) Number average molecular weight of siloxane or second organopolysiloxane) ⁇ 100 Formula (X)
  • the first organopolysiloxane contained in the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention does not have a hydrogen atom bonded to a silicon atom, and is bonded to a silicon atom and an alkenyl group bonded to the silicon atom. An aryl group.
  • As the first organopolysiloxane an organopolysiloxane having a hydrogen atom bonded to a silicon atom is excluded.
  • the first organopolysiloxane is different from the second organopolysiloxane because it does not have a hydrogen atom bonded to a silicon atom.
  • the alkenyl group and aryl group are each directly bonded to a silicon atom.
  • a carbon atom in the carbon-carbon double bond of the alkenyl group may be bonded to a silicon atom, and a carbon atom different from the carbon atom in the carbon-carbon double bond of the alkenyl group is bonded to the silicon atom. It may be.
  • As said aryl group an unsubstituted phenyl group and a substituted phenyl group are mentioned.
  • the first organopolysiloxane is preferably the first organopolysiloxane represented by the following formula (1A).
  • a first organopolysiloxane other than the first organopolysiloxane represented by the following formula (1A) may be used.
  • said 1st organopolysiloxane only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
  • the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) and the structural unit represented by (R6SiO 3/2 ) may each have an alkoxy group, and have a hydroxy group. You may have.
  • the above formula (1A) represents an average composition formula.
  • the hydrocarbon group in the above formula (1A) may be linear or branched.
  • R1 to R6 in the above formula (1A) may be the same or different.
  • the oxygen atom part in the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) and the oxygen atom part in the structural unit represented by (R6SiO 3/2 ) each form a siloxane bond.
  • An oxygen atom part, an oxygen atom part of an alkoxy group, or an oxygen atom part of a hydroxy group is shown.
  • the content of alkoxy groups is small, and the content of hydroxy groups is also small.
  • an organosilicon compound such as an alkoxysilane compound is hydrolyzed and polycondensed to obtain a first organopolysiloxane
  • most of the alkoxy groups and hydroxy groups are converted into a partial skeleton of siloxane bonds. It is to be done. That is, most of oxygen atoms of the alkoxy group and oxygen atoms of the hydroxy group are converted into oxygen atoms forming a siloxane bond.
  • each structural unit of the above formula (1A) has an alkoxy group or a hydroxy group, it indicates that a slight amount of unreacted alkoxy group or hydroxy group that has not been converted into a partial skeleton of a siloxane bond remains.
  • each structural unit of formula (51A) described later has an alkoxy group or a hydroxy group.
  • examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, a pentenyl group, and a hexenyl group.
  • the alkenyl group in the first organopolysiloxane and the alkenyl group in the formula (1A) are preferably vinyl groups or allyl groups, and more preferably vinyl groups. preferable.
  • the hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms in the above formula (1A) is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, Examples thereof include n-heptyl group, n-octyl group, isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, t-pentyl group, isohexyl group and cyclohexyl group.
  • the content ratio of the aryl group obtained from the following formula (X1) in the first organopolysiloxane represented by the above formula (1A) is preferably 30 mol% or more, and preferably 70 mol% or less.
  • the content ratio of the aryl group is 30 mol% or more, the gas barrier property is further enhanced.
  • the content ratio of the aryl group is 70 mol% or less, the sealant is hardly peeled off.
  • the content ratio of the aryl group is more preferably 35 mol% or more.
  • the aryl group content is more preferably 65 mol% or less.
  • the aryl group represents a phenyl group
  • the content ratio of the aryl group represents the content ratio of the phenyl group.
  • the first organopolysiloxane preferably contains a diphenylsiloxane structural unit in which two phenyl groups are bonded to one silicon atom.
  • the proportion of diphenylsiloxane structural units in which two phenyl groups are bonded to one silicon atom is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol%, in 100 mol% of all siloxane structural units of the first organopolysiloxane. In addition, it is further 25 mol% or more, particularly preferably 30 mol% or more.
  • the proportion of the diphenylsiloxane structural unit is larger and the proportion of the diphenylsiloxane structural unit is 30 mol% or more, the dispensing property of the encapsulant is improved, and the brightness of light extracted from a plurality of optical semiconductor devices is improved. Becomes higher.
  • the ratio of the diphenylsiloxane structural unit is most preferably 40 mol% or more, and preferably 60 mol% or less.
  • the diphenylsiloxane structural unit is preferably a structural unit represented by the following formula (1-b1).
  • the terminal oxygen atom generally forms a siloxane bond with an adjacent silicon atom, and shares an oxygen atom with the adjacent structural unit. Therefore, one oxygen atom at the terminal is defined as “O 1/2 ”.
  • each of the structural units represented by (R4R5SiO 2/2 ) preferably includes a structural unit represented by the above formula (1-b1).
  • the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) may include only the structural unit represented by the above formula (1-b1), and the structural unit represented by the above formula (1-b1) And a structural unit other than the structural unit represented by the formula (1-b1).
  • the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) (hereinafter also referred to as a bifunctional structural unit) is represented by the following formula (1-2). Or a structure in which one of the oxygen atoms bonded to the silicon atom in the bifunctional structural unit constitutes a hydroxy group or an alkoxy group.
  • the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) includes a portion surrounded by a broken line of the structural unit represented by the following formula (1-b), and is further represented by the following formula (1-2-b). A portion surrounded by a broken line of the structural unit may be included. That is, a structural unit having a group represented by R4 and R5 and having an alkoxy group or a hydroxy group remaining at the terminal is also included in the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ).
  • the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) is a broken line of the structural unit represented by the following formula (1-b) The part enclosed by is shown.
  • the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) having the remaining alkoxy group or hydroxy group has the following formula: A portion surrounded by a broken line in the structural unit represented by (1-2-b) is shown.
  • X represents OH or OR
  • OR represents a linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R4 and R5 in the above formulas (1-b), (1-2) and (1-2-b) are the same groups as R4 and R5 in the above formula (1A).
  • the structural unit represented by (R6SiO 3/2 ) (hereinafter also referred to as trifunctional structural unit) is represented by the following formula (1-3) or A structure represented by formula (1-4), that is, a structure in which two oxygen atoms bonded to a silicon atom in a trifunctional structural unit each constitute a hydroxy group or an alkoxy group, or silicon in a trifunctional structural unit
  • One of the oxygen atoms bonded to the atom may include a structure constituting a hydroxy group or an alkoxy group.
  • the structural unit represented by (R6SiO 3/2 ) includes a portion surrounded by a broken line of the structural unit represented by the following formula (1-c), and further includes the following formula (1-3-c) or the following formula A portion surrounded by a broken line of the structural unit represented by (1-4-c) may be included. That is, a structural unit having a group represented by R6 and having an alkoxy group or a hydroxy group remaining at the terminal is also included in the structural unit represented by (R6SiO 3/2 ).
  • R6 in the above formulas (1-c), (1-3), (1-3-c), (1-4) and (1-4-c) is the same as R6 in the above formula (1A). It is the basis of.
  • the linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group, an isopropoxy group, Examples include isobutoxy group, sec-butoxy group and t-butoxy group.
  • the lower limit of a / (a + b + c) is 0, and the upper limit is 0.50.
  • the preferable upper limit of a / (a + b + c) is 0.45, and a more preferable upper limit is 0.40.
  • the lower limit of b / (a + b + c) is 0.40, and the upper limit is 1.0.
  • the cured product of the sealant does not become too hard, and cracks are hardly generated in the sealant.
  • b (a + b + c) satisfies the above upper limit and the structural unit of (R4R5SiO 2/2 ) is present, the gas barrier property of the sealant is further enhanced.
  • the minimum with preferable b / (a + b + c) is 0.50.
  • the lower limit of c / (a + b + c) is 0, and the upper limit is 0.50.
  • the preferable upper limit of c / (a + b + c) is 0.45, the more preferable upper limit is 0.40, and the still more preferable upper limit is 0.35.
  • the structural unit of (R6SiO 3/2 ) does not exist in the above formula (1A).
  • C / (a + b + c) in the above formula (1A) is preferably 0. That is, the first organopolysiloxane represented by the above formula (1A) is preferably the first organopolysiloxane represented by the following formula (1Aa). As a result, cracks are less likely to occur in the sealant, and the sealant is more difficult to peel from the housing material or the like.
  • the preferable upper limit of a / (a + b) is 0.45, and the more preferable upper limit is 0.40.
  • the preferable minimum of b / (a + b) is 0.55, and a more preferable minimum is 0.60.
  • each peak corresponding to the structural unit and the bifunctional structural unit of the above formula (1-2) appears in the vicinity of ⁇ 10 to ⁇ 50 ppm and is represented by (R6SiO 3/2 ) c in the above formula (1A).
  • each peak corresponding to the trifunctional structural unit of the above formula (1-3) and the above formula (1-4) appears in the vicinity of ⁇ 50 to ⁇ 80 ppm.
  • the ratio of each structural unit in the above formula (1A) can be measured by measuring 29 Si-NMR and comparing the peak areas of the respective signals.
  • the second organopolysiloxane contained in the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention has a hydrogen atom bonded to a silicon atom and an aryl group bonded to the silicon atom.
  • Each of the hydrogen atom and the aryl group is directly bonded to the silicon atom.
  • Examples of the aryl group include an unsubstituted phenyl group and a substituted phenyl group.
  • the second organopolysiloxane is preferably a second organopolysiloxane represented by the following formula (51A).
  • a second organopolysiloxane other than the second organopolysiloxane represented by the following formula (51A) may be used.
  • the said 2nd organopolysiloxane only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
  • R51 to R56 each represents a hydrogen atom in which at least one represents a phenyl group and at least one is directly bonded to a silicon atom, and is directly bonded to the phenyl group and the silicon atom.
  • R51 to R56 other than a hydrogen atom represent a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
  • the structural unit represented by (R54R55SiO 2/2 ) and the structural unit represented by (R56SiO 3/2 ) may each have an alkoxy group, You may have.
  • the above formula (51A) represents an average composition formula.
  • the hydrocarbon group in the above formula (51A) may be linear or branched.
  • R51 to R56 in the above formula (51A) may be the same or different.
  • the oxygen atom part in the structural unit represented by (R54R55SiO 2/2 ) and the oxygen atom part in the structural unit represented by (R56SiO 3/2 ) each form a siloxane bond.
  • An oxygen atom part, an oxygen atom part of an alkoxy group, or an oxygen atom part of a hydroxy group is shown.
  • the hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms in the above formula (51A) is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, t-pentyl group, isohexyl group, cyclohexyl group, vinyl group and allyl group Is mentioned.
  • the content ratio of the aryl group determined from the following formula (X51) in the second organopolysiloxane represented by the above formula (51A) is preferably 30 mol% or more, and preferably 70 mol% or less.
  • the content ratio of the aryl group is 30 mol% or more, the gas barrier property is further enhanced.
  • the content ratio of the aryl group is 70 mol% or less, the sealant is hardly peeled off.
  • the content ratio of the aryl group is more preferably 35 mol% or more.
  • the aryl group content is more preferably 65 mol% or less.
  • aryl group (average number of aryl groups contained in one molecule of the second organopolysiloxane whose average composition formula is represented by the above formula (51A) ⁇ molecular weight of aryl group / average composition Number average molecular weight of the second organopolysiloxane represented by the above formula (51A) ⁇ 100 (Formula (X51)
  • the aryl group in the above formula (X51) represents a phenyl group, and the content ratio of the aryl group represents the content ratio of the phenyl group.
  • the second organopolysiloxane contains a structural unit represented by the following formula (51-a). Is preferred.
  • the terminal oxygen atom generally forms a siloxane bond with an adjacent silicon atom, and shares an oxygen atom with the adjacent structural unit. Therefore, one oxygen atom at the terminal is defined as “O 1/2 ”.
  • R52 and R53 each represent a hydrogen atom, a phenyl group or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R52 and R53 each preferably represent a phenyl group or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
  • the structural unit represented by (R51R52R53SiO 1/2 ) in the above formula (51A) is such that R51 is silicon. It preferably represents a hydrogen atom bonded to an atom, and R52 and R53 contain a structural unit representing a phenyl group or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
  • the structural unit represented by (R51R52R53SiO 1/2 ) preferably includes the structural unit represented by the above formula (51-a).
  • the structural unit represented by (R51R52R53SiO 1/2 ) may contain only the structural unit represented by the above formula (51-a), and the structural unit represented by the above formula (51-a) and the above And a structural unit other than the structural unit represented by the formula (51-a).
  • the formula (51-a) in 100 mol% of all siloxane structural units of the second organopolysiloxane is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, preferably 50 mol% or less, more preferably 45 mol% or less.
  • R51 represents a hydrogen atom bonded to a silicon atom
  • R52 and R53 represent a hydrogen atom, a phenyl group, or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
  • the ratio of (the structural unit represented by the above formula (51-a)) is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, preferably 50 mol% or less, more preferably 45 mol% or less. .
  • the second organopolysiloxane preferably contains a diphenylsiloxane structural unit in which two phenyl groups are bonded to one silicon atom.
  • the proportion of diphenylsiloxane structural units in which two phenyl groups are bonded to one silicon atom in 100 mol% of all siloxane structural units of the second organopolysiloxane is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol%. More preferably, it is 20 mol% or more.
  • the proportion of the diphenylsiloxane structural unit is larger and the proportion of the diphenylsiloxane structural unit is 20 mol% or more, the dispensing property of the encapsulant is improved, and the brightness of light extracted from a plurality of optical semiconductor devices is improved. Becomes higher.
  • the proportion of the diphenylsiloxane structural unit is preferably 60 mol% or less.
  • the diphenylsiloxane structural unit is preferably a structural unit represented by the following formula (51-b1).
  • the terminal oxygen atom generally forms a siloxane bond with an adjacent silicon atom, and shares an oxygen atom with the adjacent structural unit. Therefore, one oxygen atom at the terminal is defined as “O 1/2 ”.
  • each of the structural units represented by (R4R5SiO 2/2 ) preferably includes the structural unit represented by the above formula (51-b1).
  • the structural unit represented by (R4R5SiO 2/2 ) may include only the structural unit represented by the above formula (51-b1), and the structural unit represented by the above formula (51-b1) And a structural unit other than the structural unit represented by the formula (51-b1).
  • the structural unit represented by (R54R55SiO 2/2 ) (hereinafter also referred to as a bifunctional structural unit) is represented by the following formula (51-2). Or a structure in which one of the oxygen atoms bonded to the silicon atom in the bifunctional structural unit constitutes a hydroxy group or an alkoxy group. (R54R55SiXO 1/2 ) Formula (51-2)
  • the structural unit represented by (R54R55SiO 2/2 ) includes a portion surrounded by a broken line of the structural unit represented by the following formula (51-b), and is further represented by the following formula (51-2-b). A portion surrounded by a broken line of the structural unit may be included. That is, a structural unit having a group represented by R54 and R55 and having an alkoxy group or a hydroxy group remaining at the terminal is also included in the structural unit represented by (R54R55SiO 2/2 ).
  • X represents OH or OR
  • OR represents a linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R54 and R55 in the above formulas (51-b), (51-2) and (51-2-b) are the same groups as R54 and R55 in the above formula (51A).
  • the structural unit represented by (R56SiO 3/2 ) (hereinafter also referred to as trifunctional structural unit) is represented by the following formula (51-3) or A structure represented by formula (51-4), that is, a structure in which two oxygen atoms bonded to a silicon atom in a trifunctional structural unit each constitute a hydroxy group or an alkoxy group, or silicon in a trifunctional structural unit
  • One of the oxygen atoms bonded to the atom may include a structure constituting a hydroxy group or an alkoxy group.
  • the structural unit represented by (R56SiO 3/2 ) includes a portion surrounded by a broken line of the structural unit represented by the following formula (51-c), and further includes the following formula (51-3-c) or the following formula A portion surrounded by a broken line of the structural unit represented by (51-4-c) may be included. That is, a structural unit having a group represented by R56 and having an alkoxy group or a hydroxy group remaining at the terminal is also included in the structural unit represented by (R56SiO 3/2 ).
  • R56 in the above formulas (51-c), (51-3), (51-3-c), (51-4) and (51-4-c) is the same as R56 in the above formula (51A). It is the basis of.
  • the linear or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group, an isopropoxy group, Examples include isobutoxy group, sec-butoxy group and t-butoxy group.
  • the lower limit of p / (p + q + r) is 0.05, and the upper limit is 0.50.
  • the heat resistance of the sealant can be further increased, and peeling of the sealant can be further suppressed.
  • the preferable minimum of p / (p + q + r) is 0.10, and a more preferable upper limit is 0.45.
  • the lower limit of q / (p + q + r) is 0.05, and the upper limit is 0.50.
  • the cured product of the sealant does not become too hard, and cracks are hardly generated in the sealant.
  • q / (p + q + r) satisfies the above upper limit, the gas barrier property of the sealant is further enhanced.
  • the preferable minimum of q / (p + q + r) is 0.10, and a more preferable upper limit is 0.45.
  • the lower limit of r / (p + q + r) is 0.20, and the upper limit is 0.80.
  • r / (p + q + r) satisfies the above lower limit, the hardness of the encapsulant is increased, the adhesion of scratches and dust can be prevented, the heat resistance of the encapsulant is increased, and the cured product of the encapsulant in a high temperature environment It becomes difficult to reduce the thickness.
  • r / (p + q + r) satisfies the above upper limit, it is easy to maintain an appropriate viscosity as a sealant, and adhesion can be further enhanced.
  • each peak corresponding to the structural unit and the bifunctional structural unit of the above formula (51-2) appears in the vicinity of ⁇ 10 to ⁇ 50 ppm and is represented by (R56SiO 3/2 ) r in the above formula (51A).
  • each peak corresponding to the trifunctional structural unit of the above formula (51-3) and the above formula (51-4) appears in the vicinity of ⁇ 50 to ⁇ 80 ppm.
  • the ratio of each structural unit in the above formula (51A) can be measured by measuring 29 Si-NMR and comparing the peak areas of the respective signals.
  • the content of the second organopolysiloxane is preferably 10 parts by weight or more and 400 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the first organopolysiloxane.
  • a sealing agent that is more excellent in gas barrier properties can be obtained.
  • the more preferred lower limit of the content of the second organopolysiloxane is 30 parts by weight relative to 100 parts by weight of the first organopolysiloxane.
  • a preferred lower limit is 50 parts by weight, a more preferred upper limit is 300 parts by weight, and a still more preferred upper limit is 200 parts by weight.
  • the preferable lower limit of the alkoxy group content of the first and second organopolysiloxanes is 0.5 mol%, the more preferable lower limit is 1 mol%, the preferable upper limit is 10 mol%, and the more preferable upper limit is 5 mol%.
  • Adhesiveness of a sealing agent can be improved as content of an alkoxy group exists in the said preferable range.
  • the adhesion of the sealant can be increased.
  • the content of the alkoxy group satisfies the preferable upper limit the storage stability of the first and second organopolysiloxanes and the sealant is increased, and the heat resistance of the sealant is further increased.
  • the content of the alkoxy group means the amount of the alkoxy group contained in the average composition formula of the first and second organopolysiloxanes.
  • the first and second organopolysiloxanes preferably do not contain silanol groups.
  • the storage stability of the first and second organopolysiloxanes and the sealant is increased.
  • the silanol group can be reduced by heating under vacuum.
  • the content of silanol groups can be measured using infrared spectroscopy.
  • the preferred lower limit of the number average molecular weight (Mn) of the first and second organopolysiloxanes is 500, the more preferred lower limit is 800, the still more preferred lower limit is 1000, the preferred upper limit is 50,000, and the more preferred upper limit is 15,000.
  • Mn number average molecular weight
  • the volatile components are reduced at the time of thermosetting, and the thickness of the cured product of the sealant is hardly reduced under a high temperature environment.
  • viscosity adjustment is easy.
  • the number average molecular weight (Mn) is a value obtained by using polystyrene as a standard substance using gel permeation chromatography (GPC).
  • the number average molecular weight (Mn) is determined by two measuring devices manufactured by Waters (column: Shodex GPC LF-804 (length: 300 mm) manufactured by Showa Denko KK), measuring temperature: 40 ° C., flow rate: 1 mL / min, solvent: Tetrahydrofuran, standard substance: polystyrene) means a value measured.
  • the method for synthesizing the first and second organopolysiloxanes is not particularly limited, and examples thereof include a method in which an alkoxysilane compound is hydrolyzed and subjected to a condensation reaction, and a method in which a chlorosilane compound is hydrolyzed and condensed. Especially, the method of hydrolyzing and condensing an alkoxysilane compound from a viewpoint of reaction control is preferable.
  • Examples of the method of hydrolyzing and condensing the alkoxysilane compound include a method of reacting an alkoxysilane compound in the presence of water and an acidic catalyst or a basic catalyst. Further, the disiloxane compound may be hydrolyzed and used.
  • organosilicon compound for introducing an aryl group such as a phenyl group into the first and second organopolysiloxanes examples include triphenylmethoxysilane, triphenylethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and methyl (phenyl). ) Dimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane and the like.
  • organosilicon compound for introducing an alkenyl group into the first organopolysiloxane examples include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, methoxydimethylvinylsilane, vinyldimethylethoxysilane, and 1,3-divinyl. -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane and the like.
  • organosilicon compound for introducing hydrogen atoms directly bonded to silicon atoms into the second organopolysiloxane examples include trimethoxysilane, triethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, and 1,1,3. , 3-tetramethyldisiloxane and the like.
  • organosilicon compounds examples include silane, cyclohexyl (methyl) dimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, and octyltrimethoxysilane.
  • Examples of the acidic catalyst include inorganic acids, organic acids, acid anhydrides of inorganic acids and derivatives thereof, and acid anhydrides of organic acids and derivatives thereof.
  • Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, phosphoric acid, boric acid, and carbonic acid.
  • examples of the organic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, lactic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, fumaric acid, maleic acid and oleic acid. Is mentioned.
  • Examples of the basic catalyst include alkali metal hydroxides, alkali metal alkoxides, and alkali metal silanol compounds.
  • alkali metal hydroxide examples include sodium hydroxide, potassium hydroxide and cesium hydroxide.
  • alkali metal alkoxide include sodium-t-butoxide, potassium-t-butoxide, and cesium-t-butoxide.
  • alkali metal silanol compound examples include a sodium silanolate compound, a potassium silanolate compound, and a cesium silanolate compound. Of these, a potassium-based catalyst or a cesium-based catalyst is preferable.
  • the hydrosilylation reaction catalyst contained in the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention comprises an alkenyl group bonded to a silicon atom in the first organopolysiloxane, and the second organopolysiloxane. It is a catalyst for hydrosilylation reaction with a hydrogen atom bonded to a silicon atom.
  • hydrosilylation reaction catalyst various catalysts that cause the hydrosilylation reaction to proceed can be used.
  • the said catalyst for hydrosilylation reaction only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
  • hydrosilylation reaction catalyst examples include platinum-based catalysts, rhodium-based catalysts, and palladium-based catalysts. Since the transparency of the sealant can be increased, a platinum-based catalyst is preferable.
  • platinum-based catalyst examples include platinum powder, chloroplatinic acid, platinum-alkenylsiloxane complex, platinum-olefin complex, and platinum-carbonyl complex.
  • platinum-alkenylsiloxane complex or a platinum-olefin complex is preferred.
  • Examples of the alkenylsiloxane in the platinum-alkenylsiloxane complex include 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane and 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5. , 7-tetravinylcyclotetrasiloxane and the like.
  • Examples of the olefin in the platinum-olefin complex include allyl ether and 1,6-heptadiene.
  • alkenylsiloxane, organosiloxane oligomer, allyl ether or olefin is added to the platinum-alkenylsiloxane complex or platinum-olefin complex.
  • the alkenylsiloxane is preferably 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane.
  • the organosiloxane oligomer is preferably a dimethylsiloxane oligomer.
  • the olefin is preferably 1,6-heptadiene.
  • the hydrosilylation reaction catalyst preferably contains a platinum alkenyl complex.
  • the platinum catalyst is preferably a mixture of a platinum alkenyl complex and a phosphorus compound. That is, the platinum catalyst preferably contains a platinum alkenyl complex and a phosphorus compound.
  • the platinum alkenyl complex only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
  • the gas barrier property of the sealant can be further enhanced by using the specific first and second organopolysiloxanes in combination with a platinum-based catalyst that is a mixture of a platinum alkenyl complex and a phosphorus compound. Furthermore, cracks are less likely to occur in the cured sealant, and the cured sealant is difficult to peel from the housing material or the like.
  • the conventional encapsulant for optical semiconductor devices has a problem that the encapsulant is discolored in a reflow process when mounted on a printed circuit board or the like, resulting in a decrease in luminous intensity.
  • the above composition in the present invention that is, by using the specific first and second organopolysiloxanes together with a platinum catalyst which is a mixture of a platinum alkenyl complex and a phosphorus compound, Even when exposed to harsh conditions, the sealant is difficult to discolor.
  • the transparency of the sealant can be increased by using a platinum-based catalyst that is a mixture of a platinum alkenyl complex and a phosphorus compound.
  • the phosphorus compound examples include triphenylphosphine, tricyclohexylphosphine, and triethylphosphine. From the viewpoint of obtaining a sealant that is more difficult to discolor even when exposed to harsh conditions, the phosphorus compound is preferably triphenylphosphine.
  • the content of the catalyst for hydrosilylation reaction is preferably 0.01 ppm or more and 1000 ppm or less in terms of the weight unit of a metal atom (or platinum element when the metal atom is a platinum element).
  • the content of the catalyst for hydrosilylation reaction is 0.01 ppm or more, it is easy to sufficiently cure the sealant, and the gas barrier property of the sealant can be further enhanced.
  • the content of the catalyst for hydrosilylation reaction is 1000 ppm or less, the problem of coloring the cured product hardly occurs.
  • the content of the hydrosilylation catalyst in the sealant is more preferably 1 ppm or more, and more preferably 500 ppm or less, in terms of the weight unit of metal atoms.
  • the platinum-based catalyst When a platinum-based catalyst that is a mixture of a platinum alkenyl complex and a phosphorus compound is used, the platinum-based catalyst is 0.1: 99.9 to 99.9: 0.1 is preferable, and 1:99 to 20:80 is more preferable.
  • the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention is an organic compound having a titanium atom together with specific first and second organopolysiloxanes and a catalyst for hydrosilylation reaction (hereinafter sometimes abbreviated as “organic compound A”). Therefore, it is possible to improve the adhesion reliability of the housing and the sealant against humidity, and to prevent cracks or peeling even when used in a harsh environment.
  • organic compound A As for the organic compound A, only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
  • the organic compound having a titanium atom is liquid at 25 ° C. Is preferred.
  • organic compound A examples include compounds represented by the following formula (A). Ti (R1) n (OR2) 4-n Formula (A)
  • R1 represents a phenyl group, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms having an epoxy group
  • R2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • N represents an integer of 0-4.
  • n is 2 to 4
  • a plurality of R1 may be the same or different.
  • n is 0 to 2
  • a plurality of R2 may be the same or different.
  • R1 in the above formula (A) is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms
  • specific examples of R1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, an n-hexyl group, and a cyclohexyl group. , N-octyl group, n-decyl group and the like.
  • the upper limit with preferable carbon number of this alkyl group is 10, and the more preferable upper limit is 6.
  • the “alkyl group” includes a cycloalkyl group.
  • R1 in the above formula (A) is an epoxy group-containing hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms
  • specific examples of R1 include 1,2-epoxyethyl group, 1,2-epoxypropyl group, 2 , 3-epoxypropyl group, 3,4-epoxybutyl group, 3-glycidyloxypropyl group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, and the like.
  • the upper limit with preferable carbon number of this hydrocarbon group is 8, and the more preferable upper limit is 6.
  • the hydrocarbon group in “the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms having an epoxy group” is a group containing an oxygen atom derived from an epoxy group in addition to a carbon atom and a hydrogen atom.
  • the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms having an epoxy group is, in other words, a functional group having an epoxy group and containing an oxygen atom, 1 to 30 carbon atoms and a hydrogen atom.
  • R2 in the above formula (A) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, and an isobutyl group.
  • the organic compound having a titanium atom Is preferably tetraisopropoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanium or titanium isopropoxyoctylene glycolate.
  • the content of the organic compound A is preferably 0.01 parts by weight or more and 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total of the first organopolysiloxane and the second organopolysiloxane.
  • the more preferable lower limit of the content of the organic compound A is 0.1 parts by weight and the more preferable upper limit is 3 parts by weight with respect to the total of 100 parts by weight of the first organopolysiloxane and the second organopolysiloxane. is there.
  • the content of the organic compound A is not less than the above lower limit, the adhesion reliability of the housing and the sealing agent against humidity can be further improved, and even if used in a harsh environment, the sealing agent is cracked or Peeling can be made even more difficult to occur.
  • the content of the organic compound A is not more than the above upper limit, the storage stability of the sealant is further improved.
  • the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention preferably contains an alkoxysilane compound.
  • an alkoxysilane compound In addition to the specific first and second organopolysiloxane, the hydrosilylation reaction catalyst, and the organic compound having a titanium atom, by further using an alkoxysilane compound, adhesion reliability with respect to humidity between the housing and the sealant Can be further increased, and even when used in a harsh environment, cracking or peeling can be further prevented from occurring in the sealant.
  • the combined use of the organic compound A and the alkoxysilane compound significantly increases the adhesion reliability with respect to the humidity between the housing and the sealant.
  • the said alkoxysilane compound only 1 type may be used and 2 or more types may be used together.
  • alkoxysilane compound examples include alkoxysilane compounds represented by the following formula (B). Si (R3) n (OR4) 4-n Formula (B)
  • R3 represents a vinyl group, a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms having a (meth) acryloyl group, a phenyl group, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms having an epoxy group.
  • 30 represents a hydrocarbon group
  • R4 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • n represents an integer of 0 to 3.
  • n is 2 to 3
  • the plurality of R3 may be the same or different.
  • n is 0 to 2
  • a plurality of R4s may be the same or different.
  • the “(meth) acryloyl group” refers to an acryloyl group and a methacryloyl group.
  • R3 in the above formula (B) is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms
  • specific examples of R3 include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, isobutyl, n-hexyl, and cyclohexyl groups. , N-octyl group, n-decyl group and the like.
  • the upper limit with preferable carbon number of this alkyl group is 10, and the more preferable upper limit is 6.
  • R3 in the above formula (B) is a C1-C30 hydrocarbon group having an epoxy group
  • specific examples of R3 include 1,2-epoxyethyl group, 1,2-epoxypropyl group, , 3-epoxypropyl group, 3,4-epoxybutyl group, 3-glycidyloxypropyl group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, and the like.
  • the upper limit with preferable carbon number of this hydrocarbon group is 8, and the more preferable upper limit is 6.
  • R4 in the above formula (B) include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group and isobutyl group.
  • the alkoxysilane compound is: It preferably has an epoxy group, more preferably has a 3-glycidyloxyalkyl group or a 3,4-epoxycycloalkyl group, and further preferably has a 3-glycidyloxypropyl group or a 3,4-epoxycyclohexyl group. .
  • the alkoxysilane compound includes 3-glycidyl. Oxypropyltrimethoxysilane or 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane is preferred.
  • the content of the alkoxysilane compound is preferably 0.01 parts by weight or more and 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total of the first organopolysiloxane and the second organopolysiloxane.
  • the more preferable lower limit of the content of the alkoxysilane compound is 0.1 parts by weight and the more preferable upper limit is 3 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the first organopolysiloxane and the second organopolysiloxane. It is.
  • the content of the alkoxysilane compound is not less than the above lower limit, the adhesion reliability with respect to the humidity between the housing and the sealant is further increased, and the sealant is cracked or peeled even when used in a harsh environment. Is more difficult to occur.
  • the content of the alkoxysilane compound is not more than the above upper limit, the storage stability of the sealant is further improved.
  • the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention preferably further contains silicon oxide particles.
  • silicon oxide particles By using the silicon oxide particles, the viscosity of the encapsulant before curing can be adjusted to an appropriate range without impairing the heat resistance and light resistance of the cured encapsulant. Therefore, the handleability of the sealing agent can be improved.
  • the preferable lower limit of the primary particle diameter of the silicon oxide particles is 5 nm, the more preferable lower limit is 8 nm, the preferable upper limit is 200 nm, and the more preferable upper limit is 150 nm.
  • the primary particle diameter of the silicon oxide particles satisfies the preferable lower limit, the dispersibility of the silicon oxide particles is further increased, and the transparency of the cured product of the sealant is further increased.
  • the primary particle diameter of the silicon oxide particles satisfies the above preferable upper limit, a viscosity increasing effect at 25 ° C. can be sufficiently obtained, and a decrease in viscosity due to a temperature increase can be suppressed.
  • the primary particle diameter of the silicon oxide particles is measured as follows.
  • the cured product of the encapsulant for optical semiconductor devices is observed using a transmission electron microscope (trade name “JEM-2100”, manufactured by JEOL Ltd.).
  • the size of the primary particles of 100 silicon oxide particles in the field of view is measured, and the average value of the measured values is taken as the primary particle diameter.
  • the said primary particle diameter means the average value of the diameter of a silicon oxide particle, when the said silicon oxide particle is spherical, and means the average value of the major axis of a silicon oxide particle when it is non-spherical.
  • the minimum with a preferable BET specific surface area of the said silicon oxide particle is 30 m ⁇ 2 > / g, and a preferable upper limit is 400 m ⁇ 2 > / g.
  • the BET specific surface area of the silicon oxide particles is 30 m 2 / g or more, the viscosity of the sealant at 25 ° C. can be controlled within a suitable range, and a decrease in viscosity due to a temperature rise can be suppressed.
  • the BET specific surface area of the silicon oxide particles is 400 m 2 / g or less, the aggregation of the silicon oxide particles hardly occurs, the dispersibility can be increased, and the transparency of the cured product of the sealant can be further increased. Can be high.
  • the silicon oxide particles are not particularly limited, and examples thereof include silica produced by a dry method such as fumed silica and fused silica, and silica produced by a wet method such as colloidal silica, sol-gel silica and precipitated silica. It is done. Among these, fumed silica is suitably used as the silicon oxide particles from the viewpoint of obtaining a sealant with less volatile components and higher transparency.
  • Examples of the fumed silica include Aerosil 50 (specific surface area: 50 m 2 / g), Aerosil 90 (specific surface area: 90 m 2 / g), Aerosil 130 (specific surface area: 130 m 2 / g), Aerosil 200 (specific surface area). : 200 m 2 / g), Aerosil 300 (specific surface area: 300 m 2 / g), Aerosil 380 (specific surface area: 380 m 2 / g) (all manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and the like.
  • the silicon oxide particles are preferably surface-treated with an organosilicon compound. By this surface treatment, the dispersibility of the silicon oxide particles becomes very high, and it is possible to further suppress the decrease in the viscosity due to the temperature increase of the sealant before curing.
  • the organosilicon compound is not particularly limited, and examples thereof include a silane compound having an alkyl group, a silicon compound having a siloxane skeleton such as dimethylsiloxane, a silicon compound having an amino group, and a silicon compound having a (meth) acryloyl group. Examples thereof include silicon compounds having an epoxy group.
  • the “(meth) acryloyl group” means an acryloyl group and a methacryloyl group.
  • the organosilicon compound used for the surface treatment includes an organosilicon compound having a dimethylsilyl group, an organosilicon compound having a trimethylsilyl group, and an organosilicon having a polydimethylsiloxane group. It is preferably at least one selected from the group consisting of compounds. From the viewpoint of further enhancing dispersibility of the silicon oxide particles, the organosilicon compound used for the surface treatment is at least one of an organosilicon compound having a trimethylsilyl group and an organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group. It is preferable that
  • the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention contains the first and second organopolysiloxanes having an aryl group by including the silicon oxide particles surface-treated with the organosilicon compound.
  • the viscosity of the sealant at a high temperature can be maintained at a sufficiently high level. Thereby, the viscosity when the sealing agent is heated to a high temperature can be adjusted to an appropriate range, and the dispersed state of the phosphor in the sealing agent can be kept uniform.
  • an organosilicon compound having a dimethylsilyl group or an organosilicon compound having a trimethylsilyl group for example, dichlorodimethylsilane, dimethyldimethoxysilane, hexamethyldisilazane, trimethylsilyl
  • dichlorodimethylsilane, dimethyldimethoxysilane, hexamethyldisilazane, trimethylsilyl A method of surface-treating silicon oxide particles using chloride, trimethylmethoxysilane or the like can be mentioned.
  • RX200 specific surface area: 140 m 2 / g
  • R8200 specific surface area: 140 m 2 / g
  • RY200 (specific surface area: 120 m 2 / g) (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and the like can be mentioned as a commercial product of silicon oxide particles surface-treated with the organosilicon compound having a polydimethylsiloxane group.
  • the method for surface-treating the silicon oxide particles with the organosilicon compound is not particularly limited.
  • this method for example, a dry method in which silicon oxide particles are added to a mixer and an organosilicon compound is added while stirring, a slurry method in which an organosilicon compound is added to a slurry of silicon oxide particles, and silicon oxide particles And a direct treatment method such as a spray method in which an organosilicon compound is sprayed after drying.
  • the mixer used in the dry method include a Henschel mixer and a V-type mixer.
  • the organosilicon compound is added directly or as an alcohol aqueous solution, an organic solvent solution or an aqueous solution.
  • silicon oxide particles that have been surface-treated with the organosilicon compound when preparing a sealant for an optical semiconductor device, silicon oxide particles and a matrix resin such as the first and second organopolysiloxanes; An integral blend method in which an organosilicon compound is added directly at the time of mixing may be used.
  • the content of the silicon oxide particles is preferably 0.5 parts by weight or more and 40 parts by weight or less with respect to a total of 100 parts by weight of the first organopolysiloxane and the second organopolysiloxane. .
  • the more preferable lower limit of the content of the silicon oxide particles is 1 part by weight and the more preferable upper limit is 35 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of the first organopolysiloxane and the second organopolysiloxane. .
  • the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention may further contain a phosphor.
  • the above phosphor acts to absorb light emitted from a light emitting element that is sealed using a sealant for an optical semiconductor device and generate fluorescence to finally obtain light of a desired color. To do.
  • the phosphor is excited by light emitted from the light emitting element to emit fluorescence, and light of a desired color can be obtained by a combination of light emitted from the light emitting element and fluorescence emitted from the phosphor.
  • the blue phosphor is not particularly limited.
  • (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 Eu and the like.
  • red phosphor for example, (Sr, Ca) S: Eu, (Ca, Sr) 2 Si 5 N 8: Eu, CaSiN 2: Eu, CaAlSiN 3: Eu, Y 2 O 2 S : Eu, La 2 O 2 S: Eu, LiW 2 O 8 : (Eu, Sm), (Sr, Ca, Bs, Mg) 10 (PO 4 ) 8 Cl 2 : (Eu, Mn), Ba 3 MgSi 2 And O 8 : (Eu, Mn).
  • the green phosphor is not particularly limited, and for example, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, SrGa 2 S 4 : Eu, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce, SrSiON: Eu, ZnS: (Cu, Al), BaMgAl 10 O 17 (Eu, Mn), SrAl 2 O 4 : Eu, and the like.
  • Y 3 Al 5 O 12 Ce
  • (Y, Gd) 3 Al 5 O 12 Ce
  • Tb 3 Al 5 O 12 Ce
  • CaGa 2 S 4 Eu
  • Sr 2 SiO 4 Eu
  • examples of the phosphor include perylene compounds that are organic phosphors.
  • the preferable lower limit of the volume average particle diameter of the phosphor is 1 ⁇ m, the more preferable lower limit is 2 ⁇ m, the preferable upper limit is 30 ⁇ m, and the more preferable upper limit is 25 ⁇ m.
  • the content of the phosphor can be adjusted as appropriate so as to obtain light of a desired color, and is not particularly limited.
  • the content of the phosphor is preferably 0.1 parts by weight or more and 40 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention.
  • content of the said fluorescent substance is 100 weight part of all components except the fluorescent substance of sealing compound for optical semiconductor devices, It is preferable that it is 0.1 to 40 weight part.
  • the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention includes a dispersant, an antioxidant, an antifoaming agent, a colorant, a modifier, a leveling agent, a light diffusing agent, a thermally conductive filler, a flame retardant, etc.
  • the additive may be further contained.
  • the first organopolysiloxane, the second organopolysiloxane, the hydrosilylation reaction catalyst, and the organic compound A are prepared separately in a liquid containing one or more of them.
  • a sealing agent for optical semiconductor devices according to the present invention may be prepared by mixing a plurality of liquids immediately before use.
  • the liquid A containing the first organopolysiloxane, the hydrosilylation reaction catalyst and the organic compound A, and the liquid B containing the second organopolysiloxane are prepared separately, and immediately before use.
  • the A liquid and the B liquid may be mixed to prepare the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention.
  • the first organopolysiloxane, the hydrosilylation reaction catalyst, and the organic compound A and the second organopolysiloxane are separately made into two liquids of the first liquid and the second liquid.
  • the storage stability can be improved.
  • the alkoxysilane compound may be added to the first liquid or the second liquid.
  • the curing temperature of the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention is not particularly limited.
  • the preferable lower limit of the curing temperature of the encapsulant for optical semiconductor devices is 80 ° C., the more preferable lower limit is 100 ° C., the preferable upper limit is 180 ° C., and the more preferable upper limit is 150 ° C.
  • the curing temperature satisfies the above preferable lower limit curing of the sealant proceeds sufficiently.
  • the package is unlikely to be thermally deteriorated.
  • the curing method is not particularly limited, but it is preferable to use a step cure method.
  • the step cure method is a method in which the resin is temporarily cured at a low temperature and then cured at a high temperature. By using the step cure method, curing shrinkage of the sealant can be suppressed.
  • the method for producing the encapsulant for optical semiconductor devices according to the present invention is not particularly limited, for example, using a mixer such as a homodisper, a homomixer, a universal mixer, a planetarium mixer, a kneader, a three roll or a bead mill, A method of mixing the first organopolysiloxane, the second organopolysiloxane, the hydrosilylation reaction catalyst, the organic compound A, and other components blended as necessary at room temperature or under heating, etc. Is mentioned.
  • a mixer such as a homodisper, a homomixer, a universal mixer, a planetarium mixer, a kneader, a three roll or a bead mill
  • the light-emitting element is not particularly limited as long as it is a light-emitting element using a semiconductor.
  • the light-emitting element is a light-emitting diode
  • a structure in which an LED-type semiconductor material is stacked on a substrate is exemplified.
  • the semiconductor material include GaAs, GaP, GaAlAs, GaAsP, AlGaInP, GaN, InN, AlN, InGaAlN, and SiC.
  • Examples of the material of the substrate include sapphire, spinel, SiC, Si, ZnO, and GaN single crystal. Further, a buffer layer may be formed between the substrate and the semiconductor material as necessary. Examples of the material of the buffer layer include GaN and AlN.
  • optical semiconductor device examples include a light emitting diode device, a semiconductor laser device, and a photocoupler.
  • Such optical semiconductor devices include, for example, backlights such as liquid crystal displays, illumination, various sensors, light sources such as printers and copiers, vehicle measuring instrument light sources, signal lights, indicator lights, display devices, and light sources for planar light emitters. , Displays, decorations, various lights, switching elements and the like.
  • the light emitting element formed of the optical semiconductor is sealed with the cured product of the sealant for optical semiconductor devices according to the present invention.
  • a cured product of an encapsulant for optical semiconductor devices is arranged so as to seal a light emitting element formed of an optical semiconductor such as an LED.
  • cured material of sealing agent can be improved.
  • the cured product of the encapsulant for optical semiconductor devices that seals the light-emitting element is hardly cracked, hardly peeled off from the package, and has improved light transmittance, heat resistance, weather resistance, and gas barrier properties. Can do.
  • FIG. 1 is a front sectional view showing an optical semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
  • the optical semiconductor device 1 of this embodiment has a housing 2.
  • An optical semiconductor element 3 that is an LED is disposed and mounted in the housing 2.
  • the optical semiconductor element 3 is surrounded by an inner surface 2 a having light reflectivity of the housing 2.
  • the optical semiconductor element 3 is used as a light emitting element formed of an optical semiconductor.
  • the inner surface 2a is formed such that the diameter of the inner surface 2a increases toward the opening end. Therefore, of the light emitted from the optical semiconductor element 3, the light that has reached the inner surface 2 a is reflected by the inner surface 2 a and travels forward of the optical semiconductor element 3. In a region surrounded by the inner surface 2 a so as to seal the optical semiconductor element 3, an optical semiconductor device sealing agent 4 is filled. That is, the optical semiconductor element 3 is sealed with the optical semiconductor device sealing agent 4 in the housing 2.
  • the sealing compound 4 for optical semiconductor devices since the sealing compound 4 for optical semiconductor devices has the above-mentioned composition, the adhesiveness of the interface P of the housing 2 and the sealing agent 4 for optical semiconductor devices can be improved, and it is a severe environment. Even if it is used, cracking or peeling can be prevented from occurring in the sealant.
  • the housing 2 may contain titanium oxide. Since the optical semiconductor device sealing agent 4 contains an organic compound having a titanium atom, the adhesion of the optical semiconductor device sealing agent 4 to the housing containing titanium oxide and the adhesion reliability to humidity can be effectively increased. .
  • FIG. 1 is merely an example of the optical semiconductor device according to the present invention, and can be appropriately modified to the mounting structure of the optical semiconductor device.
  • the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (A) was 1700.
  • the polymer (A) had the following average composition formula (A1). (Me 3 SiO 1/2 ) 0.19 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.24 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.26 (ViSiO 3/2 ) 0.31 ...
  • Me represents a methyl group
  • Ph represents a phenyl group
  • Vi represents a vinyl group.
  • the content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (A) was 37 mol%.
  • the molecular weight of each polymer obtained in Synthesis Example 1 and Synthesis Examples 2 to 8 was measured by GPC measurement by adding 1 mL of tetrahydrofuran to 10 mg, stirring until dissolved.
  • GPC measurement a measuring device manufactured by Waters (column: Shodex GPC LF-804 (length: 300 mm) x 2 manufactured by Showa Denko KK), measuring temperature: 40 ° C., flow rate: 1 mL / min, solvent: tetrahydrofuran, standard substance: Polystyrene) was used.
  • the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (B) was 5300.
  • the polymer (B) had the following average composition formula (B1). (Me 2 SiO 2/2 ) 0.25 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.45 (ViMeSiO 2/2 ) 0.30 ... Formula (B1)
  • Me represents a methyl group
  • Ph represents a phenyl group
  • Vi represents a vinyl group.
  • the content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (B) was 52 mol%.
  • the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (C) was 5000.
  • the polymer (C) had the following average composition formula (C1). (Me 3 SiO 1/2 ) 0.01 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.24 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.45 (ViMeSiO 2/2 ) 0.30 ... Formula (C1)
  • Me represents a methyl group
  • Ph represents a phenyl group
  • Vi represents a vinyl group.
  • the content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (C) was 52 mol%.
  • Synthesis Example 4 Synthesis of Second Organopolysiloxane A 1000 mL separable flask equipped with a thermometer, a dropping device and a stirrer was charged with 31 g of trimethylmethoxysilane, 50 g of 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane and dimethyl. Dimethoxysilane 108 g and phenyltrimethoxysilane 208 g were added and stirred at 50 ° C. Into this, a solution of 1.4 g of hydrochloric acid and 101 g of water was slowly added dropwise. After the addition, the solution was stirred at 50 ° C. for 6 hours and reacted to obtain a reaction solution.
  • the polymer was obtained by removing the volatile component under reduced pressure.
  • 150 g of hexane and 150 g of ethyl acetate were added, washed 10 times with 300 g of ion-exchanged water, reduced in pressure to remove volatile components, and polymer (D) was obtained.
  • the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (D) was 1000.
  • the polymer (D) had the following average composition formula (D1). (Me 3 SiO 1/2 ) 0.09 (HMe 2 SiO 1/2 ) 0.23 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.27 (PhSiO 3/2 ) 0.41 ...
  • Formula (D1) (Me 3 SiO 1/2 ) 0.09 (HMe 2 SiO 1/2 ) 0.23 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.27 (PhSiO 3/2 ) 0.41 ...
  • Me represents a methyl group
  • Ph represents a phenyl group.
  • the content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (D) was 33 mol%.
  • the solution was stirred at 50 ° C. for 6 hours and reacted to obtain a reaction solution.
  • the polymer was obtained by removing the volatile component under reduced pressure.
  • 150 g of hexane and 150 g of ethyl acetate were added, washed 10 times with 300 g of ion-exchanged water, reduced in pressure to remove volatile components, and polymer (E) was obtained.
  • the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (E) was 1000.
  • the polymer (E) had the following average composition formula (E1). (Me 3 SiO 1/2 ) 0.05 (HMe 2 SiO 1/2 ) 0.23 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.09 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.26 (PhSiO 3/2 ) 0.27 (ViSiO 3/2 ) 0.10 Formula (E1)
  • Me represents a methyl group
  • Ph represents a phenyl group
  • Vi represents a vinyl group.
  • the content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (E) was 51 mol%.
  • Synthesis Example 6 Synthesis of Second Organopolysiloxane
  • 31 g of trimethylmethoxysilane 40 g of 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, diphenyl 110 g of dimethoxysilane, 268 g of phenyltrimethoxysilane, and 45 g of vinyltrimethoxysilane were added and stirred at 50 ° C.
  • a solution of 1.4 g of hydrochloric acid and 116 g of water was slowly added dropwise, and after the addition, the mixture was stirred at 50 ° C.
  • the polymer was obtained by removing the volatile component under reduced pressure.
  • 150 g of hexane and 150 g of ethyl acetate were added, washed 10 times with 300 g of ion-exchanged water, reduced in pressure to remove volatile components, and polymer (F) was obtained.
  • the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (F) was 1100.
  • the polymer (F) had the following average composition formula (F1). (Me 3 SiO 1/2 ) 0.09 (HMe 2 SiO 1/2 ) 0.19 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.16 (PhSiO 3/2 ) 0.46 (ViSiO 3/2 ) 0. 10 : Formula (F1)
  • Me represents a methyl group
  • Ph represents a phenyl group
  • Vi represents a vinyl group.
  • the content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (F) was 51 mol%.
  • Synthesis Example 7 Synthesis of First Organopolysiloxane
  • 133 g was added and stirred at 50 ° C.
  • a solution obtained by dissolving 0.8 g of potassium hydroxide in 108 g of water was slowly dropped therein, and after the dropwise addition, the mixture was stirred at 50 ° C. for 6 hours and reacted to obtain a reaction solution.
  • 0.9 g of acetic acid was added to the reaction solution, the pressure was reduced to remove volatile components, and potassium acetate was removed by filtration to obtain a polymer (G).
  • the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (G) was 1800.
  • the polymer (G) had the following average composition formula (G1). (Me 3 SiO 1/2 ) 0.29 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.27 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.13 (ViSiO 3/2 ) 0.31 ...
  • Me represents a methyl group
  • Ph represents a phenyl group
  • Vi represents a vinyl group.
  • the content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (G) was 21 mol%.
  • Synthesis Example 8 Synthesis of Second Organopolysiloxane In a 1000 mL separable flask equipped with a thermometer, a dropping device and a stirrer, 31 g of trimethylmethoxysilane, 50 g of 1,1,3,3-hexamethyldisiloxane, dimethyl 140 g of dimethoxysilane, 59 g of diphenyldimethoxysilane, 48 g of phenyltrimethoxysilane, and 45 g of vinyltrimethoxysilane were added and stirred at 50 ° C.
  • the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer (H) was 600.
  • the polymer (H) had the following average composition formula (H1). (Me 3 SiO 1/2 ) 0.09 (HMe 2 SiO 1/2 ) 0.24 (Me 2 SiO 2/2 ) 0.38 (Ph 2 SiO 2/2 ) 0.08 (PhSiO 3/2 ) 0.10 (ViSiO 3/2 ) 0.10 Formula (H1)
  • Me represents a methyl group
  • Ph represents a phenyl group
  • Vi represents a vinyl group.
  • the content ratio of the phenyl group of the obtained polymer (H) was 23 mol%.
  • Example 1 Polymer A (10 g), Polymer D (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the sealant to be 10 ppm) ) And tetraisopropoxy titanium (0.05 g) were mixed and defoamed to obtain an encapsulant for optical semiconductor devices.
  • Example 2 Polymer A (10 g), Polymer D (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the sealant to be 10 ppm) ), Tetraisopropoxytitanium (0.05 g) and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (0.1 g) were mixed and defoamed to obtain an encapsulant for optical semiconductor devices.
  • Example 3 Polymer A (10 g), Polymer D (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the sealant to be 10 ppm) ), Titanium isopropoxy octylene glycolate (Nippon Soda Co., Ltd., TOG, 0.05 g) and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (0.1 g) are mixed, defoamed, and sealed for optical semiconductor devices An agent was obtained.
  • Example 4 Polymer A (10 g), Polymer D (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the sealant to be 10 ppm) ), Tetraisopropoxytitanium (0.05 g) and vinyltrimethoxysilane (0.1 g) were mixed and defoamed to obtain an encapsulant for optical semiconductor devices.
  • Example 5 Polymer B (10 g), Polymer D (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the sealant to be 10 ppm) ), Tetraisopropoxytitanium (0.05 g) and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (0.1 g) were mixed and defoamed to obtain an encapsulant for optical semiconductor devices.
  • Example 6 Polymer B (10 g), Polymer E (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount at which the platinum element content in the sealant is 10 ppm) ), Tetraisopropoxytitanium (0.05 g) and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (0.1 g) were mixed and defoamed to obtain an encapsulant for optical semiconductor devices.
  • Example 7 Polymer C (10 g), Polymer D (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the sealant to be 10 ppm) ), Tetraisopropoxytitanium (0.05 g) and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (0.1 g) were mixed and defoamed to obtain an encapsulant for optical semiconductor devices.
  • Example 8 Polymer C (10 g), Polymer E (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount at which the platinum element content in the sealant is 10 ppm) ), Tetraisopropoxytitanium (0.05 g) and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (0.1 g) were mixed and defoamed to obtain an encapsulant for optical semiconductor devices.
  • Example 9 Polymer C (10 g), Polymer F (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the sealant to be 10 ppm) ), Tetraisopropoxytitanium (0.05 g) and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (0.1 g) were mixed and defoamed to obtain an encapsulant for optical semiconductor devices.
  • Example 10 Polymer C (10 g), Polymer F (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the sealant to be 10 ppm) ), Tetra-n-butoxytitanium (0.05 g) and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (0.1 g) were mixed and defoamed to obtain an encapsulant for optical semiconductor devices.
  • Example 11 Polymer C (10 g), Polymer F (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the sealant to be 10 ppm) ), Tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanium (0.05 g) and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (0.1 g) were mixed and defoamed to obtain an encapsulant for optical semiconductor devices.
  • Example 12 Polymer C (10 g), Polymer F (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the sealant to be 10 ppm) ), Tetraisopropoxytitanium (0.05 g) and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (0.1 g) were mixed and defoamed to obtain an encapsulant for optical semiconductor devices. .
  • Example 13 Polymer C (10 g), Polymer F (10 g), platinum 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (amount of platinum element content in the sealant to be 10 ppm) ), Titanium isopropoxyoctylene glycolate (0.05 g) and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (0.1 g) were mixed and defoamed to obtain an encapsulant for optical semiconductor devices.
  • the obtained optical semiconductor device was placed in a chamber at 40 ° C. and a relative humidity of 90% RH, and the chamber was filled with gas so that the concentration of hydrogen sulfide gas was 5 ppm and the concentration of sulfur dioxide gas was 15 ppm. . From the gas filling, the lead electrodes plated with silver were visually observed after 24 hours, 48 hours, 96 hours, 168 hours and 500 hours.
  • Thermal shock test The obtained optical semiconductor device was held at ⁇ 50 ° C. for 5 minutes using a liquid bath thermal shock tester (“TSB-51”, manufactured by ESPEC), then heated to 135 ° C. A cold cycle test was conducted in which the process of holding for 5 minutes and then lowering the temperature to ⁇ 50 ° C. was one cycle. After 500 cycles, 20 samples were taken after 1000 cycles and 1500 cycles, respectively.
  • TTB-51 liquid bath thermal shock tester
  • the sample was observed with a stereomicroscope (“SMZ-10”, manufactured by Nikon Corporation). It is observed whether or not each of the 20 samples of the encapsulant for optical semiconductor devices has cracks, or whether or not the encapsulant for optical semiconductor devices has peeled off from the package or electrode, and cracks or delamination occurred. The number of samples (NG number) was counted.

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Abstract

 ハウジング内で光半導体装置を封止したときに、ハウジングと封止剤との密着性を高めることができ、かつ湿度に対する接着信頼性を高めることができる光半導体装置用封止剤を提供する。 本発明に係る光半導体装置用封止剤は、珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつ珪素原子に結合したアルケニル基及び珪素原子に結合したアリール基を有する第1のオルガノポリシロキサンと、珪素原子に結合した水素原子及び珪素原子に結合したアリール基を有する第2のオルガノポリシロキサンと、ヒドロシリル化反応用触媒と、チタン原子を有する有機化合物とを含む。

Description

光半導体装置用封止剤及びそれを用いた光半導体装置
 本発明は、光半導体装置において光半導体素子を封止するために用いられる光半導体装置用封止剤、並びに該光半導体装置用封止剤を用いた光半導体装置に関する。
 発光ダイオード(LED)装置などの光半導体装置の消費電力は低く、かつ寿命は長い。また、光半導体装置は、過酷な環境下でも使用され得る。従って、光半導体装置は、携帯電話用バックライト、液晶テレビ用バックライト、自動車用ランプ、照明器具及び看板などの幅広い用途で使用されている。
 光半導体装置に用いられている発光素子である光半導体素子(例えばLED)が大気と直接触れると、大気中の水分又は浮遊するごみ等により、光半導体素子の発光特性が急速に低下する。このため、上記光半導体素子は、通常、ハウジングと呼ばれるパッケージ内に配置され、パッケージ内で光半導体装置用封止剤により封止されている。
 下記の特許文献1には、光半導体装置用封止剤として、水素添加ビスフェノールAグリシジルエーテルと、脂環式エポキシモノマーと、潜在性触媒とを含むエポキシ樹脂材料が開示されている。このエポキシ樹脂材料は、熱カチオン重合により硬化する。
特開2003-73452号公報
 特許文献1に記載のような従来の光半導体装置用封止剤を用いた光半導体装置では、ハウジングと呼ばれるパッケージと封止剤との密着性が低かったり、湿度に対する接着信頼性が低かったりすることがある。また、光半導体装置が加熱と冷熱とを繰り返し受ける温度サイクル等の過酷な環境で使用されると、パッケージと封止剤との界面で封止剤にクラックが生じたり、封止剤がハウジング材等から剥離したりすることがある。
 本発明は、ハウジング内で光半導体装置を封止したときに、ハウジングと封止剤との密着性を高めることができ、かつ湿度に対する接着信頼性を高めることができる光半導体装置用封止剤、並びに該光半導体装置用封止剤を用いた光半導体装置を提供することを目的とする。
 本発明の限定的な目的は、ハウジングと封止剤との密着性及び湿度に対する接着信頼性を高くすることができるだけでなく、過酷な環境下で使用されてもクラック又は剥離を生じ難くすることができる光半導体装置用封止剤、並びに該光半導体装置用封止剤を用いた光半導体装置を提供することである。
 本発明のさらに限定的な目的は、ハウジングと封止剤との密着性及び湿度に対する接着信頼性を高くすることができるだけでなく、腐食性ガスに対して高いガスバリア性を有する光半導体装置用封止剤、並びに該光半導体装置用封止剤を用いた光半導体装置を提供することである。
 本発明の広い局面によれば、珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつ珪素原子に結合したアルケニル基及び珪素原子に結合したアリール基を有する第1のオルガノポリシロキサンと、珪素原子に結合した水素原子及び珪素原子に結合したアリール基を有する第2のオルガノポリシロキサンと、ヒドロシリル化反応用触媒と、チタン原子を有する有機化合物とを含む、光半導体装置用封止剤が提供される。
 上記チタン原子を有する有機化合物は、テトライソプロポキシチタン、テトラ-n-ブトキシチタン、テトラキス(2-エチルヘキシルオキシ)チタン又はチタニウムイソプロポキシオクチレングリコレートであることが好ましい。
 本発明に係る光半導体装置用封止剤は、アルコキシシラン化合物をさらに含むことが好ましい。上記アルコキシシラン化合物は、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、又は2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランであることが好ましい。
 本発明に係る光半導体装置用封止剤のある特定の局面では、上記第1のオルガノポリシロキサンが、下記式(1A)で表される第1のオルガノポリシロキサンであり、上記第2のオルガノポリシロキサンが、下記式(51A)で表される第2のオルガノポリシロキサンであり、上記第1のオルガノポリシロキサン及び上記第2のオルガノポリシロキサンにおける下記式(X)より求められるアリール基の含有比率がそれぞれ、30モル%以上、70モル%以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上記式(1A)中、a、b及びcは、a/(a+b+c)=0~0.50、b/(a+b+c)=0.40~1.0及びc/(a+b+c)=0~0.50を満たし、R1~R6は、少なくとも1個がフェニル基を表し、少なくとも1個がアルケニル基を表し、フェニル基及びアルケニル基以外のR1~R6は、炭素数1~8の炭化水素基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 上記式(51A)中、p、q及びrは、p/(p+q+r)=0.05~0.50、q/(p+q+r)=0.05~0.50及びr/(p+q+r)=0.20~0.80を満たし、R51~R56は、少なくとも1個がフェニル基を表し、少なくとも1個が珪素原子に直接結合している水素原子を表し、フェニル基及び珪素原子に直接結合している水素原子以外のR51~R56は、炭素数1~8の炭化水素基を表す。
 アリール基の含有比率(モル%)=(上記第1のオルガノポリシロキサン又は上記第2のオルガノポリシロキサンの1分子あたりに含まれるアリール基の平均個数×アリール基の分子量/上記第1のオルガノポリシロキサン又は上記第2のオルガノポリシロキサンの数平均分子量)×100 ・・・式(X)
 本発明に係る光半導体装置は、ハウジングと、該ハウジング内に配置された光半導体素子と、該ハウジング内で該光半導体素子を封止するように設けられており、かつ本発明に従って構成された光半導体装置用封止剤とを備える。
 本発明に係る光半導体装置用封止剤は、珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつ珪素原子に結合したアルケニル基及び珪素原子に結合したアリール基を有する第1のオルガノポリシロキサンと、珪素原子に結合した水素原子及び珪素原子に結合したアリール基を有する第2のオルガノポリシロキサンと、ヒドロシリル化反応用触媒と、チタン原子を有する有機化合物とを含むので、ハウジング内で光半導体装置を封止したときに、ハウジングと封止剤との密着性を高めることができ、かつ湿度に対する接着信頼性を高めることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る光半導体装置を示す正面断面図である。
 以下、本発明の詳細を説明する。
 本発明に係る光半導体装置用封止剤は、第1のオルガノポリシロキサンと、第2のオルガノポリシロキサンと、ヒドロシリル化反応用触媒と、チタン原子を有する有機化合物とを含む。上記第1のオルガノポリシロキサンは、珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつ珪素原子に結合したアルケニル基及び珪素原子に結合したアリール基を有する。上記第2のオルガノポリシロキサンは、珪素原子に結合した水素原子及び珪素原子に結合したアリール基を有する。
 光半導体素子は、通常、ハウジングと呼ばれるパッケージ内に配置され、パッケージ内で光半導体装置用封止剤により封止されている。上記組成の採用により、ハウジングと呼ばれるパッケージと封止剤との密着性を高めることができ、かつ湿度に対する接着信頼性を高めることができる。本発明に係る光半導体装置用封止剤を用いた光半導体装置では、高湿条件に晒されても、パッケージと封止剤との接着信頼性が高い。さらに、上記組成の採用により、過酷な環境下で使用されても封止剤にクラック又は剥離を生じ難くすることができる。
 また、発光素子の背面側に達した光を反射させるために、発光素子の背面に、銀めっきされた電極が形成されていることがある。封止剤にクラックが生じたり、封止剤がハウジング材から剥離したりすると、銀めっきされた電極が大気に晒される。この場合には、大気中に存在する硫化水素ガス又は亜硫酸ガス等の腐食性ガスによって、銀めっきが変色することがある。電極が変色すると反射率が低下するため、発光素子が発する光の明るさが低下するという問題がある。
 これに対し、本発明における上記組成の採用により、封止剤が、腐食性ガスに対して高いガスバリア性を有するようになる。
 ガスバリア性により一層優れた封止剤を得る観点からは、上記第1のオルガノポリシロキサンは、式(1A)で表される第1のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。ガスバリア性により一層優れた封止剤を得る観点からは、上記第2のオルガノポリシロキサンは、式(51A)で表される第2のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
 封止剤のガスバリア性をより一層高める観点からは、上記第1のオルガノポリシロキサン及び上記第2のオルガノポリシロキサンにおける下記式(X)より求められるアリール基の含有比率はそれぞれ、好ましくは30モル%以上、より好ましくは35モル%以上、好ましくは70モル%以下、より好ましくは65モル%以下である。アリール基の含有比率が上記下限以上及び上記上限以下であると、ガスバリア性がより一層高くなり、かつ封止剤の剥離が生じ難くなる。
 アリール基の含有比率(モル%)=(上記第1のオルガノポリシロキサン又は上記第2のオルガノポリシロキサンの1分子あたりに含まれるアリール基の平均個数×アリール基の分子量/上記第1のオルガノポリシロキサン又は上記第2のオルガノポリシロキサンの数平均分子量)×100 ・・・式(X)
 (第1のオルガノポリシロキサン)
 本発明に係る光半導体装置用封止剤に含まれている第1のオルガノポリシロキサンは、珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつ珪素原子に結合したアルケニル基と、珪素原子に結合したアリール基とを有する。上記第1のオルガノポリシロキサンとして、珪素原子に結合した水素原子を有するオルガノポリシロキサンは除かれる。上記第1のオルガノポリシロキサンは、珪素原子に結合した水素原子を有さないので、上記第2のオルガノポリシロキサンとは異なる。上記アルケニル基とアリール基とはそれぞれ、珪素原子に直接結合している。上記アルケニル基の炭素-炭素二重結合における炭素原子が、珪素原子に結合していてもよく、上記アルケニル基の炭素-炭素二重結合における炭素原子とは異なる炭素原子が、珪素原子に結合していてもよい。上記アリール基としては、無置換のフェニル基及び置換フェニル基が挙げられる。
 ガスバリア性により一層優れた封止剤を得る観点からは、上記第1のオルガノポリシロキサンは、下記式(1A)で表される第1のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。ただし、上記第1のオルガノポリシロキサンとして、下記式(1A)で表される第1のオルガノポリシロキサン以外の第1のオルガノポリシロキサンを用いてもよい。上記第1のオルガノポリシロキサンは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 上記式(1A)中、a、b及びcは、a/(a+b+c)=0~0.50、b/(a+b+c)=0.40~1.0及びc/(a+b+c)=0~0.50を満たし、R1~R6は、少なくとも1個がフェニル基を表し、少なくとも1個がアルケニル基を表し、フェニル基及びアルケニル基以外のR1~R6は、炭素数1~8の炭化水素基を表す。なお、上記式(1A)中、(R4R5SiO2/2)で表される構造単位及び(R6SiO3/2)で表される構造単位はそれぞれ、アルコキシ基を有していてもよく、ヒドロキシ基を有していてもよい。
 上記式(1A)は平均組成式を示す。上記式(1A)における炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。上記式(1A)中のR1~R6は同一であってもよく、異なっていてもよい。
 上記式(1A)中、(R4R5SiO2/2)で表される構造単位における酸素原子部分、(R6SiO3/2)で表される構造単位における酸素原子部分はそれぞれ、シロキサン結合を形成している酸素原子部分、アルコキシ基の酸素原子部分、又はヒドロキシ基の酸素原子部分を示す。
 なお、一般に、上記式(1A)の各構造単位において、アルコキシ基の含有量は少なく、更にヒドロキシ基の含有量も少ない。これは、一般に、第1のオルガノポリシロキサンを得るために、アルコキシシラン化合物などの有機珪素化合物を加水分解し、重縮合させると、アルコキシ基及びヒドロキシ基の多くは、シロキサン結合の部分骨格に変換されるためである。すなわち、アルコキシ基の酸素原子及びヒドロキシ基の酸素原子の多くは、シロキサン結合を形成している酸素原子に変換される。上記式(1A)の各構造単位がアルコキシ基又はヒドロキシ基を有する場合には、シロキサン結合の部分骨格に変換されなかった未反応のアルコキシ基又はヒドロキシ基がわずかに残存していることを示す。後述の式(51A)の各構造単位がアルコキシ基又はヒドロキシ基を有する場合に関しても、同様のことがいえる。
 上記式(1A)中、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基及びヘキセニル基等が挙げられる。ガスバリア性をより一層高める観点からは、上記第1のオルガノポリシロキサンにおけるアルケニル基及び上記式(1A)中のアルケニル基は、ビニル基又はアリル基であることが好ましく、ビニル基であることがより好ましい。
 上記式(1A)における炭素数1~8の炭化水素基としては特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t-ペンチル基、イソへキシル基及びシクロヘキシル基が挙げられる。
 上記式(1A)で表される第1のオルガノポリシロキサンにおける下記式(X1)より求められるアリール基の含有比率は、好ましくは30モル%以上、好ましくは70モル%以下である。このアリール基の含有比率が30モル%以上であると、ガスバリア性がより一層高くなる。アリール基の含有比率が70モル%以下であると、封止剤の剥離が生じ難くなる。ガスバリア性を更に一層高める観点からは、アリール基の含有比率は35モル%以上であることがより好ましい。剥離をより一層生じ難くする観点からは、アリール基の含有比率は65モル%以下であることがより好ましい。
 アリール基の含有比率(モル%)=(平均組成式が上記式(1A)で表される第1のオルガノポリシロキサンの1分子あたりに含まれるアリール基の平均個数×アリール基の分子量/平均組成式が上記式(1A)で表される第1のオルガノポリシロキサンの数平均分子量)×100 ・・・式(X1)
 上記式(X1)におけるアリール基はフェニル基を示し、アリール基の含有比率はフェニル基の含有比率を示す。
 上記第1のオルガノポリシロキサンは、1つの珪素原子に2つのフェニル基が結合したジフェニルシロキサン構造単位を含むことが好ましい。上記第1のオルガノポリシロキサンの全シロキサン構造単位100モル%中、1つの珪素原子に2つのフェニル基が結合したジフェニルシロキサン構造単位の割合は、好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上、更に25モル%以上、特に好ましくは30モル%以上である。ジフェニルシロキサン構造単位の割合が多いほど、またジフェニルシロキサン構造単位の割合が30モル%以上であると、封止剤のディスペンス性が良好になり、更に複数の光半導体装置から取り出される光の明るさが高くなる。上記ジフェニルシロキサン構造単位の割合は、最も好ましくは40モル%以上、好ましくは60モル%以下である。上記ジフェニルシロキサン構造単位の割合が上記上限以下であると、封止剤のディスペンス性が良好になり、半導体装置から取り出される光の明るさがより高くなる。
 上記ジフェニルシロキサン構造単位は、下記式(1-b1)で表される構造単位であることが好ましい。また、下記式(1-b1)で表される構造単位において、末端の酸素原子は、一般に隣接する珪素原子とシロキサン結合を形成しており、隣接する構造単位と酸素原子を共有している。従って、末端の1つの酸素原子を「O1/2」とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 上記式(1A)中、(R4R5SiO2/2)で表される構造単位はそれぞれ、上記式(1-b1)で表される構造単位を含むことが好ましい。(R4R5SiO2/2)で表される構造単位は、上記式(1-b1)で表される構造単位のみを含んでいてもよく、上記式(1-b1)で表される構造単位と上記式(1-b1)で表される構造単位以外の構造単位とを含んでいてもよい。
 上記式(1A)で表される第1のオルガノポリシロキサンにおいて、(R4R5SiO2/2)で表される構造単位(以下、二官能構造単位ともいう)は、下記式(1-2)で表される構造、すなわち、二官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の1つがヒドロキシ基又はアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。
 (R4R5SiXO1/2) ・・・式(1-2)
 (R4R5SiO2/2)で表される構造単位は、下記式(1-b)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式(1-2-b)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、R4及びR5で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、(R4R5SiO2/2)で表される構造単位に含まれる。具体的には、アルコキシ基がシロキサン結合の部分骨格に変換された場合には、(R4R5SiO2/2)で表される構造単位は、下記式(1-b)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を示す。未反応のアルコキシ基が残存している場合、又はアルコキシ基がヒドロキシ基に変換された場合には、残存アルコキシ基又はヒドロキシ基を有する(R4R5SiO2/2)で表される構造単位は、下記式(1-2-b)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 上記式(1-2)及び(1-2-b)中、Xは、OH又はORを表し、ORは、直鎖状又は分岐状の炭素数1~4のアルコキシ基を表す。上記式(1-b)、(1-2)及び(1-2-b)中のR4及びR5は、上記式(1A)中のR4及びR5と同様の基である。
 上記式(1A)で表される第1のオルガノポリシロキサンにおいて、(R6SiO3/2)で表される構造単位(以下、三官能構造単位ともいう)は、下記式(1-3)又は下記式(1-4)で表される構造、すなわち、三官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の2つがそれぞれヒドロキシ基若しくはアルコキシ基を構成する構造、又は、三官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の1つがヒドロキシ基若しくはアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。
 (R6SiX1/2) ・・・式(1-3)
 (R6SiXO2/2) ・・・式(1-4)
 (R6SiO3/2)で表される構造単位は、下記式(1-c)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式(1-3-c)又は下記式(1-4-c)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、R6で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、(R6SiO3/2)で表される構造単位に含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 上記式(1-3)、(1-3-c)、(1-4)及び(1-4-c)中、Xは、OH又はORを表し、ORは、直鎖状又は分岐状の炭素数1~4のアルコキシ基を表す。上記式(1-c)、(1-3)、(1-3-c)、(1-4)及び(1-4-c)中のR6は、上記式(1A)中のR6と同様の基である。
 上記式(1-b)及び(1-c)、上記式(1-2)~(1-4)、並びに上記式(1-2-b)、(1-3-c)及び(1-4-c)において、直鎖状又は分岐状の炭素数1~4のアルコキシ基としては特に限定されず、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、n-ブトキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基及びt-ブトキシ基が挙げられる。
 上記式(1A)中、a/(a+b+c)の下限は0、上限は0.50である。a/(a+b+c)が上記上限を満たすと、封止剤の耐熱性をより一層高めることができ、かつ封止剤の剥離をより一層抑制できる。上記式(1A)中、a/(a+b+c)の好ましい上限は0.45、より好ましい上限は0.40である。なお、aが0であり、a/(a+b+c)が0である場合、上記式(1A)中、(R1R2R3SiO1/2)の構造単位は存在しない。
 上記式(1A)中、b/(a+b+c)の下限は0.40、上限は1.0である。b/(a+b+c)が上記下限を満たすと、封止剤の硬化物が硬くなりすぎず、封止剤にクラックが生じ難くなる。b(a+b+c)が上記上限を満たし、(R4R5SiO2/2)の構造単位が存在することで、封止剤のガスバリア性がより一層高くなる。上記式(1A)中、b/(a+b+c)の好ましい下限は0.50である。
 上記式(1A)中、c/(a+b+c)の下限は0、上限は0.50である。c/(a+b+c)が上記上限を満たすと、封止剤としての適正な粘度を維持することが容易であり、密着性をより一層高めることができる。上記式(1A)中、c/(a+b+c)の好ましい上限は0.45、より好ましい上限は0.40、更に好ましい上限は0.35である。なお、cが0であり、c/(a+b+c)が0である場合、上記式(1A)中、(R6SiO3/2)の構造単位は存在しない。
 上記式(1A)中のc/(a+b+c)は、0であることが好ましい。すなわち、上記式(1A)で表される第1のオルガノポリシロキサンは、下記式(1Aa)で表される第1のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。これにより、封止剤にクラックがより一層生じ難くなり、かつ封止剤がハウジング材等からより一層剥離し難くなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 上記式(1Aa)中、a及びbは、a/(a+b)=0~0.50及びb/(a+b)=0.50~1.0を満たし、R1~R5は、少なくとも1個がフェニル基を表し、少なくとも1個がアルケニル基を表し、フェニル基及びアルケニル基以外のR1~R6は、炭素数1~8の炭化水素基を表す。
 上記式(1Aa)中、a/(a+b)の好ましい上限は0.45、より好ましい上限は0.40である。上記式(1Aa)中、b/(a+b)の好ましい下限は0.55、より好ましい下限は0.60である。
 上記第1のオルガノポリシロキサンについて、テトラメチルシラン(以下、TMS)を基準に29Si-核磁気共鳴分析(以下、NMR)を行うと、置換基の種類によって若干の変動は見られるものの、上記式(1A)中の(R1R2R3SiO1/2で表される構造単位に相当するピークは+10~-5ppm付近に現れ、上記式(1A)中の(R4R5SiO2/2で表される構造単位及び上記式(1-2)の二官能構造単位に相当する各ピークは-10~-50ppm付近に現れ、上記式(1A)中の(R6SiO3/2で表される構造単位、並びに上記式(1-3)及び上記式(1-4)の三官能構造単位に相当する各ピークは-50~-80ppm付近に現れる。
 従って、29Si-NMRを測定し、それぞれのシグナルのピーク面積を比較することによって上記式(1A)中の各構造単位の比率を測定できる。
 但し、上記TMSを基準にした29Si-NMRの測定で上記式(1A)中の構造単位の見分けがつかない場合は、29Si-NMRの測定結果だけではなく、H-NMRの測定結果を必要に応じて用いることにより、上記式(1A)中の各構造単位の比率を見分けることができる。
 (第2のオルガノポリシロキサン)
 本発明に係る光半導体装置用封止剤に含まれている第2のオルガノポリシロキサンは、珪素原子に結合した水素原子と、珪素原子に結合したアリール基とを有する。該水素原子とアリール基とはそれぞれ、珪素原子に直接結合している。該アリール基としては、無置換のフェニル基及び置換フェニル基が挙げられる。
 ガスバリア性により一層優れた封止剤を得る観点からは、上記第2のオルガノポリシロキサンは、下記式(51A)で表される第2のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。ただし、上記第2のオルガノポリシロキサンとして、下記式(51A)で表される第2のオルガノポリシロキサン以外の第2のオルガノポリシロキサンを用いてもよい。上記第2のオルガノポリシロキサンは1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 上記式(51A)中、p、q及びrは、p/(p+q+r)=0.05~0.50、q/(p+q+r)=0.05~0.50及びr/(p+q+r)=0.20~0.80を満たし、R51~R56は、少なくとも1個がフェニル基を表し、少なくとも1個が珪素原子に直接結合している水素原子を表し、フェニル基及び珪素原子に直接結合している水素原子以外のR51~R56は、炭素数1~8の炭化水素基を表す。なお、上記式(51A)中、(R54R55SiO2/2)で表される構造単位及び(R56SiO3/2)で表される構造単位はそれぞれ、アルコキシ基を有していてもよく、ヒドロキシ基を有していてもよい。
 上記式(51A)は平均組成式を示す。上記式(51A)における炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。上記式(51A)中のR51~R56は同一であってもよく、異なっていてもよい。
 上記式(51A)中、(R54R55SiO2/2)で表される構造単位における酸素原子部分、(R56SiO3/2)で表される構造単位における酸素原子部分はそれぞれ、シロキサン結合を形成している酸素原子部分、アルコキシ基の酸素原子部分、又はヒドロキシ基の酸素原子部分を示す。
 上記式(51A)における炭素数1~8の炭化水素基としては特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t-ペンチル基、イソへキシル基、シクロヘキシル基、ビニル基及びアリル基が挙げられる。
 上記式(51A)で表される第2のオルガノポリシロキサンにおける下記式(X51)より求められるアリール基の含有比率は、好ましくは30モル%以上、好ましくは70モル%以下である。このアリール基の含有比率が30モル%以上であると、ガスバリア性がより一層高くなる。アリール基の含有比率が70モル%以下であると、封止剤の剥離が生じ難くなる。ガスバリア性を更に一層高める観点からは、アリール基の含有比率は35モル%以上であることがより好ましい。剥離をより一層生じ難くする観点からは、アリール基の含有比率は65モル%以下であることがより好ましい。
 アリール基の含有比率(モル%)=(平均組成式が上記式(51A)で表される第2のオルガノポリシロキサンの1分子あたりに含まれるアリール基の平均個数×アリール基の分子量/平均組成式が上記式(51A)で表される第2のオルガノポリシロキサンの数平均分子量)×100 ・・・式(X51)
 上記式(X51)におけるアリール基はフェニル基を示し、アリール基の含有比率はフェニル基の含有比率を示す。
 封止剤の硬化性を高め、熱サイクルでのクラック及び剥離をより一層抑制する観点からは、上記第2のオルガノポリシロキサンは、下記式(51-a)で表される構造単位を含むことが好ましい。なお、下記式(51-a)で表される構造単位において、末端の酸素原子は、一般に隣接する珪素原子とシロキサン結合を形成しており、隣接する構造単位と酸素原子を共有している。従って、末端の1つの酸素原子を「O1/2」とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 上記式(51-a)中、R52及びR53はそれぞれ水素原子、フェニル基又は炭素数1~8の炭化水素基を表す。R52及びR53はそれぞれフェニル基又は炭素数1~8の炭化水素基を表すことが好ましい。
 封止剤の硬化性を高め、熱サイクルでのクラック及び剥離をより一層抑制する観点からは、上記式(51A)中の(R51R52R53SiO1/2)で表される構造単位はそれぞれ、R51が珪素原子に結合した水素原子を表し、R52及びR53がフェニル基又は炭素数1~8の炭化水素基を表す構造単位を含むことが好ましい。
 すなわち、上記式(51A)中、(R51R52R53SiO1/2)で表される構造単位は、上記式(51-a)で表される構造単位を含むことが好ましい。(R51R52R53SiO1/2)で表される構造単位は、上記式(51-a)で表される構造単位のみを含んでいてもよく、上記式(51-a)で表される構造単位と上記式(51-a)で表される構造単位以外の構造単位とを含んでいてもよい。
 封止剤の硬化性を高め、熱サイクルでのクラック及び剥離をより一層抑制する観点からは、上記第2のオルガノポリシロキサンの全シロキサン構造単位100モル%中、上記式(51-a)で表される構造単位の割合は、好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上、好ましくは50モル%以下、より好ましくは45モル%以下である。
 上記式(51A)中の全構造単位100モル%中、R51が珪素原子に結合した水素原子を表し、R52及びR53が水素原子、フェニル基又は炭素数1~8の炭化水素基を表す構造単位(上記式(51-a)で表される構造単位)の割合は、好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上、好ましくは50モル%以下、より好ましくは45モル%以下である。
 上記第2のオルガノポリシロキサンは、1つの珪素原子に2つのフェニル基が結合したジフェニルシロキサン構造単位を含むことが好ましい。上記第2のオルガノポリシロキサンの全シロキサン構造単位100モル%中、1つの珪素原子に2つのフェニル基が結合したジフェニルシロキサン構造単位の割合は、好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上、更に好ましくは20モル%以上である。ジフェニルシロキサン構造単位の割合が多いほど、またジフェニルシロキサン構造単位の割合が20モル%以上であると、封止剤のディスペンス性が良好になり、更に複数の光半導体装置から取り出される光の明るさが高くなる。上記ジフェニルシロキサン構造単位の割合は、好ましくは60モル%以下である。上記ジフェニルシロキサン構造単位の割合が上記上限以下であると、封止剤のディスペンス性が良好になり、半導体装置から取り出される光の明るさがより高くなる。
 上記ジフェニルシロキサン構造単位は、下記式(51-b1)で表される構造単位であることが好ましい。また、下記式(51-b1)で表される構造単位において、末端の酸素原子は、一般に隣接する珪素原子とシロキサン結合を形成しており、隣接する構造単位と酸素原子を共有している。従って、末端の1つの酸素原子を「O1/2」とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 上記式(51A)中、(R4R5SiO2/2)で表される構造単位はそれぞれ、上記式(51-b1)で表される構造単位を含むことが好ましい。(R4R5SiO2/2)で表される構造単位は、上記式(51-b1)で表される構造単位のみを含んでいてもよく、上記式(51-b1)で表される構造単位と上記式(51-b1)で表される構造単位以外の構造単位とを含んでいてもよい。
 上記式(51A)で表される第2のオルガノポリシロキサンにおいて、(R54R55SiO2/2)で表される構造単位(以下、二官能構造単位ともいう)は、下記式(51-2)で表される構造、すなわち、二官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の1つがヒドロキシ基又はアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。
 (R54R55SiXO1/2) ・・・式(51-2)
 (R54R55SiO2/2)で表される構造単位は、下記式(51-b)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式(51-2-b)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、R54及びR55で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、(R54R55SiO2/2)で表される構造単位に含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 上記式(51-2)及び(51-2-b)中、Xは、OH又はORを表し、ORは、直鎖状又は分岐状の炭素数1~4のアルコキシ基を表す。上記式(51-b)、(51-2)及び(51-2-b)中のR54及びR55は、上記式(51A)中のR54及びR55と同様の基である。
 上記式(51A)で表される第2のオルガノポリシロキサンにおいて、(R56SiO3/2)で表される構造単位(以下、三官能構造単位ともいう)は、下記式(51-3)又は下記式(51-4)で表される構造、すなわち、三官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の2つがそれぞれヒドロキシ基若しくはアルコキシ基を構成する構造、又は、三官能構造単位中の珪素原子に結合した酸素原子の1つがヒドロキシ基若しくはアルコキシ基を構成する構造を含んでいてもよい。
 (R56SiX1/2) ・・・式(51-3)
 (R56SiXO2/2) ・・・式(51-4)
 (R56SiO3/2)で表される構造単位は、下記式(51-c)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含み、更に下記式(51-3-c)又は下記式(51-4-c)で表される構造単位の破線で囲まれた部分を含んでいてもよい。すなわち、R56で表される基を有し、かつアルコキシ基又はヒドロキシ基が末端に残存している構造単位も、(R56SiO3/2)で表される構造単位に含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 上記式(51-3)、(51-3-c)、(51-4)及び(51-4-c)中、Xは、OH又はORを表し、ORは、直鎖状又は分岐状の炭素数1~4のアルコキシ基を表す。上記式(51-c)、(51-3)、(51-3-c)、(51-4)及び(51-4-c)中のR56は、上記式(51A)中のR56と同様の基である。
 上記式(51-b)及び(51-c)、上記式(51-2)~(51-4)、並びに上記式(51-2-b)、(51-3-c)及び(51-4-c)において、直鎖状又は分岐状の炭素数1~4のアルコキシ基としては特に限定されず、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、n-ブトキシ基、イソプロポキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基及びt-ブトキシ基が挙げられる。
 上記式(51A)中、p/(p+q+r)の下限は0.05、上限は0.50である。p/(p+q+r)が上記上限を満たすと、封止剤の耐熱性をより一層高めることができ、かつ封止剤の剥離をより一層抑制できる。上記式(51A)中、p/(p+q+r)の好ましい下限は0.10、より好ましい上限は0.45である。
 上記式(51A)中、q/(p+q+r)の下限は0.05、上限は0.50である。q/(p+q+r)が上記下限を満たすと、封止剤の硬化物が硬くなりすぎず、封止剤にクラックが生じ難くなる。q/(p+q+r)が上記上限を満たすと、封止剤のガスバリア性がより一層高くなる。上記式(51A)中、q/(p+q+r)の好ましい下限は0.10、より好ましい上限は0.45である。
 上記式(51A)中、r/(p+q+r)の下限は0.20、上限は0.80である。r/(p+q+r)が上記下限を満たすと、封止剤の硬度が上がり、傷及びゴミの付着を防止でき、封止剤の耐熱性が高くなり、高温環境下で封止剤の硬化物の厚みが減少し難くなる。r/(p+q+r)が上記上限を満たすと、封止剤としての適正な粘度を維持することが容易であり、密着性をより一層高めることができる。
 上記第2のオルガノポリシロキサンについて、テトラメチルシラン(以下、TMS)を基準に29Si-核磁気共鳴分析(以下、NMR)を行うと、置換基の種類によって若干の変動は見られるものの、上記式(51A)中の(R51R52R53SiO1/2で表される構造単位に相当するピークは+10~-5ppm付近に現れ、上記式(51A)中の(R54R55SiO2/2で表される構造単位及び上記式(51-2)の二官能構造単位に相当する各ピークは-10~-50ppm付近に現れ、上記式(51A)中の(R56SiO3/2で表される構造単位、並びに上記式(51-3)及び上記式(51-4)の三官能構造単位に相当する各ピークは-50~-80ppm付近に現れる。
 従って、29Si-NMRを測定し、それぞれのシグナルのピーク面積を比較することによって上記式(51A)中の各構造単位の比率を測定できる。
 但し、上記TMSを基準にした29Si-NMRの測定で上記式(51A)中の構造単位の見分けがつかない場合は、29Si-NMRの測定結果だけではなく、H-NMRの測定結果を必要に応じて用いることにより、上記式(51A)中の各構造単位の比率を見分けることができる。
 上記第1のオルガノポリシロキサン100重量部に対して、上記第2のオルガノポリシロキサンの含有量は10重量部以上、400重量部以下であることが好ましい。第1,第2のオルガノポリシロキサンの含有量がこの範囲内であると、ガスバリア性により一層優れた封止剤を得ることができる。ガスバリア性にさらに一層優れた封止剤を得る観点からは、上記第1のオルガノポリシロキサン100重量部に対して、上記第2のオルガノポリシロキサンの含有量のより好ましい下限は30重量部、更に好ましい下限は50重量部、より好ましい上限は300重量部、更に好ましい上限は200重量部である。
 (第1,第2のオルガノポリシロキサンの他の性質及びその合成方法)
 上記第1,第2のオルガノポリシロキサンのアルコキシ基の含有量の好ましい下限は0.5モル%、より好ましい下限は1モル%、好ましい上限は10モル%、より好ましい上限は5モル%である。アルコキシ基の含有量が上記好ましい範囲内であると、封止剤の密着性を高めることができる。
 アルコキシ基の含有量が上記好ましい下限を満たすと、封止剤の密着性を高めることができる。アルコキシ基の含有量が上記好ましい上限を満たすと、上記第1,第2のオルガノポリシロキサン及び封止剤の貯蔵安定性が高くなり、封止剤の耐熱性がより一層高くなる。
 上記アルコキシ基の含有量は、上記第1,第2のオルガノポリシロキサンの平均組成式中に含まれる上記アルコキシ基の量を意味する。
 上記第1,第2のオルガノポリシロキサンはシラノール基を含有しないほうが好ましい。上記第1,第2のオルガノポリシロキサンがシラノール基を含有しないと、上記第1,第2のオルガノポリシロキサン及び封止剤の貯蔵安定性が高くなる。上記シラノール基は、真空下での加熱により減少させることができる。シラノール基の含有量は、赤外分光法を用いて測定できる。
 上記第1,第2のオルガノポリシロキサンの数平均分子量(Mn)の好ましい下限は500、より好ましい下限は800、更に好ましい下限は1000、好ましい上限は50000、より好ましい上限は15000である。数平均分子量が上記好ましい下限を満たすと、熱硬化時に揮発成分が少なくなり、高温環境下で封止剤の硬化物の厚みが減少しにくくなる。数平均分子量が上記好ましい上限を満たすと、粘度調節が容易である。
 上記数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、ポリスチレンを標準物質として求めた値である。上記数平均分子量(Mn)は、Waters社製の測定装置(カラム:昭和電工社製 Shodex GPC LF-804(長さ300mm)を2本、測定温度:40℃、流速:1mL/分、溶媒:テトラヒドロフラン、標準物質:ポリスチレン)を用いて測定された値を意味する。
 上記第1,第2のオルガノポリシロキサンを合成する方法としては特に限定されず、アルコキシシラン化合物を加水分解し縮合反応させる方法、クロロシラン化合物を加水分解し縮合させる方法が挙げられる。なかでも、反応の制御の観点からアルコキシシラン化合物を加水分解し縮合させる方法が好ましい。
 上記アルコキシシラン化合物を加水分解し縮合反応させる方法としては、例えば、アルコキシシラン化合物を、水と酸性触媒又は塩基性触媒との存在下で反応させる方法が挙げられる。また、ジシロキサン化合物を加水分解して用いてもよい。
 上記第1,第2のオルガノポリシロキサンにフェニル基などのアリール基を導入するための有機珪素化合物としては、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチル(フェニル)ジメトキシシラン、及びフェニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
 上記第1のオルガノポリシロキサンにアルケニル基を導入するための有機珪素化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、メトキシジメチルビニルシラン、ビニルジメチルエトキシシラン及び1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン等が挙げられる。
 上記第2のオルガノポリシロキサンに珪素原子に直接結合した水素原子を導入するための有機珪素化合物としては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、及び1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン等が挙げられる。
 上記第1,第2のオルガノポリシロキサンを得るために用いることができる他の有機珪素化合物としては、例えば、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、イソプロピル(メチル)ジメトキシシラン、シクロヘキシル(メチル)ジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン及びオクチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
 上記酸性触媒としては、例えば、無機酸、有機酸、無機酸の酸無水物及びその誘導体、並びに有機酸の酸無水物及びその誘導体が挙げられる。
 上記無機酸としては、例えば、塩酸、リン酸、ホウ酸及び炭酸が挙げられる。上記有機酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸及びオレイン酸が挙げられる。
 上記塩基性触媒としては、例えば、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属のアルコキシド及びアルカリ金属のシラノール化合物が挙げられる。
 上記アルカリ金属の水酸化物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化セシウムが挙げられる。上記アルカリ金属のアルコキシドとしては、例えば、ナトリウム-t-ブトキシド、カリウム-t-ブトキシド及びセシウム-t-ブトキシドが挙げられる。
 上記アルカリ金属のシラノール化合物としては、例えば、ナトリウムシラノレート化合物、カリウムシラノレート化合物及びセシウムシラノレート化合物が挙げられる。なかでも、カリウム系触媒又はセシウム系触媒が好適である。
 (ヒドロシリル化反応用触媒)
 本発明に係る光半導体装置用封止剤に含まれているヒドロシリル化反応用触媒は、上記第1のオルガノポリシロキサン中の珪素原子に結合したアルケニル基と、上記第2のオルガノポリシロキサン中の珪素原子に結合した水素原子とをヒドロシリル化反応させる触媒である。
 上記ヒドロシリル化反応用触媒として、ヒドロシリル化反応を進行させる各種の触媒を用いることができる。上記ヒドロシリル化反応用触媒は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
 上記ヒドロシリル化反応用触媒としては、例えば、白金系触媒、ロジウム系触媒及びパラジウム系触媒等が挙げられる。封止剤の透明性を高くすることができるため、白金系触媒が好ましい。
 上記白金系触媒としては、白金粉末、塩化白金酸、白金-アルケニルシロキサン錯体、白金-オレフィン錯体及び白金-カルボニル錯体が挙げられる。特に、白金-アルケニルシロキサン錯体又は白金-オレフィン錯体が好ましい。
 上記白金-アルケニルシロキサン錯体におけるアルケニルシロキサンとしては、例えば、1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、及び1,3,5,7-テトラメチル-1,3,5,7-テトラビニルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。上記白金-オレフィン錯体におけるオレフィンとしては、例えば、アリルエーテル及び1,6-ヘプタジエン等が挙げられる。
 上記白金-アルケニルシロキサン錯体及び白金-オレフィン錯体の安定性を向上させることができるため、上記白金-アルケニルシロキサン錯体又は白金-オレフィン錯体に、アルケニルシロキサン、オルガノシロキサンオリゴマー、アリルエーテル又はオレフィンを添加することが好ましい。上記アルケニルシロキサンは、好ましくは1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンである。上記オルガノシロキサンオリゴマーは、好ましくはジメチルシロキサンオリゴマーである。上記オレフィンは、好ましくは1,6-ヘプタジエンである。
 上記ヒドロシリル化反応用触媒は、白金アルケニル錯体を含有することが好ましい。上記白金系触媒は、白金アルケニル錯体とリン化合物との混合物であることが好ましい。すなわち、上記白金系触媒は、白金アルケニル錯体とリン化合物とを含有することが好ましい。上記白金アルケニル錯体は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
 特定の上記第1,第2のオルガノポリシロキサンと、白金アルケニル錯体及びリン化合物の混合物である白金系触媒との併用とにより、封止剤のガスバリア性をより一層高くすることができる。さらに、硬化した封止剤にクラックが生じ難くなり、かつ硬化した封止剤はハウジング材等から剥離し難くなる。
 また、従来の光半導体装置用封止剤では、プリント基板等に実装する際のリフロー工程で封止剤が変色し、光度が低下するという問題がある。これに対し、本発明における上記組成の採用により、すなわち特定の上記第1,第2のオルガノポリシロキサンと、白金アルケニル錯体及びリン化合物の混合物である白金系触媒との併用により、リフロー工程などの過酷な条件に晒されても、封止剤が変色し難くなる。また、白金アルケニル錯体とリン化合物との混合物である白金系触媒の使用により、封止剤の透明性を高くすることもできる。
 上記リン化合物としては、トリフェニルフォスフィン、トリシクロヘキシルフォスフィン及びトリエチルフォスフィン等が挙げられる。過酷な条件に晒されてもより一層変色し難い封止剤を得る観点からは、上記リン化合物は、トリフェニルフォスフィンであることが好ましい。
 封止剤中で、上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量は、金属原子(金属原子が白金元素である場合には白金元素)の重量単位で0.01ppm以上、1000ppm以下であることが好ましい。上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量が0.01ppm以上であると、封止剤を十分に硬化させることが容易であり、封止剤のガスバリア性をより一層高めることができる。上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量が1000ppm以下であると、硬化物の着色の問題が生じ難い。封止剤中で上記ヒドロシリル化反応用触媒の含有量は、金属原子の重量単位で、より好ましくは1ppm以上、より好ましくは500ppm以下である。
 白金アルケニル錯体とリン化合物との混合物である白金系触媒を用いる場合には、該白金系触媒は、白金元素と上記リン化合物とを重量比で、0.1:99.9~99.9:0.1で含むことが好ましく、1:99~20:80で含むことがより好ましい。
 (チタン原子を有する有機化合物)
 本発明に係る光半導体装置用封止剤は、特定の第1,第2のオルガノポリシロキサンとヒドロシリル化反応用触媒とともにチタン原子を有する有機化合物(以下、有機化合物Aと略記することがある)を含むので、ハウジングと封止剤との湿度に対する接着信頼性を高めることができ、過酷な環境下で使用されてもクラック又は剥離を生じ難くすることができる。有機化合物Aは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
 封止剤中に有機化合物Aを十分に分散させて、ハウジングと封止剤との湿度に対する接着信頼性を効果的に高めるために、チタン原子を有する有機化合物は、25℃で液状であることが好ましい。
 有機化合物Aとしては、下記式(A)で表される化合物が挙げられる。
 Ti(R1)(OR2)4-n  ・・・式(A)
 上記式(2)中、R1はフェニル基、炭素数1~30のアルキル基、又はエポキシ基を有する炭素数1~30の炭化水素基を表し、R2は炭素数1~6のアルキル基を表し、nは0~4の整数を表す。nが2~4であるとき、複数のR1は同一であってもよく、異なっていてもよい。nが0~2であるとき、複数のR2は同一であってもよく、異なっていてもよい。
 上記式(A)中のR1が炭素数1~30のアルキル基である場合、R1の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n-オクチル基及びn-デシル基等が挙げられる。このアルキル基の炭素数の好ましい上限は10であり、より好ましい上限は6である。なお、本明細書において、「アルキル基」には、シクロアルキル基が含まれる。
 上記式(A)中のR1がエポキシ基を有する炭素数1~30の炭化水素基である場合、R1の具体例としては、1,2-エポキシエチル基、1,2-エポキシプロピル基、2,3-エポキシプロピル基、3,4-エポキシブチル基、3-グリシジルオキシプロピル基、及び2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル基等が挙げられる。この炭化水素基の炭素数の好ましい上限は8であり、より好ましい上限は6である。なお、本明細書において、「エポキシ基を有する炭素数1~30の炭化水素基」における炭化水素基は、炭素原子及び水素原子に加えて、エポキシ基に由来する酸素原子を含む基である。「エポキシ基を有する炭素数1~30の炭化水素基」は、言い換えれば、エポキシ基を有し、かつ酸素原子と炭素原子1~30個と水素原子とを含む官能基である。
 上記式(A)中のR2の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基及びイソブチル基等が挙げられる。
 ハウジングと封止剤との湿度に対する接着信頼性をより一層高め、かつ過酷な環境下で使用されても封止剤にクラック又は剥離をより一層生じ難くする観点からは、チタン原子を有する有機化合物は、テトライソプロポキシチタン、テトラ-n-ブトキシチタン、テトラキス(2-エチルヘキシルオキシ)チタン又はチタニウムイソプロポキシオクチレングリコレートであることが好ましい。
 上記第1のオルガノポリシロキサンと上記第2のオルガノポリシロキサンとの合計100重量部に対して、有機化合物Aの含有量は、0.01重量部以上、5重量部以下であることが好ましい。上記第1のオルガノポリシロキサンと上記第2のオルガノポリシロキサンとの合計100重量部に対して、有機化合物Aの含有量のより好ましい下限は0.1重量部、より好ましい上限は3重量部である。有機化合物Aの含有量が上記下限以上であると、ハウジングと封止剤との湿度に対する接着信頼性をより一層高めることができ、かつ過酷な環境下で使用されても封止剤にクラック又は剥離をより一層生じ難くすることができる。有機化合物Aの含有量が上記上限以下であると、封止剤の貯蔵安定性がより一層良好になる。
 (アルコキシシラン化合物)
 本発明に係る光半導体装置用封止剤は、アルコキシシラン化合物を含むことが好ましい。特定の第1,第2のオルガノポリシロキサンとヒドロシリル化反応用触媒とチタン原子を有する有機化合物とに加えて、アルコキシシラン化合物をさらに用いることにより、ハウジングと封止剤との湿度に対する接着信頼性をより一層高めることができ、過酷な環境下で使用されても封止剤にクラック又は剥離をより一層生じ難くすることができる。特に、有機化合物Aとアルコキシシラン化合物との併用により、ハウジングと封止剤との湿度に対する接着信頼性がかなり高くなる。上記アルコキシシラン化合物は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
 上記アルコキシシラン化合物としては、下記式(B)で表されるアルコキシシラン化合物が挙げられる。
 Si(R3)(OR4)4-n  ・・・式(B)
 上記式(2)中、R3はビニル基、(メタ)アクリロイル基を有する炭素数1~30の炭化水素基、フェニル基、炭素数1~30のアルキル基、又はエポキシ基を有する炭素数1~30の炭化水素基を表し、R4は炭素数1~6のアルキル基を表し、nは0~3の整数を表す。nが2~3であるとき、複数のR3は同一であってもよく、異なっていてもよい。nが0~2であるとき、複数のR4は同一であってもよく、異なっていてもよい。上記「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基とを示す。
 上記式(B)中のR3が炭素数1~30のアルキル基である場合、R3の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、n-ヘキシル基、シクロヘキシル基、n-オクチル基及びn-デシル基等が挙げられる。このアルキル基の炭素数の好ましい上限は10であり、より好ましい上限は6である。
 上記式(B)中のR3がエポキシ基を有する炭素数1~30の炭化水素基である場合、R3の具体例としては、1,2-エポキシエチル基、1,2-エポキシプロピル基、2,3-エポキシプロピル基、3,4-エポキシブチル基、3-グリシジルオキシプロピル基、及び2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル基等が挙げられる。この炭化水素基の炭素数の好ましい上限は8であり、より好ましい上限は6である。
 上記式(B)中のR4の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基及びイソブチル基等が挙げられる。
 ハウジングと封止剤との湿度に対する接着信頼性をより一層高め、かつ過酷な環境下で使用されても封止剤にクラック又は剥離をより一層生じ難くする観点からは、上記アルコキシシラン化合物は、エポキシ基を有することが好ましく、3-グリシジルオキシアルキル基又は3,4-エポキシシクロアルキル基を有することがより好ましく、3-グリシジルオキシプロピル基又は3,4-エポキシシクロヘキシル基を有することが更に好ましい。ハウジングと封止剤との密着性をさらに一層高め、かつ過酷な環境下で使用されても封止剤にクラック又は剥離をさらに一層生じ難くする観点からは、上記アルコキシシラン化合物は、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、又は2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランであることが好ましい。
 上記第1のオルガノポリシロキサンと上記第2のオルガノポリシロキサンとの合計100重量部に対して、上記アルコキシシラン化合物の含有量は、0.01重量部以上、5重量部以下であることが好ましい。上記第1のオルガノポリシロキサンと上記第2のオルガノポリシロキサンとの合計100重量部に対して、上記アルコキシシラン化合物の含有量のより好ましい下限は0.1重量部、より好ましい上限は3重量部である。上記アルコキシシラン化合物の含有量が上記下限以上であると、ハウジングと封止剤との湿度に対する接着信頼性がより一層高くなり、かつ過酷な環境下で使用されても封止剤にクラック又は剥離がより一層生じ難くなる。上記アルコキシシラン化合物の含有量が上記上限以下であると、封止剤の貯蔵安定性がより一層良好になる。
 (酸化ケイ素粒子)
 本発明に係る光半導体装置用封止剤は、酸化ケイ素粒子をさらに含むことが好ましい。該酸化ケイ素粒子の使用により、封止剤の硬化物の耐熱性及び耐光性を損なうことなく、硬化前の封止剤の粘度を適当な範囲に調整できる。従って、封止剤の取り扱い性を高めることができる。
 上記酸化ケイ素粒子の一次粒子径の好ましい下限は5nm、より好ましい下限は8nm、好ましい上限は200nm、より好ましい上限は150nmである。上記酸化ケイ素粒子の一次粒子径が上記好ましい下限を満たすと、酸化ケイ素粒子の分散性がより一層高くなり、封止剤の硬化物の透明性がより一層高くなる。上記酸化ケイ素粒子の一次粒子径が上記好ましい上限を満たすと、25℃における粘度の上昇効果を充分に得ることができ、かつ温度上昇における粘度の低下を抑制できる。
 上記酸化ケイ素粒子の一次粒子径は、以下のようにして測定される。光半導体装置用封止剤の硬化物を透過型電子顕微鏡(商品名「JEM-2100」、日本電子社製)を用いて観察する。視野中の100個の酸化ケイ素粒子の一次粒子の大きさをそれぞれ測定し、測定値の平均値を一次粒子径とする。上記一次粒子径は、上記酸化ケイ素粒子が球形である場合には酸化ケイ素粒子の直径の平均値を意味し、非球形である場合には酸化ケイ素粒子の長径の平均値を意味する。
 上記酸化ケイ素粒子のBET比表面積の好ましい下限は30m/g、好ましい上限は400m/gである。上記酸化ケイ素粒子のBET比表面積が30m/g以上であると、封止剤の25℃における粘度を好適な範囲に制御でき、温度上昇における粘度の低下を抑制できる。上記酸化ケイ素粒子のBET比表面積が400m/g以下であると、酸化ケイ素粒子の凝集が生じ難くなり、分散性を高くすることができ、更に封止剤の硬化物の透明性をより一層高くすることができる。
 上記酸化ケイ素粒子としては特に限定されず、例えば、フュームドシリカ、溶融シリカ等の乾式法で製造されたシリカ、並びにコロイダルシリカ、ゾルゲルシリカ、沈殿シリカ等の湿式法で製造されたシリカ等が挙げられる。なかでも、揮発成分が少なく、かつ透明性がより一層高い封止剤を得る観点からは、上記酸化ケイ素粒子として、フュームドシリカが好適に用いられる。
 上記フュームドシリカとしては、例えば、Aerosil 50(比表面積:50m/g)、Aerosil 90(比表面積:90m/g)、Aerosil 130(比表面積:130m/g)、Aerosil 200(比表面積:200m/g)、Aerosil 300(比表面積:300m/g)、及びAerosil 380(比表面積:380m/g)(いずれも日本アエロジル社製)等が挙げられる。
 上記酸化ケイ素粒子は、有機ケイ素化合物により表面処理されていることが好ましい。この表面処理により、酸化ケイ素粒子の分散性が非常に高くなり、硬化前の封止剤の温度上昇による粘度の低下をより一層抑制できる。
 上記有機ケイ素化合物としては特に限定されず、例えば、アルキル基を有するシラン系化合物、ジメチルシロキサン等のシロキサン骨格を有するケイ素系化合物、アミノ基を有するケイ素系化合物、(メタ)アクリロイル基を有するケイ素系化合物、及びエポキシ基を有するケイ素系化合物等が挙げられる。上記「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基とを意味する。
 酸化ケイ素粒子の分散性をさらに一層高める観点からは、表面処理に用いられる上記有機ケイ素化合物は、ジメチルシリル基を有する有機ケイ素化合物、トリメチルシリル基を有する有機ケイ素化合物及びポリジメチルシロキサン基を有する有機ケイ素化合物からなる群から選択された少なくとも1種であることが好ましい。また、酸化ケイ素粒子の分散性をさらに一層高める観点からは、表面処理に用いられる上記有機ケイ素化合物は、トリメチルシリル基を有する有機ケイ素化合物及びポリジメチルシロキサン基を有する有機ケイ素化合物の内の少なくとも1種であることが好ましい。
 アリール基を有する第1,第2のオルガノポリシロキサンと、蛍光体とを含む封止剤は、硬化前に高温に晒されると封止剤の粘度が急激に低下して、蛍光体が沈降しやすい。このため、硬化の際に、封止剤が高温に晒されると、発光素子の周辺に蛍光体が偏在して、光が乱反射する。この結果、発光素子から発せられる光の一部が封止剤の硬化物中で失われ、光半導体装置から取り出される光量が少なくなるという問題がある。
 本発明に係る光半導体装置用封止剤が、上記有機ケイ素化合物により表面処理された酸化ケイ素粒子を含むことにより、アリール基を有する上記第1,第2のオルガノポリシロキサンを含むにもかかわらず、封止剤の高温での粘度を十分な高さに維持できる。これにより、封止剤が高温に加熱された時の粘度を適切な範囲に調整でき、封止剤中の蛍光体の分散状態を均一に保つことができる。
 有機ケイ素化合物による表面処理する方法の一例として、ジメチルシリル基を有する有機ケイ素化合物又はトリメチルシリル基を有する有機ケイ素化合物を用いる場合には、例えば、ジクロロジメチルシラン、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシリルクロライド及びトリメチルメトキシシラン等を用いて、酸化ケイ素粒子を表面処理する方法が挙げられる。ポリジメチルシロキサン基を有する有機ケイ素化合物を用いる場合には、ポリジメチルシロキサン基の末端にシラノール基を有する化合物及び環状シロキサン等を用いて、酸化ケイ素粒子を表面処理する方法が挙げられる。
 上記ジメチルシリル基を有する有機ケイ素化合物により表面処理された酸化ケイ素粒子の市販品としては、R974(比表面積:170m/g)、及びR964(比表面積:250m/g)(いずれも日本アエロジル社製)等が挙げられる。
 上記トリメチルシリル基を有する有機ケイ素化合物により表面処理された酸化ケイ素粒子の市販品としては、RX200(比表面積:140m/g)、及びR8200(比表面積:140m/g)(いずれも日本アエロジル社製)等が挙げられる。
 上記ポリジメチルシロキサン基を有する有機ケイ素化合物により表面処理された酸化ケイ素粒子の市販品としては、RY200(比表面積:120m/g)(日本アエロジル社製)等が挙げられる。
 上記有機ケイ素化合物により酸化ケイ素粒子を表面処理する方法は特に限定されない。この方法としては、例えば、ミキサー中に酸化ケイ素粒子を添加し、攪拌しながら有機ケイ素化合物を添加する乾式法、酸化ケイ素粒子のスラリー中に有機ケイ素化合物を添加するスラリー法、並びに、酸化ケイ素粒子の乾燥後に有機ケイ素化合物をスプレー付与するスプレー法などの直接処理法等が挙げられる。上記乾式法で用いられるミキサーとしては、ヘンシェルミキサー及びV型ミキサー等が挙げられる。上記乾式法では、有機ケイ素化合物は、直接、又は、アルコール水溶液、有機溶媒溶液若しくは水溶液として添加される。
 上記有機ケイ素化合物により表面処理されている酸化ケイ素粒子を得るために、光半導体装置用封止剤を調製する際に、酸化ケイ素粒子と上記第1,第2のオルガノポリシロキサン等のマトリクス樹脂との混合時に、有機ケイ素化合物を直接添加するインテグレルブレンド法等を用いてもよい。
 上記第1のオルガノポリシロキサンと上記第2のオルガノポリシロキサンとの合計100重量部に対して、上記酸化ケイ素粒子の含有量は、0.5重量部以上、40重量部以下であることが好ましい。上記第1のオルガノポリシロキサンと上記第2のオルガノポリシロキサンとの合計100重量部に対して、上記酸化ケイ素粒子の含有量のより好ましい下限は1重量部、より好ましい上限は35重量部である。上記酸化ケイ素粒子の含有量が上記下限を満たすと、硬化時の粘度低下を抑制することが可能になる。上記酸化ケイ素粒子の含有量が上記上限を満たすと、封止剤の粘度をより一層適正な範囲に制御でき、かつ封止剤の透明性をより一層高めることができる。
 (蛍光体)
 本発明に係る光半導体装置用封止剤は、蛍光体をさらに含有してもよい。上記蛍光体は、光半導体装置用封止剤を用いて封止する発光素子が発する光を吸収し、蛍光を発生することによって、最終的に所望の色の光を得ることができるように作用する。上記蛍光体は、発光素子が発する光によって励起され、蛍光を発し、発光素子が発する光と蛍光体が発する蛍光との組み合わせによって、所望の色の光を得ることができる。
 例えば、発光素子として紫外線LEDチップを使用して最終的に白色光を得ることを目的とする場合には、青色蛍光体、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を組み合わせて用いることが好ましい。発光素子として青色LEDチップを使用して最終的に白色光を得ることを目的とする場合には、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を組み合わせて用いるか、又は、黄色蛍光体を用いることが好ましい。上記蛍光体は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
 上記青色蛍光体としては特に限定されず、例えば、(Sr、Ca、Ba、Mg)10(POCl:Eu、(Ba、Sr)MgAl1017:Eu、(Sr、Ba)MgSi:Eu等が挙げられる。
 上記赤色蛍光体としては特に限定されず、例えば、(Sr、Ca)S:Eu、(Ca、Sr)Si:Eu、CaSiN:Eu、CaAlSiN:Eu、YS:Eu、LaS:Eu、LiW:(Eu、Sm)、(Sr、Ca、Bs、Mg)10(POCl:(Eu、Mn)、BaMgSi:(Eu、Mn)等が挙げられる。
 上記緑色蛍光体としては特に限定されず、例えば、Y(Al、Ga)12:Ce、SrGa:Eu、CaScSi12:Ce、SrSiON:Eu、ZnS:(Cu、Al)、BaMgAl1017(Eu、Mn)、SrAl:Eu等が挙げられる。
 上記黄色蛍光体としては特に限定されず、例えば、YAl12:Ce、(Y、Gd)Al12:Ce、TbAl12:Ce、CaGa:Eu、SrSiO:Eu等が挙げられる。
 さらに、上記蛍光体としては、有機蛍光体であるペリレン系化合物等が挙げられる。
 上記蛍光体の体積平均粒径の好ましい下限は1μm、より好ましい下限は2μm、好ましい上限は30μm、より好ましい上限は25μmである。
 所望の色の光を得るように、上記蛍光体の含有量は適宜調整でき、特に限定されない。本発明に係る光半導体装置用封止剤100重量部に対して、上記蛍光体の含有量は0.1重量部以上、40重量部以下であることが好ましい。また、本発明に係る光半導体装置用封止剤が蛍光体を含む場合には、光半導体装置用封止剤の蛍光体を除く全成分100重量部に対して、上記蛍光体の含有量は0.1重量部以上、40重量部以下であることが好ましい。
 (他の成分)
 本発明に係る光半導体装置用封止剤は、必要に応じて、分散剤、酸化防止剤、消泡剤、着色剤、変性剤、レベリング剤、光拡散剤、熱伝導性フィラー又は難燃剤等の添加剤をさらに含有してもよい。
 なお、上記第1のオルガノポリシロキサンと、上記第2のオルガノポリシロキサンと、上記ヒドロシリル化反応用触媒と、上記有機化合物Aとは、これらを1種又は2種以上含む液を別々に調製しておき、使用直前に複数の液を混合して、本発明に係る光半導体装置用封止剤を調製してもよい。例えば、上記第1のオルガノポリシロキサン、上記ヒドロシリル化反応用触媒及び上記有機化合物Aを含むA液と、上記第2のオルガノポリシロキサンを含むB液とを別々に調製しておき、使用直前にA液とB液を混合して、本発明に係る光半導体装置用封止剤を調製してもよい。このように上記第1のオルガノポリシロキサン、上記ヒドロシリル化反応用触媒及び上記有機化合物Aと上記第2のオルガノポリシロキサンとを別々に、第1の液と第2の液との2液にすることによって保存安定性を向上させることができる。上記アルコキシシラン化合物を用いる場合には、該アルコキシシラン化合物は、第1の液に添加してもよく、第2の液に添加してもよい。
 (光半導体装置用封止剤の詳細及び用途)
 本発明に係る光半導体装置用封止剤の硬化温度は特に限定されない。光半導体装置用封止剤の硬化温度の好ましい下限は80℃、より好ましい下限は100℃、好ましい上限は180℃、より好ましい上限は150℃である。硬化温度が上記好ましい下限を満たすと、封止剤の硬化が充分に進行する。硬化温度が上記好ましい上限を満たすと、パッケージの熱劣化が起こり難い。
 硬化方式は特に限定されないが、ステップキュア方式を用いることが好ましい。ステップキュア方式は、一旦低温で仮硬化させておき、その後に高温で硬化させる方法である。ステップキュア方式の使用により、封止剤の硬化収縮を抑えることができる。
 本発明に係る光半導体装置用封止剤の製造方法としては特に限定されず、例えば、ホモディスパー、ホモミキサー、万能ミキサー、プラネタリウムミキサー、ニーダー、三本ロール又はビーズミル等の混合機を用いて、常温又は加温下で、上記第1のオルガノポリシロキサン、上記第2のオルガノポリシロキサン、上記ヒドロシリル化反応用触媒、上記有機化合物A及び必要に応じて配合される他の成分を混合する方法等が挙げられる。
 上記発光素子としては、半導体を用いた発光素子であれば特に限定されず、例えば、上記発光素子が発光ダイオードである場合、例えば、基板上にLED形式用半導体材料を積層した構造が挙げられる。この場合、半導体材料としては、例えば、GaAs、GaP、GaAlAs、GaAsP、AlGaInP、GaN、InN、AlN、InGaAlN、及びSiC等が挙げられる。
 上記基板の材料としては、例えば、サファイア、スピネル、SiC、Si、ZnO、及びGaN単結晶等が挙げられる。また、必要に応じ基板と半導体材料との間にバッファー層が形成されていてもよい。上記バッファー層の材料としては、例えば、GaN及びAlN等が挙げられる。
 本発明に係る光半導体装置としては、具体的には、例えば、発光ダイオード装置、半導体レーザー装置及びフォトカプラ等が挙げられる。このような光半導体装置は、例えば、液晶ディスプレイ等のバックライト、照明、各種センサー、プリンター及びコピー機等の光源、車両用計測器光源、信号灯、表示灯、表示装置、面状発光体の光源、ディスプレイ、装飾、各種ライト並びにスイッチング素子等に好適に用いることができる。
 本発明に係る光半導体装置では、本発明に係る光半導体装置用封止剤の硬化物により、光半導体により形成された発光素子が封止されている。本発明に係る光半導体装置では、LEDなどの光半導体により形成された発光素子を封止するように、光半導体装置用封止剤の硬化物が配置されている。このため、ハウジングと呼ばれるパッケージと封止剤の硬化物との密着性及び湿度に対する接着信頼性を高めることができる。さらに、発光素子を封止している光半導体装置用封止剤の硬化物にクラックが生じ難く、パッケージからの剥離が生じ難く、かつ光透過性、耐熱性、耐候性及びガスバリア性を高めることができる。
 (光半導体装置の実施形態)
 図1は、本発明の一実施形態に係る光半導体装置を示す正面断面図である。
 本実施形態の光半導体装置1は、ハウジング2を有する。ハウジング2内にLEDである光半導体素子3が配置され、実装されている。この光半導体素子3の周囲を、ハウジング2の光反射性を有する内面2aが取り囲んでいる。本実施形態では、光半導体により形成された発光素子として、光半導体素子3が用いられている。
 内面2aは、内面2aの径が開口端に向かうにつれて大きくなるように形成されている。従って、光半導体素子3から発せられた光のうち、内面2aに到達した光が内面2aにより反射され、光半導体素子3の前方側に進行する。光半導体素子3を封止するように、内面2aで囲まれた領域内には、光半導体装置用封止剤4が充填されている。すなわち、ハウジング2内で光半導体素子3が光半導体装置用封止剤4により封止されている。
 本実施形態では、光半導体装置用封止剤4が前述の組成を有するので、ハウジング2と光半導体装置用封止剤4との界面Pの密着性を高めることができ、過酷な環境下で使用されても封止剤にクラック又は剥離が生じ難くすることができる。
 また、ハウジング2の光反射性を高めるために、ハウジング2に酸化チタンが含まれていることがある。光半導体装置用封止剤4はチタン原子を有する有機化合物を含むので、光半導体装置用封止剤4の酸化チタンを含むハウジングに対する密着性及び湿度に対する接着信頼性を効果的に高めることができる。
 なお、図1に示す構造は、本発明に係る光半導体装置の一例にすぎず、光半導体装置の実装構造等には適宜変形され得る。
 以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。
 (合成例1)第1のオルガノポリシロキサンの合成
 温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン63g、ジメチルジメトキシシラン90g、ジフェニルジメトキシシラン183g、及びビニルトリメトキシシラン133gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、水酸化カリウム0.8gを水114gに溶かした溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、反応液に酢酸0.9gを加え、減圧して揮発成分を除去し、酢酸カリウムをろ過により除去して、ポリマー(A)を得た。
 得られたポリマー(A)の数平均分子量(Mn)は1700であった。29Si-NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(A)は、下記の平均組成式(A1)を有していた。
 (MeSiO1/20.19(MeSiO2/20.24(PhSiO2/20.26(ViSiO3/20.31 …式(A1)
 上記式(A1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。得られたポリマー(A)のフェニル基の含有比率は37モル%であった。
 なお、合成例1及び合成例2~8で得られた各ポリマーの分子量は、10mgにテトラヒドロフラン1mLを加え、溶解するまで攪拌し、GPC測定により測定した。GPC測定では、Waters社製の測定装置(カラム:昭和電工社製 Shodex GPC LF-804(長さ300mm)×2本、測定温度:40℃、流速:1mL/min、溶媒:テトラヒドロフラン、標準物質:ポリスチレン)を用いた。
 (合成例2)第1のオルガノポリシロキサンの合成
 温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、ジメチルジメトキシシラン96g、ジフェニルジメトキシシラン318g、及びビニルメチルジメトキシシラン119gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、水酸化カリウム0.8gを水108gに溶かした溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、反応液に酢酸0.9gを加え、減圧して揮発成分を除去し、酢酸カリウムをろ過により除去して、ポリマー(B)を得た。
 得られたポリマー(B)の数平均分子量(Mn)は5300であった。29Si-NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(B)は、下記の平均組成式(B1)を有していた。
 (MeSiO2/20.25(PhSiO2/20.45(ViMeSiO2/20.30 …式(B1)
 上記式(B1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。得られたポリマー(B)のフェニル基の含有比率は52モル%であった。
 (合成例3)第1のオルガノポリシロキサンの合成
 温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメチルメトキシシラン6.3g、ジメチルジメトキシシラン89g、ジフェニルジメトキシシラン318g、及びビニルメチルジメトキシシシラン119gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、水酸化カリウム0.8gを水107gに溶かした溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、反応液に酢酸0.9gを加え、減圧して揮発成分を除去し、酢酸カリウムをろ過により除去して、ポリマー(C)を得た。
 得られたポリマー(C)の数平均分子量(Mn)は5000であった。29Si-NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(C)は、下記の平均組成式(C1)を有していた。
 (MeSiO1/20.01(MeSiO2/20.24(PhSiO2/20.45(ViMeSiO2/20.30 …式(C1)
 上記式(C1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。得られたポリマー(C)のフェニル基の含有比率は52モル%であった。
 (合成例4)第2のオルガノポリシロキサンの合成
 温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン31g、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン50g、ジメチルジメトキシシラン108g、及びフェニルトリメトキシシラン208gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、塩酸1.4gと水101gの溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、減圧して揮発成分を除去してポリマーを得た。得られたポリマーにヘキサン150gと酢酸エチル150gとを添加し、イオン交換水300gで10回洗浄を行い、減圧して揮発成分を除去してポリマー(D)を得た。
 得られたポリマー(D)の数平均分子量(Mn)は1000であった。29Si-NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(D)は、下記の平均組成式(D1)を有していた。
 (MeSiO1/20.09(HMeSiO1/20.23(MeSiO2/20.27(PhSiO3/20.41 …式(D1)
 上記式(D1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基を示す。得られたポリマー(D)のフェニル基の含有比率は33モル%であった。
 (合成例5)第2のオルガノポリシロキサンの合成
 温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン16g、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン50g、ジメチルジメトキシシラン36g、ジフェニルジメトキシシラン183g、フェニルトリメトキシシラン149g、及びビニルトリメトキシシラン45gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、塩酸1.4gと水104gの溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、減圧して揮発成分を除去してポリマーを得た。得られたポリマーにヘキサン150gと酢酸エチル150gとを添加し、イオン交換水300gで10回洗浄を行い、減圧して揮発成分を除去してポリマー(E)を得た。
 得られたポリマー(E)の数平均分子量(Mn)は1000であった。29Si-NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(E)は、下記の平均組成式(E1)を有していた。
 (MeSiO1/20.05(HMeSiO1/20.23(MeSiO2/20.09(PhSiO2/20.26(PhSiO3/20.27(ViSiO3/20.10 …式(E1)
 上記式(E1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。得られたポリマー(E)のフェニル基の含有比率は51モル%であった。
 (合成例6)第2のオルガノポリシロキサンの合成
 温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン31g、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン40g、ジフェニルジメトキシシラン110g、フェニルトリメトキシシラン268g、及びビニルトリメトキシシラン45gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、塩酸1.4gと水116gの溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、減圧して揮発成分を除去してポリマーを得た。得られたポリマーにヘキサン150gと酢酸エチル150gとを添加し、イオン交換水300gで10回洗浄を行い、減圧して揮発成分を除去してポリマー(F)を得た。
 得られたポリマー(F)の数平均分子量(Mn)は1100であった。29Si-NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(F)は、下記の平均組成式(F1)を有していた。
 (MeSiO1/20.09(HMeSiO1/20.19(PhSiO2/20.16(PhSiO3/20.46(ViSiO3/20.10 …式(F1)
 上記式(F1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。得られたポリマー(F)のフェニル基の含有比率は51モル%であった。
 (合成例7)第1のオルガノポリシロキサンの合成
 温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン94g、ジメチルジメトキシシラン99g、ジフェニルジメトキシシラン92g、及びビニルトリメトキシシラン133gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、水酸化カリウム0.8gを水108gに溶かした溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、反応液に酢酸0.9gを加え、減圧して揮発成分を除去し、酢酸カリウムをろ過により除去して、ポリマー(G)を得た。
 得られたポリマー(G)の数平均分子量(Mn)は1800であった。29Si-NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(G)は、下記の平均組成式(G1)を有していた。
 (MeSiO1/20.29(MeSiO2/20.27(PhSiO2/20.13(ViSiO3/20.31 …式(G1)
 上記式(G1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。得られたポリマー(G)のフェニル基の含有比率は21モル%であった。
 (合成例8)第2のオルガノポリシロキサンの合成
 温度計、滴下装置及び攪拌機を備えた1000mLのセパラブルフラスコに、トリメチルメトキシシラン31g、1,1,3,3-ヘキサメチルジシロキサン50g、ジメチルジメトキシシラン140g、ジフェニルジメトキシシラン59g、フェニルトリメトキシシラン48g、及びビニルトリメトキシシラン45gを入れ、50℃で攪拌した。その中に、塩酸1.4gと水92gの溶液をゆっくりと滴下し、滴下後に50℃で6時間攪拌し、反応させて、反応液を得た。次に、減圧して揮発成分を除去してポリマーを得た。得られたポリマーにヘキサン150gと酢酸エチル150gとを添加し、イオン交換水300gで10回洗浄を行い、減圧して揮発成分を除去してポリマー(H)を得た。
 得られたポリマー(H)の数平均分子量(Mn)は600であった。29Si-NMRより化学構造を同定した結果、ポリマー(H)は、下記の平均組成式(H1)を有していた。
 (MeSiO1/20.09(HMeSiO1/20.24(MeSiO2/20.38(PhSiO2/20.08(PhSiO3/20.10(ViSiO3/20.10 …式(H1)
 上記式(H1)中、Meはメチル基、Phはフェニル基、Viはビニル基を示す。得られたポリマー(H)のフェニル基の含有比率は23モル%であった。
 (実施例1)
 ポリマーA(10g)、ポリマーD(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)及びテトライソプロポキシチタン(0.05g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (実施例2)
 ポリマーA(10g)、ポリマーD(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、テトライソプロポキシチタン(0.05g)及び3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (実施例3)
 ポリマーA(10g)、ポリマーD(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、チタニウムイソプロポキシオクチレングリコレート(日本曹達社製、TOG、0.05g)及び3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (実施例4)
 ポリマーA(10g)、ポリマーD(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、テトライソプロポキシチタン(0.05g)及びビニルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (実施例5)
 ポリマーB(10g)、ポリマーD(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、テトライソプロポキシチタン(0.05g)及び3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (実施例6)
 ポリマーB(10g)、ポリマーE(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、テトライソプロポキシチタン(0.05g)及び3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (実施例7)
 ポリマーC(10g)、ポリマーD(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、テトライソプロポキシチタン(0.05g)及び3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (実施例8)
 ポリマーC(10g)、ポリマーE(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、テトライソプロポキシチタン(0.05g)及び3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (実施例9)
 ポリマーC(10g)、ポリマーF(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、テトライソプロポキシチタン(0.05g)及び3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (実施例10)
 ポリマーC(10g)、ポリマーF(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、テトラ-n-ブトキシチタン(0.05g)及び3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (実施例11)
 ポリマーC(10g)、ポリマーF(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、テトラキス(2―エチルヘキシルオキシ)チタン(0.05g)及び3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (実施例12)
 ポリマーC(10g)、ポリマーF(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、テトライソプロポキシチタン(0.05g)及び2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (実施例13)
 ポリマーC(10g)、ポリマーF(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)、チタニウムイソプロポキシオクチレングリコレート(0.05g)及び3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (比較例1)
 ポリマーG(10g)、ポリマーD(10g)及び白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (比較例2)
 ポリマーA(10g)、ポリマーH(10g)及び白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が10ppmとなる量)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (比較例3)
 ポリマーA(10g)、ポリマーD(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が20ppmとなる量)、及びテトラ-n-ブトキシジルコニウム(0.05g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (比較例4)
 ポリマーA(10g)、ポリマーD(10g)、白金の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体(封止剤中での白金元素の含有量が20ppmとなる量)、及び3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(0.1g)を混合し、脱泡を行い、光半導体装置用封止剤を得た。
 (評価)
 (光半導体装置の作製)
 銀めっきされたリード電極付きポリフタルアミド製ハウジング材に、ダイボンド材によって主発光ピークが460nmの発光素子が実装されており、発光素子とリード電極とが金ワイヤーで接続されている構造において、得られた光半導体装置用封止剤を注入し、150℃で2時間加熱して硬化させ、光半導体装置を作製した。この光半導体装置を用いて、下記の初期密着性試験、耐湿密着性試験、ガス腐食試験及び熱衝撃試験を実施した。
 (初期密着性試験)
 得られた光半導体装置20個を、赤色インキ内に浸漬して、23℃で8時間放置した。その後、光半導体装置を取り出して、実体顕微鏡(「SMZ-10」、ニコン社製)にてハウジング材と封止剤との界面において赤色インキがしみ込んでいるか否かを観察し、赤色インキがしみ込んでいたサンプルの数(NG数)を数えた。
 (耐湿密着性試験)
 得られた光半導体装置20個を、121℃、100RH%条件下に放置し、耐湿試験を行った。3時間及び8時間放置した後にそれぞれ20個光半導体装置取り出し、耐湿試験後の光半導体装置を赤色インキ内に浸漬して、23℃で8時間放置した。その後、光半導体装置を取り出して、実体顕微鏡(「SMZ-10」、ニコン社製)にてハウジング材と封止剤との界面において赤色インキがしみ込んでいるか否かを観察し、赤色インキがしみ込んでいたサンプルの数(NG数)を数えた。
 (ガス腐食試験)
 得られた光半導体装置を、40℃及び相対湿度90%RH雰囲気下のチャンバー内に入れ、硫化水素ガスの濃度が5ppm、二酸化硫黄ガスの濃度が15ppmとなるようにチャンバー内にガスを充填した。ガスの充填から、24時間後、48時間後、96時間後、168時間後及び500時間後にそれぞれ、銀めっきされたリード電極を目視で観察した。
 銀めっきに変色が見られない場合を「○○」、銀めっきに茶褐色に変色した箇所が少しみられる場合を「○」、銀めっきのほとんどすべてが茶色に変色した場合を「△」、銀めっきのほとんどすべてが黒色に変色した場合を「×」と判定した。
 (熱衝撃試験)
 得られた光半導体装置を、液槽式熱衝撃試験機(「TSB-51」、ESPEC社製)を用いて、-50℃で5分間保持した後、135℃まで昇温し、135℃で5分間保持した後-50℃まで降温する過程を1サイクルとする冷熱サイクル試験を実施した。500サイクル後、1000サイクル後及び1500サイクル後にそれぞれ20個のサンプルを取り出した。
 実体顕微鏡(「SMZ-10」、ニコン社製)にてサンプルを観察した。20個のサンプルの光半導体装置用封止剤にそれぞれクラックが生じているか否か、又は光半導体装置用封止剤がパッケージ又は電極から剥離しているか否かを観察し、クラック又は剥離が生じたサンプルの数(NG数)を数えた。
 結果を下記の表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
  1…光半導体装置
  2…ハウジング
  2a…内面
  3…光半導体素子
  4…光半導体装置用封止剤
  P…ハウジングと封止剤との界面

Claims (9)

  1.  珪素原子に結合した水素原子を有さず、かつ珪素原子に結合したアルケニル基及び珪素原子に結合したアリール基を有する第1のオルガノポリシロキサンと、
     珪素原子に結合した水素原子及び珪素原子に結合したアリール基を有する第2のオルガノポリシロキサンと、
     ヒドロシリル化反応用触媒と、
     チタン原子を有する有機化合物とを含む、光半導体装置用封止剤。
  2.  前記チタン原子を有する有機化合物が、テトライソプロポキシチタン、テトラ-n-ブトキシチタン、テトラキス(2-エチルヘキシルオキシ)チタン又はチタニウムイソプロポキシオクチレングリコレートである、請求項1に記載の光半導体装置用封止剤。
  3.  アルコキシシラン化合物をさらに含む、請求項1に記載の光半導体装置用封止剤。
  4.  アルコキシシラン化合物をさらに含む、請求項2に記載の光半導体装置用封止剤。
  5.  前記アルコキシシラン化合物が、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、又は2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランである、請求項3に記載の光半導体装置用封止剤。
  6.  前記アルコキシシラン化合物が、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、又は2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランである、請求項4に記載の光半導体装置用封止剤。
  7.  前記第1のオルガノポリシロキサンが、下記式(1A)で表される第1のオルガノポリシロキサンであり、
     前記第2のオルガノポリシロキサンが、下記式(51A)で表される第2のオルガノポリシロキサンであり、
     前記第1のオルガノポリシロキサン及び前記第2のオルガノポリシロキサンにおける下記式(X)より求められるアリール基の含有比率がそれぞれ、30モル%以上、70モル%以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の光半導体装置用封止剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    前記式(1A)中、a、b及びcは、a/(a+b+c)=0~0.50、b/(a+b+c)=0.40~1.0及びc/(a+b+c)=0~0.50を満たし、R1~R6は、少なくとも1個がフェニル基を表し、少なくとも1個がアルケニル基を表し、フェニル基及びアルケニル基以外のR1~R6は、炭素数1~8の炭化水素基を表す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     前記式(51A)中、p、q及びrは、p/(p+q+r)=0.05~0.50、q/(p+q+r)=0.05~0.50及びr/(p+q+r)=0.20~0.80を満たし、R51~R56は、少なくとも1個がフェニル基を表し、少なくとも1個が珪素原子に直接結合している水素原子を表し、フェニル基及び珪素原子に直接結合している水素原子以外のR51~R56は、炭素数1~8の炭化水素基を表す。
     アリール基の含有比率(モル%)=(前記第1のオルガノポリシロキサン又は前記第2のオルガノポリシロキサンの1分子あたりに含まれるアリール基の平均個数×アリール基の分子量/前記第1のオルガノポリシロキサン又は前記第2のオルガノポリシロキサンの数平均分子量)×100 ・・・式(X)
  8.  ハウジングと、
     前記ハウジング内に配置された光半導体素子と、
     前記ハウジング内で前記光半導体素子を封止するように設けられた請求項1~6のいずれか1項に記載の光半導体装置用封止剤とを備える、光半導体装置。
  9.  ハウジングと、
     前記ハウジング内に配置された光半導体素子と、
     前記ハウジング内で前記光半導体素子を封止するように設けられた請求項7に記載の光半導体装置用封止剤とを備える、光半導体装置。
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