WO2014065143A1 - 熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents

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WO2014065143A1
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thermosetting resin
formula
resin composition
group
compound
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PCT/JP2013/077848
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田島　晶夫
孝志 松尾
毅一 川畑
亨一 阿山
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Jnc株式会社
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Definitions

  • the present invention is a thermosetting resin composition
  • a thermosetting resin composition comprising a thermosetting resin composed of silsesquioxane and organopolysiloxane having both heat resistance and a high refractive index, wherein the thermosetting resin composition is cured.
  • a cured product an optical semiconductor composition containing the thermosetting resin composition, and an optical semiconductor element including the optical semiconductor composition.
  • White LEDs have been used for lighting and other purposes, but heat generation of the LED package has become a problem as the output increases.
  • a silicone resin has been used as a sealing material for white LEDs instead of an epoxy resin.
  • Silicone resins used for LEDs are roughly classified into two types, phenyl silicone resins and methyl silicone resins.
  • phenyl silicone resin has a high refractive index and good light extraction efficiency. Furthermore, since it has a high gas barrier property and good adhesion to the package, it has excellent reliability such as moisture absorption reflow resistance or heat cycle resistance. However, the heat-resistant yellowing is superior to the epoxy resin, and is not sufficient to cope with the large output of the LED.
  • Methyl silicone resin is very excellent in heat-resistant yellowing, but the light extraction efficiency of the LED is not good because of its low refractive index.
  • the methyl silicone resin is mainly composed of dimethyl silicone, the gas barrier property is low, the adhesion with the package is inferior, and there is a problem that the methyl silicone resin is easily peeled off during moisture absorption reflow. When peeling occurs, the luminance of light generated from the LED is lowered, which is not preferable.
  • the commonly used phenyl silicone resin is not only severely deteriorated in luminance due to yellowing but also cracks due to resin deterioration.
  • the dimethyl silicone resin has little luminance degradation due to yellowing, the resin progresses in the high temperature region, cracks are generated and the luminance deteriorates, and it may not be applicable to the high power LED application.
  • thermosetting resin composition having all the balance such as anti-moisture reflow or anti-heat cycle, which can cope with an increase in the output of the white LED, and has both a high refractive index and heat resistance. It was anxious.
  • a cage-type silsesquioxane material excellent in heat resistance and UV resistance has attracted attention, and an LED encapsulant using the material has been reported.
  • Patent Document 1 discloses an LED encapsulant made of a thermosetting resin composition comprising a thermosetting resin in which a SiH group is introduced into a cage-type octasilsesquioxane and an organopolysiloxane having an alkenyl group. .
  • Patent Document 2 discloses a thermosetting resin composition using an incomplete cage type silsesquioxane called a so-called double decker type.
  • the silsesquioxane is a compound obtained by hydrolytic condensation of phenyltrimethoxysilane. Since the position of the Si-Ph group is not random but the structure is controlled, the heat resistance and light resistance are improved while maintaining a high refractive index. Excellent.
  • Patent Document 2 discloses a thermosetting containing a SiH group and a vinyl group obtained by reacting a silanol group part of silsesquioxane having an incomplete cage structure with a SiH group-modified compound and an organopolysiloxane having an alkenyl group. A functional resin is disclosed. And what hardened this thermosetting resin has high heat resistance in spite of being high refractive index, and also has good adhesiveness with the polyphthalamide resin base material or silver base material which is the package material of LED. It is shown.
  • Patent Document 1 only describes the heat resistance at 200 ° C. of the thermosetting resin composition, and it is used for LED sealants such as adhesion to a substrate, heat cycle resistance, moisture absorption reflow resistance, and the like. There is no description of required properties. Further, since the composition is basically composed of units of -Me 2 Si-O, the refractive index is not high. Moreover, although the property of this composition is solid at normal temperature and can be applied to sealing of LED by a molding method, it cannot be applied to sealing of LED of a dispenser method.
  • thermosetting resin containing a SiH group and a vinyl group obtained from the reaction of a double-decker silsesquioxane having four SiH groups described in Patent Document 2 and an organopolysiloxane having two vinyl groups was used.
  • the cured product has a problem that the adhesion performance is deteriorated when the double-decker silsesquioxane content is small.
  • the present invention is a thermosetting resin composition having both heat resistance and UV resistance, high refractive index and gas barrier property, low hardness, high adhesion, and excellent moisture absorption reflow resistance and heat cycle resistance.
  • a thermosetting resin composition having excellent reliability as an LED encapsulant is provided.
  • thermosetting resin containing a SiH group and an alkenyl group obtained from a reaction between a silsesquioxane having a SiH group and an organopolysiloxane having two alkenyl groups, and a straight chain having a SiH group only at one end.
  • a chain-like organopolysiloxane compound, a coupling agent having an epoxy group as an additive, and a Pt catalyst in a thermosetting resin composition sacrificing high refractive index, heat resistance, and even adhesion performance.
  • thermosetting resin composition containing the following (A) to (D).
  • D a Pt catalyst
  • thermosetting resin composition according to item 1 or 2 which contains an organosiloxane compound (E) having two or more alkenyl groups as required. 4). 4. The thermosetting resin composition according to any one of items 1 to 3, wherein the thermosetting resin (A) is a compound represented by the following formula (1).
  • each X is independently A group represented by the following formula (XI), formula (X-II) or formula (X-III), and per molecule of the compound represented by formula (1) [the compound is represented by formula (XI ), A group represented by formula (X-II), and a group represented by formula (X-III) are different from each other in the case of a mixture of the compounds represented by formula (
  • the number of groups represented by XI) is a
  • the number of groups represented by formula (X-II) is b
  • the number of groups represented by formula (X-III) is c
  • R 1 is each independently a group selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl and cyclohexyl
  • m is 1 to 100.
  • R 2 and R 3 are each independently a group selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl, cyclohexyl and phenyl, and r is —OSi (R 3 ) 2 —. Where r is an average value satisfying 2-20.
  • R 4 and R 5 are each independently a group selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl, cyclohexyl and phenyl, and s is —OSi (R 5 ) 2 —. S is an average value satisfying 2 to 20. 5. 5.
  • the thermosetting according to any one of items 1 to 4, wherein the linear organopolysiloxane compound (B) having a SiH group only at one end is a compound represented by the following formula (2): Resin composition.
  • R 6 and R 7 are each independently a group selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl and cyclohexyl, m ′ is the number of repeating —OSi (R 7 ) 2 — An average value satisfying 20. 6). 6.
  • R 8 and R 9 are each independently a group selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl, cyclohexyl and phenyl, and n is —OSi (R 9 ) 2 —.
  • the compounding ratio of the thermosetting resin (A) is 70 to 95% by mass
  • the compounding ratio of the organopolysiloxane compound (B) is 2 to 20% by mass
  • the silane coupling 7.
  • thermosetting resin composition according to any one of items 3 to 7, which contains the organosiloxane compound (E) in a proportion of 1 to 10% by mass as necessary. 9.
  • a cured product obtained by curing the thermosetting resin composition according to any one of 1 to 9 above.
  • An optical semiconductor composition comprising the thermosetting resin composition according to any one of items 1 to 9. 12 12.
  • An optical semiconductor element comprising the optical semiconductor composition according to item 11 as a sealing agent.
  • the cured product obtained by curing the thermosetting resin composition of the present invention has a high refractive index and high heat resistance, and can maintain the advantage of excellent adhesion, while also reducing the hardness of the cured product. it can. Therefore, the cured product sealed with the thermosetting resin composition of the present invention is excellent in stress relaxation ability, and the optical semiconductor device prepared using the thermosetting resin composition can be used for heat cycle resistance test and the like.
  • the optical semiconductor device can withstand strict reliability tests. Furthermore, the optical semiconductor device is low in hardness but low in surface tack, can be diced, and has excellent moldability.
  • thermosetting resin composition of the present invention has a silsesquioxane skeleton as a main component, the cured product is excellent in heat resistance and UV resistance. Furthermore, it exhibits excellent adhesion to housing base materials such as polyphthalamide resin, silver or ceramics, and can withstand strict reliability tests such as moisture reflow or heat cycle tests.
  • thermosetting resin composition of the present invention is that an organopolysiloxane compound having a SiH group only at one end of the present invention is an incomplete cage silsesquioxane having a SiH group and an alkenyl group as main components.
  • the alkenyl group of the thermosetting resin By reacting with the alkenyl group of the thermosetting resin, the crosslink density can be suppressed, resulting in a low hardness capable of stress relaxation, and an organopolysiloxane compound having a SiH group at one end This is considered to be due to the fact that only one end of the organopolysiloxane is bonded, the degree of freedom is high, and the physical properties of the cured resin itself are not changed.
  • thermosetting resin composition of the present invention is characterized by containing the following (A) to (D).
  • D Pt catalyst
  • Thermosetting resin (A) which is a reaction product of silsesquioxane having SiH groups and organopolysiloxane having two alkenyl groups, and containing SiH groups and alkenyl groups, This is a reaction product of silsesquioxane having SiH group and organopolysiloxane having two alkenyl groups.
  • silsesquioxanes having a SiH group examples include double-decker silsesquioxanes and cage-type silsesquioxanes having a T8 structure.
  • the cage silsesquioxane having a T8 structure has eight functional groups, whereas the double-decker silsesquioxane used in the present invention has only four functional groups. Easy to control the structure.
  • the double-decker silsesquioxane preferably used in the present invention is incompletely condensed, has a relatively high degree of molecular freedom, and is excellent in flexibility. . From such a viewpoint, double-decker silsesquioxane is preferable.
  • thermosetting resin (A) examples include a compound represented by the following formula (1).
  • Xs are each independently a group represented by the following formula (XI), formula (X-II) or formula (X-III).
  • R 1 is each independently a group selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl and cyclohexyl, and m is 1 to 100. Among these, m is preferably 1.
  • R 2 and R 3 are each independently a group selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl, cyclohexyl and phenyl, preferably methyl.
  • r is the number of repetitions of —OSi (R 3 ) 2 —, and r is an average value satisfying 2 to 20. r is more preferably 2 to 10.
  • R 1 is the same as R 1 in Formula (1).
  • R 4 and R 5 are each independently a group selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl, cyclohexyl and phenyl, and s is —OSi (R 5 ) 2 —.
  • S is an average value satisfying 2 to 20.
  • s is preferably from 2 to 10, and more preferably from 2 to 4.
  • the compound is represented by the group represented by the formula (XI), the group represented by the formula (X-II), and the formula (X-III)
  • the number of groups represented by the formula (XI) of the compound 1 molecule average is a
  • the number of groups represented by the formula (X-II) is b
  • c + is the number of groups represented by formula (X-III)
  • a + 2b + c 4, 0 ⁇ a ⁇ 3, 0 ⁇ b ⁇ 1, and 0 ⁇ c ⁇ 3 .
  • the above compound represented by the general formula (1) has a> c, and on average, the number of SiH groups is larger than that of vinyl groups, and can be defined as a so-called SiH group type thermosetting resin. From the viewpoint of conspicuous excellent characteristics when a cured product is used, a is preferably from 1.0 to 3.0, and more preferably from 1.3 to 2.5.
  • A, b, and c in the compound represented by the general formula (1) can be adjusted by the inventor's discretion, for example, in accordance with the production method described in International Publication No. 2011/145638. Can be adjusted.
  • the thermosetting resin composition of the present invention preferably contains 70 to 95% by mass, and preferably 80 to 90% by mass of the thermosetting resin (A) based on the total amount of the thermosetting resin composition. More preferred.
  • the characteristics possessed by the double-decker silsesquioxane that is, the characteristics such as heat resistance, UV resistance, and high refractive index are maintained. It is possible.
  • cured material can be D45 or less by making the mixture ratio of a thermosetting resin (A) into 95 mass% or less.
  • R 6 and R 7 are each independently a group selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl and cyclohexyl, and in particular, a methyl group having 1 carbon atom, A butyl group having a number of 4 is preferred.
  • m ′ is the number of repetitions of —OSi (R 7 ) 2 —.
  • m ′ is an average value satisfying 4 to 20, and preferably an average value satisfying 4 to 15. Further, an average value satisfying 5 to 10 is preferable.
  • the organopolysiloxane compound (B) can be produced by a known and usual method. For example, it can be synthesized by the method described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-273178 or Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-055546.
  • the organopolysiloxane compound (B) is used to reduce the hardness. That is, by reacting with the alkenyl group of the thermosetting resin (A) to lower the overall crosslink density, an increase in hardness can be suppressed and a reduction in hardness can be achieved.
  • the content of the organopolysiloxane compound (B) in the thermosetting resin composition of the present invention is such that the refractive index of the cured product obtained by curing the thermosetting resin composition is 1.5 or more. An amount is preferred. Moreover, since hardness will not fall if there is too little, it is preferable that it is content that the hardness of hardened
  • the number average molecular weight of the organopolysiloxane compound (B) is preferably 148 to 2000, and more preferably 400 to 1000. If the number average molecular weight of the organopolysiloxane compound (B) is 400 or less, the volatility becomes high and there is a risk of dispersal at the stage of blending and curing the cured composition, so a number average molecular weight of 400 or more is more preferable.
  • the number average molecular weight of the organopolysiloxane compound (B) is set to 2000 or less, a reaction product of silsesquioxane having SiH group and organopolysiloxane having two alkenyl groups, It is possible to maintain compatibility with a thermosetting resin containing an alkenyl group, maintain the transparency of the cured product, and maintain adhesion performance.
  • the blending ratio of the organopolysiloxane compound (B) is preferably 5 to 20% by mass, more preferably 5 to 15% by mass in the total thermosetting resin composition of the present invention.
  • the blending ratio of the organopolysiloxane compound (B) is preferably 5 to 20% by mass, more preferably 5 to 15% by mass in the total thermosetting resin composition of the present invention.
  • (C) Coupling agent having an epoxy group examples include 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane. , 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane and 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane. Among these, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane is more preferable.
  • the blending ratio of the silane coupling agent (C) is preferably 0.1 to 5.0% by mass and preferably 0.2 to 2% by mass in the total thermosetting resin composition of the present invention. More preferred. More preferably, the content is 0.25% by mass to 1.0% by mass.
  • Pt catalyst (D) is a catalyst containing platinum, and the platinum may not be oxidized or may be oxidized. Examples of oxidized platinum include platinum oxide. Examples of the partially oxidized platinum include an Adams catalyst.
  • Examples of the Pt catalyst include a Karstedt catalyst, a Spear catalyst, and hexachloroplatinic acid. These are generally well known catalysts. Among these, a non-oxidized type Karsted catalyst is preferable.
  • the blending ratio of the Pt catalyst (D) in the total thermosetting resin composition of the present invention is preferably an amount sufficient to advance the curing of the curable resin composition of the present invention, specifically, 0.01 ppm to 10 ppm is preferable, and 0.1 ppm to 1 ppm is more preferable.
  • Curing can be advanced by setting the blending ratio of the Pt catalyst (D) to 0.01 ppm or more. By setting the blending ratio of the Pt catalyst (D) to 0.1 ppm or more, the curing can be rapidly advanced. Moreover, the heat resistance of hardened
  • thermosetting resin composition of the present invention may contain (E) an organosiloxane compound having two or more alkenyl groups as required.
  • organosiloxane compound (E) having two or more alkenyl groups include compounds represented by the following general formula.
  • R 8 and R 9 are each independently a group selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl, cyclohexyl and phenyl, and n is —OSi (R 9 ) 2 —. The average value satisfying 1 to 50.
  • the organopolysiloxane compound (E) is a component for adjusting the viscosity of the cured composition of the present invention and assisting the cured product with strength or flexibility.
  • R 8 and R 9 are all alkyl having 1 to 4 carbon atoms, methyl having 1 carbon atoms is preferably used, and is represented by the following general formula (4).
  • n ′ is an average value satisfying 1 to 20.
  • n 'exceeds 20 the compatibility with the cured composition of the present invention is deteriorated, which is not preferable.
  • 5 or more is preferable, and 10 or less is preferable from the viewpoint of a gas barrier. From the viewpoint of flexibility and gas barrier, 5 to 8 is particularly preferable.
  • x is an average value satisfying 1 to 50, preferably 1 to 20.
  • y + z is an average value satisfying 1 to 50, and a value satisfying y / (y + z) ⁇ 0.5 is preferable from the viewpoint of refractive index and gas barrier.
  • y + z is preferably 10 or more.
  • organosiloxane compounds (E) having two or more alkenyl groups may be used in combination as desired by the inventor.
  • the organosiloxane compound (E) can be produced by a known and commonly used method. Specifically, for example, the organosiloxane compound represented by the formula (4) is subjected to an equilibration reaction between tetramethylvinyldisiloxane and octamethylcyclotetrasiloxane in the presence of a solid acid catalyst such as activated clay, and then filtered. Can be produced by removing the solid acid catalyst by a low boiling point under a vacuum condition of about 0.13 kPa and a temperature of 100 to 120 ° C.
  • the organosiloxane compound represented by the formula (5) or the formula (6) can be produced by a known and commonly used method.
  • the organosiloxane compound represented by Formula (5) or Formula (6) is industrially available from GELEST.
  • the blending ratio of the organosiloxane compound (E) is preferably 10% by mass or less in the total thermosetting resin composition of the present invention. It is preferable to adjust the blending ratio of the organosiloxane compound (E) to 10% by mass or less because the heat resistance is improved and the resin strength is increased.
  • thermosetting resin composition of the present invention may further contain the following components.
  • Curing retarder known ones used in addition-type curable compositions with hydrosilylation catalysts can be used. Specific examples include compounds containing two or more alkenyl groups, compounds containing aliphatic unsaturated bonds, organophosphorus compounds, tin compounds, and organic peroxides. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the compound containing two or more alkenyl groups include disiloxanes containing both vinyl groups, trisiloxanes, and vinyl group-containing cyclic siloxanes such as 1,3,5,7-tetravinyltetramethylcyclotetrasiloxane. Can be mentioned.
  • Examples of the compound containing an aliphatic unsaturated bond include 3-methyl-1-dodecin-3-ol, 3,5-dimethyl-1-hexyn-3-ol, 1-ethynyl-1-cyclohexanol and the like. Mention may be made of propargyl alcohols, ene-yne compounds, maleic esters such as maleic anhydride and dimethyl maleate.
  • organophosphorus compounds examples include triorganophosphine, diorganophosphine, organophosphone, and triorganophosphite.
  • tin compounds include stannous halide dihydrate and stannous carboxylate.
  • organic peroxide include di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, and t-butyl perbenzoate.
  • 1,3-divinyldisiloxane 1,3,5,7-tetravinyltetramethylcyclotetrasiloxane or 1-ethynyl-1-cyclohexanol is preferred.
  • thermosetting resin composition of the present invention By blending a curing retarder with the thermosetting resin composition of the present invention, an increase in viscosity at room temperature can be suppressed and a pot life can be earned.
  • the content of the curing retarder in the thermosetting resin composition of the present invention is preferably 0.001 to 0.1% by mass, and more preferably 0.01 to 0.05% by mass.
  • thermosetting resin composition of the present invention ii) Phosphor A phosphor is dispersed in the thermosetting resin composition of the present invention to have a light emitting function and can be used as a composition for LED.
  • the phosphor content in the thermosetting resin composition of the present invention is preferably 1 to 90% by mass, and more preferably 2 to 50% by mass.
  • the concentration distribution of the phosphor in the composition may be uniform or different.
  • the type of phosphor to be used, the presence / absence of the phosphor concentration distribution, and the conditions for the distribution may be determined according to the use environment, application, and purpose of the LED.
  • silica Silica may be added to the thermosetting resin composition of the present invention for the purpose of improving the resin strength or preventing the precipitation of the phosphor.
  • the ratio of silica in the thermosetting resin composition of the present invention is preferably 1 to 10% by weight ratio with respect to the total amount of the thermosetting resin composition.
  • Silica may be a finely divided natural silica (natural silica), or may be industrially synthesized silica (synthetic silica). Since natural silica is a crystal, it has a crystal axis. For this reason, although the optical characteristic derived from a crystal
  • Synthetic silica includes wet synthetic silica and dry synthetic silica, but the use is not particularly limited in the present invention.
  • synthetic silica may have water of crystallization regardless of the production method, and if this water of crystallization may affect the thermosetting resin composition or cured product, LED element, etc., the number of water of crystallization It is preferable to select in consideration of the above.
  • Synthetic silica is amorphous rather than crystal, so there is no crystal axis, and optical characteristics derived from crystal cannot be expected. However, in addition to controlling the particle distribution, it is possible to take advantage of the feature that the particle diameter can be made extremely small.
  • fumed silica has a nano-order particle size and excellent particle dispersibility. Furthermore, when compared with the same weight, the smaller the particle diameter, the larger the total surface area, so that the light reflection direction becomes more diversified, so that it can be used more preferably.
  • silica has a large surface area and is a hydrophilic material (hydrophilic silica) due to the effect of silanol present on the surface, but can also be made into hydrophobic silica by chemical modification.
  • hydrophilic silica hydrophilic silica
  • Which type of silica is used is selected depending on the purpose, but in the present invention, it is preferable to use hydrophilic silica in experimental verification.
  • thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited.
  • a mixer such as a homodisper, a homomixer, a universal mixer, a planetarium mixer, a kneader, a triple roll or a bead mill
  • examples include a method of mixing the above-described curing accelerator, silicone resin, and, if necessary, each predetermined amount of the thermosetting agent, antioxidant, and the like under heating.
  • thermosetting resin composition of this invention or its hardened
  • light such as a die bonding material for connecting to sealing agent, a housing material, a lead electrode, or a heat sink, a light emitting diode
  • a light emitting element of a semiconductor element is flip-chip mounted, it can be used as an underfill material or a passivation film on the light emitting element.
  • the optical semiconductor device which can take out the light by the light emission from an optical semiconductor element efficiently can be manufactured, it can use suitably as a sealing agent, an underfill material, or a die-bonding material.
  • the temperature is preferably 60 to 200 ° C., more preferably 80 to 160 ° C.
  • the time is preferably 1 hour to 24 hours, more preferably 2 hours to 5 hours.
  • the hardness of the cured product obtained by curing the thermosetting resin composition of the present invention is preferably 45 or less in D hardness and 30 or more in A hardness.
  • the refractive index is preferably a high refractive index of 1.5 or more. When the refractive index is 1.5 or more, the cured product is excellent in LED light extraction efficiency.
  • the method for sealing the light emitting element with the composition for optical semiconductors of the present invention is not particularly limited.
  • the composition for optical semiconductor of the present invention is previously injected into a mold mold, and the light emitting elements are fixed thereto.
  • Examples include a method of curing after immersing a lead frame or the like, and a method of injecting and curing the composition for optical semiconductors of the present invention into a mold in which a light emitting element is inserted.
  • Examples of the method for injecting the composition for optical semiconductor of the present invention include injection by a dispenser, transfer molding, and injection molding. Further, as other sealing methods, for example, the optical semiconductor composition of the present invention is dropped onto a light emitting device, stencil printing, screen printing, a method of applying and curing through a mask, and a light emitting device on the bottom. A method of injecting the composition for optical semiconductor of the present invention into a cup or the like with a dispenser or the like and curing it.
  • An optical semiconductor element containing the composition for optical semiconductor elements of the present invention as a sealant is also one aspect of the present invention.
  • Thermosetting resin comprising a silsesquioxane having a SiH group and an organopolysiloxane having two alkenyl groups, which is a component (A) of the present invention.
  • Silsesquioxane derivative base polymer 1 and silsesquioxane derivative base polymer 2 produced by the method disclosed in International Publication No. 2011/145638 as thermosetting resins containing SiH group and alkenyl group was used.
  • the number average molecular weight of the polymer synthesized in the present invention was measured as follows. Using a high-performance liquid chromatograph system CO-2065plus manufactured by JASCO Corporation, 20 ⁇ L of a THF solution having a sample concentration of 1 mass% was used as an analysis sample. Column: Shodex KF804L [manufactured by Showa Denko KK] (two in series Connection), column temperature: 40 ° C., detector: RI, eluent: THF, eluent flow rate: 1.0 mL per minute, measured by GPC method, and determined by polystyrene conversion.
  • (B) Linear organopolysiloxane compound having a SiH group only at one end
  • the number average molecular weight manufactured by JNC Corporation A 900 or 500 single-ended SiH silicone was used.
  • a SiH silicone having a number average molecular weight of 500 at both ends was used as a comparative compound for the component (B).
  • organopolysiloxane having SiH groups at only one end and having number average molecular weights of 900 and 500 those produced by referring to the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-273178 were used.
  • the both-end SiH silicone having a number average molecular weight of 500 was prepared by referring to the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-252995.
  • SiH silicone at both ends with a number average molecular weight of 500 As a comparative component of the component (B) of the present invention, a both-end SiH silicone having a number average molecular weight of 500 represented by the following formula was used.
  • Silane coupling agent having epoxy group Glycidyl ether trimethoxysilane registered trade name Silaace S510 (manufactured by JNC Corporation) was used as the silane coupling agent which is the component (C) of the present invention.
  • Pt catalyst As the Pt catalyst which is the component (D) of the present invention, a Karsted catalyst trade name Pt-VTS 3 wt% xylene solution (manufactured by Umicore) was used.
  • thermosetting resin composition ⁇ Preparation of thermosetting resin composition>
  • the compound synthesized in the above example or a mixture of polyorganosiloxane was placed in a screw tube.
  • the screw tube was set in a rotating / revolving mixer ["Awatori Nertaro (registered trademark) ARE-250" manufactured by Sinky Co., Ltd.] and mixed and degassed.
  • Humicore's Calsted catalyst (trade name Pt-vtx: xylene solution with 3% Pt concentration) cure retarder: MVS-H (trade name, 1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5, 7-tetramethylcyclotetrasiloxane (manufactured by JNC Corporation) diluted 10 times so that the Pt concentration becomes a predetermined amount, mixed and defoamed again with a rotation / revolution mixer, and thermosetting resin Compositions a to e and comparative compositions f to h and j were obtained.
  • Table 1 shows the blending amount (g) of each thermosetting resin composition.
  • thermosetting resin in which silica was nano-dispersed using a three-roll mill was prepared according to the blending ratio shown in Table 3 of silsesquioxane derivative base polymer 1, one-end SiH silicone having a molecular weight of 900, S510, and silica.
  • thermosetting resin compositions As1 to as3 which are thermosetting resin compositions. It was.
  • Table 3 shows the blending amount (g) of each thermosetting resin composition.
  • silica is as follows.
  • Silica I Fumed silica Hydrophilic type Average primary particle size 7nm
  • Product name Aerosil # 300 Made by Nippon Aerosil Co., Ltd.
  • Silica II Fumed silica Hydrophilic type average primary particle size 12nm
  • thermosetting resin composition is sandwiched between 2 sheets of glass with a Naflon SP packing (4 mm diameter) manufactured by Nichias Co., Ltd. Then, it was cured by heating at 150 ° C. for 4 hours in order, and the glass was peeled off to obtain cured products a to e having a smooth surface of 4 mm and comparative cured products f to h and j.
  • ⁇ Viscosity> The viscosity of the cured product was measured using a TV-22 viscometer cone plate type manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. at a constant temperature bath temperature of 25 ° C.
  • a cured product having a thickness of 4 mm was prepared, and the light transmittance at a wavelength of 400 nm was measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer UV-1650 manufactured by Shimadzu Corporation.
  • the heat resistance test was performed and evaluated by the following method.
  • a cured product having a thickness of 4 mm was prepared, and the light transmittance at a wavelength of 400 nm was measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer UV-1650 manufactured by Shimadzu Corporation to obtain an initial transmittance.
  • the cured product was placed in an oven at 180 ° C. [constant temperature dryer: DX302 manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.] and heat-treated for a certain time (1000 hours in Table 2).
  • the light transmittance of the cured product after the heat resistance test was measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer. From the transmittance at a wavelength of 400 nm, the retention at this wavelength (transmittance after heat treatment for a certain time / initial transmittance at each wavelength ⁇ 100 ) was calculated and evaluated.
  • the transmittance retention at 400 nm after a heat resistance test at 180 ° C. of 1000 hours was 85% or more, “Yes”, when it was 75% or more, ⁇ , and when it was 75% or less, ⁇ .
  • UV transmittance UV light was irradiated on a cured product having a thickness of 4 mm using a Deep UV Lamp manufactured by Ushio Co., Ltd. through a 365 nm band pass filter at an irradiation intensity of 550 to 600 mW / cm 2 .
  • the retention rate of 400 nm after irradiation for 2000 hours was 99% or more, it was evaluated as ⁇ , when 97% or more, ⁇ , and when 97 or less, ⁇ .
  • ⁇ Adhesive strength test PPA> The test was conducted according to JIS K6850 (1999).
  • the test piece was a thermosetting resin between a polyphthalamide resin [Amodel (trade name) A-4122NLWH905 manufactured by Solvay Advanced Polymers Co., Ltd.] adjusted as a substrate according to JIS K6850 (1999).
  • the composition was sandwiched and heat cured at 80 ° C. for 1 hour and then at 150 ° C. for 1 hour.
  • the adhesion test was measured using a 5 kN load cell with a tensile / compression tester [Autograph AGS-500B manufactured by Shimadzu Corporation].
  • ⁇ Adhesion strength test PA9T> The test was conducted according to JIS K6850 (1999).
  • the test piece has a thermosetting resin composition sandwiched between polyphthalamide resin [Kuraray Co., Ltd. Genesta (trade name) PA9T] adjusted in accordance with JIS K6850 (1999) as a base material. This was prepared by heating and curing at 80 ° C. for 1 hour and then at 150 ° C. for 1 hour.
  • the adhesion test was measured using a 5 kN load cell with a tensile / compression tester [Autograph AGS-500B manufactured by Shimadzu Corporation].
  • thermosetting resin composition was injected into 16 PPA resin packages [Model No. 5050 D / G manufactured by Enomoto Co., Ltd.] whose power source was silver-plated with a dispenser (Model No. MPP-1 manufactured by Musashi Co., Ltd.). Thereafter, it was cured by heating at 80 ° C. for 1 hour and 150 ° C. for 4 hours.
  • PPA resin packages were absorbed in an environmental tester (model number SH-241 manufactured by Espec Corp.) under moisture absorption conditions of a relative temperature of 30 ° C., a humidity of 60%, and 192 hours, and then a simulated reflow machine [Malcom ( Reflow was performed twice under a temperature condition (260 ° C.) in accordance with JEDEC standards using a model No. SRS-1C] manufactured by Co., Ltd. The number of peeled pieces and the number of cracks generated in 16 pieces are shown.
  • thermosetting resin composition After injecting a thermosetting resin composition into 16 PPA resin packages [Model No. 5050 D / G made by Enomoto Co., Ltd.] for power LED having a silver-plated bottom, using a dispenser (model No. MPP1 made by Musashi Co., Ltd.) Heat curing was performed under the conditions of 80 ° C. for 1 hour and 150 ° C. for 4 hours. These PPA resin packages were reflowed once with a simulated reflow machine [model SRS-1C manufactured by Malcolm Co., Ltd.] under temperature conditions (260 ° C.) according to JEDEC standards.
  • the cured products a to e using the compositions a to e of the present invention have a hardness in the hardness range of D45 or less to A30, a refractive index of 1.5 or more, and further heat-resistant yellowing, It was found that it was excellent in UV resistance, had good adhesion to a polyphthalamide resin (PPA, PA9T), and was excellent in moisture absorption reflow and heat cycle resistance.
  • PPA polyphthalamide resin
  • PA9T polyphthalamide resin
  • the comparative cured product f using the comparative composition f that does not use an organopolysiloxane compound having a SiH group only at one end had high adhesion but was too hard and did not have heat cycle resistance. Moreover, the hardness of the comparative cured product g using the comparative composition g was reduced only to D45. Moreover, the heat resistance deteriorated.
  • the comparative cured product h using the comparative composition h had a hardness of 66 and a low hardness of 66, but both heat resistance and UV resistance were deteriorated, and adhesion was also deteriorated.
  • Comparative cured product j using comparative composition j had a D hardness of 30 and was excellent in heat resistance, UV resistance and adhesion, but was inferior in moisture absorption reflow resistance and heat cycle resistance.
  • the composition of the present invention in which silica is dispersed is also in the hardness range of D45 or less to A30, the refractive index is 1.5 or more, and further excellent in heat yellowing resistance and UV resistance.
  • the adhesiveness with the polyphthalamide resin (PPA, PA9T) was also good, and further excellent in moisture absorption reflow and heat cycle resistance.
  • this composition is a nano-dispersed silica, which can prevent the precipitation of the phosphor, efficiently extract light, and contribute to reducing the color variation.
  • thermosetting resin composition of the present invention has high heat resistance and high UV resistance, has high adhesion to a substrate and is excellent in toughness, it gives a cured product excellent in moisture absorption reflow resistance and heat cycle resistance. In particular, it is very useful as a sealant for optical semiconductor elements such as high power LEDs.

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Abstract

　本発明は、以下の（Ａ）～（Ｄ）を含有する熱硬化性樹脂組成物に関する。 （Ａ）ＳｉＨ基を有するシルセスキオキサンとアルケニル基を２個有するオルガノポリシロキサンとの反応物であって、ＳｉＨ基とアルケニル基とを含む熱硬化性樹脂（Ｂ）片末端にのみＳｉＨ基を有する直鎖状のオルガノポリシロキサン化合物（Ｃ）エポキシ基を有するシランカップリング剤（Ｄ）Ｐｔ触媒

Description

熱硬化性樹脂組成物
　本発明は、耐熱性と高屈折率とを兼ね備えたシルセスキオキサンとオルガノポリシロキサンからなる熱硬化性樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物であって、該熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物、該熱硬化性樹脂組成物を含有する光半導体用組成物および該光半導体用組成物を含む光半導体素子を提供する。
　白色ＬＥＤが照明等の用途に用いられてきているが、大出力化に伴いＬＥＤパッケージの発熱が問題となっている。また、エポキシ樹脂を封止材料に用いた場合には、その発熱による黄変が避けられなくなっているため、エポキシ樹脂に変わってシリコーン樹脂が白色ＬＥＤの封止材料に用いられてきている。ＬＥＤに用いられるシリコーン樹脂はフェニルシリコーン樹脂とメチルシリコーン樹脂との２種類に大きく分けられる。
　一般的に用いられているフェニルシリコーン樹脂は、屈折率が高く光の取り出し効率が良い。さらにはガスバリア性も高く、パッケージとの密着性も良いため、吸湿リフロー耐性またはヒートサイクル耐性等の信頼性に優れる。しかし、耐熱黄変性についてはエポキシ樹脂よりは優れているもの、ＬＥＤの大出力化に対応するには十分ではない。
　メチルシリコーン樹脂は、耐熱黄変性は非常に優れているが、屈折率が低いためＬＥＤの光取り出し効率がよくない。またメチルシリコーン樹脂は、主にジメチルシリコーンで構成されているためガスバリア性が低く、またパッケージとの密着力が劣り、吸湿リフロー時に剥離しやすいという問題があった。剥離が発生するとＬＥＤから発生する光の輝度が低下するので好ましくない。
　さらに、ハイパワーなＬＥＤが出現し、特にパッケージサイズが小さい場合、局所的に樹脂部に熱がこもり、クラックを引き起こす問題が出てきている。ハイパワーなＬＥＤによる高温通電試験においては、樹脂部の温度は２００℃以上の高温領域に達するとも言われ、より高温領域での長期信頼性が求められてきている。
　前記高温領域においては、一般的に用いられているフェニルシリコーン樹脂においては、黄変による輝度劣化が激しいばかりか、樹脂劣化により、クラックが発生する。ジメチルシリコーン樹脂は、黄変による輝度劣化は少ないものの、前記高温領域においては、樹脂の劣化が進み、クラックが発生し輝度劣化し、前記ハイパワーなＬＥＤ用途には適用できない場合がある。
　上記のように、ＬＥＤ用封止剤に対する要求特性は益々厳しくなってきている。そのため、白色ＬＥＤの大出力化に対応できる、高屈折率と耐熱性とを兼ね備えた封止材料、尚且つ、耐吸湿リフローまたは耐ヒートサイクル等すべてのバランスを兼ね備えた熱硬化性樹脂組成物が切望されていた。
　耐熱性および耐ＵＶ性に優れるカゴ型シルセスキオキサン材料が注目され、該材料を用いたＬＥＤ用封止剤が報告されてきている。
　特許文献１には、カゴ型オクタシルセスキオキサンにＳｉＨ基を導入した熱硬化性樹脂とアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンとの熱硬化性樹脂組成物によるＬＥＤ用封止剤が開示されている。
　特許文献２には、通称ダブルデッカー型と呼ばれる不完全カゴ型シルセスキオキサンを用いた熱硬化性樹脂組成物が開示されている。該シルセスキオキサンは、フェニルトリメトキシシランの加水分解縮合により得られる化合物であり、Ｓｉ－Ｐｈ基の位置がランダムではなく構造制御されているため高屈折率でありながら耐熱性と耐光性に優れる。
　特許文献２には、不完全カゴ型構造のシルセスキオキサンのシラノール基部にＳｉＨ基を修飾した化合物とアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンとの反応から得られるＳｉＨ基とビニル基とを含む熱硬化性樹脂が開示されている。そして、この熱硬化性樹脂を硬化させたものは、高屈折率でありながら耐熱性が高く、さらにＬＥＤのパッケージ材質であるポリフタルアミド樹脂基材または銀基材との密着性が良いことが示されている。
日本国特開２０１２－１０２１６７号公報 国際公開第２０１１／１４５６３８号
　特許文献１には、熱硬化性樹脂組成物の２００℃での耐熱性に関して記載されているのみであり、基材との密着性、ヒートサイクル耐性、吸湿リフロー耐性等のＬＥＤ用封止剤に必要な特性の記載がない。また、該組成物は、基本的に―Ｍｅ２Ｓｉ－Ｏのユニットで構成されているため屈折率は高くない。また、該組成物の性状は、常温で固体であり、モールディング方式によるＬＥＤの封止に適用することができるが、ディスペンサー方式のＬＥＤの封止には適用することができない。
　特許文献２に記載のＳｉＨ基を４つ有するダブルデッカー型シルセスキオキサンとビニル基を２個有するオルガノポリシロキサンとの反応から得られるＳｉＨ基とビニル基とを含む熱硬化性樹脂を用いた硬化物は、ダブルデッカー型シルセスキオキサン含有量が少ない場合、密着性能が悪くなるという問題がある。
　また、一方シルセスキオキサン含有量が多い場合、密着性能は高くなるものの、樹脂が硬くなりすぎてしまうことがある。その結果、応力を緩和できずに、ヒートサイクル試験等の熱衝撃試験においてＬＥＤパッケージからの剥離が起きてしまう問題がある。さらに、ワイヤボンディングタイプのパッケージ方式においては、ワイヤ切断を起こしやすくなるという問題がある。
　本発明は、耐熱性および耐ＵＶ性を兼ね備えた熱硬化性樹脂組成物であり、屈折率およびガスバリア性が高く、低硬度でありながら密着性が高く、吸湿リフロー耐性および耐ヒートサイクル性に優れ、ＬＥＤ用封止剤としての信頼性に優れる熱硬化性樹脂組成物を提供する。
　本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、ＳｉＨ基を有するシルセスキオキサンとアルケニル基を２個有するオルガノポリシロキサンとの反応から得られるＳｉＨ基とアルケニル基とを含む熱硬化性樹脂と、片末端にのみＳｉＨ基を有する直鎖状のオルガノポリシロキサン化合物、添加剤としてエポキシ基を有するカップリング剤、Ｐｔ触媒を熱硬化性樹脂組成物に含有させることにより、高屈折率、耐熱性、さらには密着性能を犠牲にすることなく硬化物を低硬度化させることを可能にし、上記の課題が解決されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
　すなわち、本発明は以下の通りである。
１．以下の（Ａ）～（Ｄ）を含有する熱硬化性樹脂組成物。
（Ａ）ＳｉＨ基を有するシルセスキオキサンとアルケニル基を２個有するオルガノポリシロキサンとの反応物であって、ＳｉＨ基とアルケニル基とを含む熱硬化性樹脂
（Ｂ）片末端にのみＳｉＨ基を有する直鎖状のオルガノポリシロキサン化合物
（Ｃ）エポキシ基を有するシランカップリング剤
（Ｄ）Ｐｔ触媒
２．前記シルセスキオキサンがダブルデッカー型シルセスキオキサンである前項１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
３．必要に応じて（Ｅ）アルケニル基を２個以上有するオルガノシロキサン化合物を含む前項１または２に記載の熱硬化性樹脂組成物。
４．前記熱硬化性樹脂（Ａ）が、下記式（１）で示される化合物であることを特徴とする前項１～３のいずれか１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　式（１）において、Ｘはそれぞれ独立して、
下記式（Ｘ－Ｉ）、式（Ｘ－ＩＩ）または式（Ｘ－ＩＩＩ）で表される基であり、式（１）で表される化合物１分子あたり［該化合物が式（Ｘ－Ｉ）で表される基と式（Ｘ－ＩＩ）で表される基と式（Ｘ－ＩＩＩ）で表される基の割合が異なる化合物の混合物である場合は該化合物１分子平均］の式（Ｘ－Ｉ）で表される基の数をａ、式（Ｘ－ＩＩ）で表される基の数をｂ、式（Ｘ－ＩＩＩ）で表される基の数をｃとした場合に、ａ＋２ｂ＋ｃ＝４であり、０＜ａ≦３であり、０≦ｂ≦１であり、０＜ｃ≦３である。
　Ｒ１はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル及びシクロヘキシルから選択される基であり、ｍは１～１００である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　式（Ｘ－ＩＩ）において、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基であり、ｒは－ＯＳｉ（Ｒ３）２－の繰り返しの数であり、ｒは、２～２０を満たす平均値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　式（Ｘ－ＩＩＩ）において、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基であり、ｓは－ＯＳｉ（Ｒ５）２－の繰り返しの数であり、ｓは、２～２０を満たす平均値である。
５．前記片末端にのみＳｉＨ基を有する直鎖状のオルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）が下記式（２）で示される化合物であることを特徴とする前項１～４のいずれか１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　Ｒ６及びＲ７はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル及びシクロヘキシルから選択される基であり、ｍ’は－ＯＳｉ（Ｒ７）２－の繰り返しの数であり、１～２０を満たす平均値である。
６．前記アルケニル基を２個以上有するオルガノポリシロキサン化合物（Ｅ）が下記式（３）で示される化合物であることを特徴とする前項３～５のいずれか１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　式（３）において、Ｒ８及びＲ９はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基であり、ｎは、－ＯＳｉ（Ｒ９）２－の繰り返しの数であり、１～５０を満たす平均値である。
７．熱硬化性樹脂組成物全量基準で、前記熱硬化性樹脂（Ａ）の配合割合が７０～９５質量％、前記オルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）の配合割合が２～２０質量％、前記シランカップリング剤（Ｃ）の配合割合が０．１～５．０質量％である前項１～６のいずれか１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
８．必要に応じて前記オルガノシロキサン化合物（Ｅ）を１～１０質量％の割合で含有する前項３～７のいずれか１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
９．さらにシリカ及び蛍光体の少なくとも一方を含有する前項１～８のいずれか１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
１０．前項１～９のいずれか１に記載の熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物。
１１．前項１～９のいずれか１に記載の熱硬化性樹脂組成物を含有する光半導体用組成物。
１２．前項１１に記載の光半導体用組成物を封止剤として含む光半導体素子。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られた硬化物は、高屈折率且つ高耐熱性であり、密着性に優れるという利点を保持しながら、硬化物の硬度も低くすることができる。そのため、本発明の熱硬化性樹脂組成物により封止された硬化物は応力緩和能力に優れ、該熱硬化性樹脂組成物を用いて作成された光半導体装置は、耐ヒートサイクル性試験等の厳しい信頼性試験に耐えうる光半導体装置となる。さらには、低硬度でありながら表面タック性が低く、ダイシング可能であり成形性にも優れた光半導体装置となる。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物はシルセスキオキサン骨格が主成分であるので、その硬化物は耐熱性に優れるとともに、耐ＵＶ性にも優れる。さらには、ポリフタルアミド樹脂、銀またはセラミックス等のハウジング基材に対する優れた接着性を示し、吸湿リフローまたはヒートサイクル試験等の厳しい信頼性試験にも耐えうる。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物の優れた特性は、本発明の片末端にのみＳｉＨ基を有するオルガノポリシロキサン化合物が、主剤であるＳｉＨ基とアルケニル基を有する不完全カゴ型シルセスキオキサンの熱硬化性樹脂のアルケニル基と反応することにより、架橋密度を抑えることができ、その結果、応力緩和が可能な低硬度なものとなること、さらに片末端にＳｉＨ基を有するオルガノポリシロキサン化合物は、オルガノポリシロキサンの片末端のみが結合し、自由度が高く、硬化樹脂そのものの物性を変化させないことに起因していると考えられる。
　以下、本発明を詳細に説明する。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物は、以下の（Ａ）～（Ｄ）を含有することを特徴とする。
（Ａ）ＳｉＨ基を有するシルセスキオキサンとアルケニル基を２個有するオルガノポリシロキサンとの反応物であって、ＳｉＨ基とアルケニル基とを含む熱硬化性樹脂
（Ｂ）片末端にのみＳｉＨ基を有する直鎖状のオルガノポリシロキサン化合物
（Ｃ）エポキシ基を有するシランカップリング剤
（Ｄ）Ｐｔ触媒
　以下、各成分について説明する。
（Ａ）ＳｉＨ基を有するシルセスキオキサンとアルケニル基を２個有するオルガノポリシロキサンとの反応物であって、ＳｉＨ基とアルケニル基とを含む熱硬化性樹脂
　熱硬化性樹脂（Ａ）は、ＳｉＨ基を有するシルセスキオキサンとアルケニル基を２個有するオルガノポリシロキサンとの反応物である。
　ＳｉＨ基を有するシルセスキオキサンとしては、ダブルデッカー型シルセスキオキサンおよびＴ８構造のカゴ型シルセスキオキサンが挙げられる。Ｔ８構造のカゴ型シルセスキオキサンは８個の官能基を有しているのに対して、本発明で用いているダブルデッカー型シルセスキオキサンは４つの官能基しか有しておらず、構造の制御が行いやすい。
　また完全縮合型のカゴ型シルセスキオキサンと違い、本発明で好適に用いているダブルデッカー型シルセスキオキサンは不完全縮合型であり、分子の自由度が比較的高く、柔軟性に優れる。このような観点からダブルデッカー型シルセスキオキサンが好ましい。
　熱硬化性樹脂（Ａ）としては、例えば、下記式（１）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　式（１）において、下記Ｘはそれぞれ独立して、下記式（Ｘ－Ｉ）、式（Ｘ－ＩＩ）または式（Ｘ－ＩＩＩ）で表される基である。Ｒ１はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチルおよびシクロヘキシルから選択される基であり、ｍは１～１００である。その中でも、ｍは１が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
　式（Ｘ－ＩＩ）において、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基であり、好ましくはメチルである。ｒは－ＯＳｉ（Ｒ３）２－の繰り返しの数であり、ｒは、２～２０を満たす平均値である。ｒは、２～１０がより好ましい。Ｒ１は式（１）におけるＲ１と同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
　式（Ｘ－ＩＩＩ）において、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基であり、ｓは－ＯＳｉ（Ｒ５）２－の繰り返しの数であり、ｓは、２～２０を満たす平均値である。ｓは、２～１０が好ましく、２～４がより好ましい。
　式（１）で表される化合物１分子あたり［該化合物が式（Ｘ－Ｉ）で表される基と式（Ｘ－ＩＩ）で表される基と式（Ｘ－ＩＩＩ）で表される基の割合が異なる化合物の混合物である場合は該化合物１分子平均］の式（Ｘ－Ｉ）で表される基の数をａ、式（Ｘ－ＩＩ）で表される基の数をｂ、式（Ｘ－ＩＩＩ）で表される基の数をｃとした場合に、ａ＋２ｂ＋ｃ＝４であり、０＜ａ≦３であり、０≦ｂ≦１であり、０＜ｃ≦３である。
　本発明において、ａ＋２ｂ＋ｃ＝４、０＜ａ≦３、０≦ｂ≦１、０＜ｃ≦３を満たす範囲の化合物について説明する。
　一般式（１）で表される上記化合物は、ａ＞ｃであり、平均的にビニル基よりＳｉＨ基の数の方が多く、いわゆるＳｉＨ基型の熱硬化性樹脂と定義できる。前記ａは、硬化物とした際の優れた特性を顕著とさせる観点から、ａが１．０～３．０であることが好ましく、１．３～２．５であることがより好ましい。
　一般式（１）で表される上記化合物中の、ａ、ｂ、ｃは、発明者の任意により、調整することができ、例えば、国際公開第２０１１／１４５６３８号に記載の製造方法に準拠することにより調整することができる。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂組成物全量基準で、前記熱硬化性樹脂（Ａ）を７０～９５質量％含有することが好ましく、８０～９０質量％含有することがより好ましい。熱硬化性樹脂（Ａ）の配合割合を７０質量％以上とすることにより、ダブルデッカー型シルセスキオキサンが保有する特性、すなわち耐熱性、耐ＵＶ性、高屈折率、等の特性を保持させることが可能である。また、熱硬化性樹脂（Ａ）の配合割合を９５質量％以下とすることにより、硬化物の硬度をＤ４５以下にすることが可能である。
（Ｂ）片末端にのみＳｉＨ基を有する直鎖状のオルガノポリシロキサン化合物
　片末端にのみＳｉＨ基を有する直鎖状のオルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）としては、下記式（２）で表わされる化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
　前記式（２）において、Ｒ６及びＲ７はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル及びシクロヘキシルから選択される基であり、なかでも炭素数が１のメチル基か、もしくは炭素数が４のブチル基が好ましい。ｍ’は－ＯＳｉ（Ｒ７）２－の繰り返しの数である。ｍ’は、４～２０を満たす平均値であり、４～１５を満たす平均値であることが好ましい。さらには５～１０を満たす平均値であることが好ましい。
　オルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）は、公知慣用の方法により製造することができる。例えば、日本国特開２０００－２７３１７８号公報または日本国特開２００１－０５５４４６号公報に記載の方法で合成することが出来る。
　オルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）は、硬度を低くするために用いる。すなわち前記熱硬化性樹脂（Ａ）のアルケニル基と反応させて全体の架橋密度を下げることにより、硬度の上昇を抑えることができ低硬度化が可能となる。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物におけるオルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）の含有量は、該熱硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物の屈折率が１．５以上になるような含有量であることが好ましい。また、少なすぎると硬度が下がらないので、硬化物の硬度がＤ４０以下となるような含有量であることが好ましい。
　オルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）の数平均分子量は、１４８～２０００であることが好ましく、４００～１０００であることがより好ましい。オルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）の数平均分子量が４００以下であると、揮発性が高くなり硬化組成物を配合し硬化させる段階で気散する恐れがあるため４００以上の数平均分子量がより好ましい。また、オルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）の数平均分子量を２０００以下とすることにより、ＳｉＨ基を有するシルセスキオキサンとアルケニル基を２個有するオルガノポリシロキサンとの反応物であって、ＳｉＨ基とアルケニル基とを含む熱硬化性樹脂との相溶性を保ち、硬化物の透明性を保ち、また、密着性能を保つことが可能である。
　オルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）の配合割合は、本発明の全熱硬化性樹脂組成物中、５～２０質量％とすることが好ましく、５～１５質量％とすることがより好ましい。オルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）の配合割合を５質量％以上とすることにより、硬化物の硬度をＤ４５以下に下げることが可能である。また、オルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）の配合割合を２０質量％以下とすることにより、硬化物の耐熱性、耐ＵＶ性、密着性等の緒特性を保持させながら効果的に低硬度の硬化物を得ることが可能である。
（Ｃ）エポキシ基を有するカップリング剤
　エポキシ基を有するシランカップリング剤（Ｃ）としては、例えば、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、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシランおよび３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランが挙げられる。これらの中でも３－グリシドキシプロピルトリメトキシシランがより好ましい。
　シランカップリング剤（Ｃ）の配合割合は、本発明の全熱硬化性樹脂組成物中、０．１～５．０質量％とすることが好ましく、０．２～２質量％とすることがより好ましい。さらに好ましくは０．２５質量％～１．０質量％とすることがより好ましい。シランカップリング剤（Ｃ）の配合割合を０．１質量％以上とすることにより、硬化性樹脂のＬＥＤパッケージ基材に対する濡れ性が増し、ヒートサイクル耐性を維持させることが可能である。また、シランカップリング剤（Ｃ）の配合割合を５．０質量％以下とすることにより、耐熱性を保持させることが可能である。
（Ｄ）Ｐｔ触媒
　Ｐｔ触媒（Ｄ）は、白金を含む触媒であり、該白金は酸化されていなくてもよいし、酸化されていてもよい。酸化された白金としては、例えば、酸化白金が挙げられる。部分的に酸化された白金としては、例えば、アダムス触媒が挙げられる。
　Ｐｔ触媒としては、例えば、カルステッド触媒（Ｋａｒｓｔｅｄｔ　ｃａｔａｌｙｓｔ）、スパイヤー触媒（Ｓｐｅｉｅｒ　ｃａｔａｌｙｓｔ）およびヘキサクロロプラチニック酸が挙げられる。これらは一般的によく知られた触媒である。これらの中でも酸化されていないタイプのカルステッド触媒が好ましい。
　本発明の全熱硬化性樹脂組成物中のＰｔ触媒（Ｄ）の配合割合は、本発明の硬化性樹脂組成物の硬化を進めるのに十分な量であることが好ましく、具体的には、０．０１ｐｐｍ～１０ｐｐｍとすることが好ましく、０．１ｐｐｍ～１ｐｐｍとすることがより好ましい。Ｐｔ触媒（Ｄ）の配合割合を０．０１ｐｐｍ以上とすることにより、硬化を進行させることが可能である。Ｐｔ触媒（Ｄ）の配合割合を０．１ｐｐｍ以上とすることにより硬化を速やかに進行させることが可能である。また、Ｐｔ触媒（Ｄ）の配合割合を１０ｐｐｍ以下とすることにより、硬化物の耐熱性を保持させることが可能である。
（Ｅ）アルケニル基を２個以上有するオルガノシロキサン化合物
　本発明の熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて（Ｅ）アルケニル基を２個以上有するオルガノシロキサン化合物を含んでもよい。アルケニル基を２個以上有するオルガノシロキサン化合物（Ｅ）としては、下記一般式で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
　前記式（３）において、Ｒ８及びＲ９はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基であり、ｎは、－ＯＳｉ（Ｒ９）２－の繰り返しの数であり、１～５０を満たす平均値である。
　オルガノポリシロキサン化合物（Ｅ）は、本発明の硬化組成物の粘度の調整や、硬化物に強度または柔軟性を補佐するための成分である。前記式（３）において、Ｒ８及びＲ９が、全て炭素数１～４のアルキルの場合は、好ましくは炭素数１のメチルが用いられ、下記一般式（４）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　前記式（４）において、ｎ’は、１～２０を満たす平均値である。ｎ’が２０を超えると本発明の硬化組成物との相溶性が悪くなり好ましくない。柔軟性を付与する意味では、５以上が好ましく、ガスバリアの観点からは、１０以下が好ましい。柔軟性とガスバリアの観点から５～８が特に好ましい。
　また、前記式（３）においてＲ８及びＲ９の少なくとも一部がフェニル基である下記一般式（５）または（６）で表される化合物も好適に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　前記式（５）において、ｘは１～５０を満たす平均値であり、好ましくは１～２０である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
　前記式（６）において、ｙ＋ｚは、１～５０を満たす平均値であり、屈折率とガスバリアの観点からｙ／（ｙ＋ｚ）＜０．５を満たす値が好ましい。硬化物に柔軟性を付与する意味では、ｙ＋ｚが１０以上であることが好ましい。
　これらのアルケニル基を２個以上有するオルガノシロキサン化合物（Ｅ）は、発明者の任意により組み合わせて使用してもよい。
　オルガノシロキサン化合物（Ｅ）は、公知慣用の方法により製造することができる。具体的には、例えば、式（４）で表わされるオルガノシロキサン化合物は、テトラメチルビニルジシロキサンとオクタメチルシクロテトラシロキサンとを活性白土等の固体酸触媒存在下に平衡化反応させた後、ろ過により固体酸触媒を除去し、その後、０．１３ｋＰａ程度の真空条件、１００～１２０℃の温度条件下で低沸カットさせることにより製造できる。
　また、例えば、式（５）または式（６）で表わされるオルガノシロキサン化合物は、公知慣用の方法により製造できる。また、式（５）または式（６）で表わされるオルガノシロキサン化合物は、工業的にＧＥＬＥＳＴ社より入手可能である。
　オルガノシロキサン化合物（Ｅ）の配合割合は、本発明の全熱硬化性樹脂組成物中、１０質量％以下とすることが好ましい。オルガノシロキサン化合物（Ｅ）の配合割合を１０質量％以下とすることにより、耐熱性が向上し、樹脂強度が高まるため、好ましい。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物には、更に下記成分を配合してもよい。
ｉ）硬化遅延材
　硬化遅延材としては、ヒドロシリル化触媒による付加型硬化性組成物で用いられている公知のものが使用できる。具体的には、例えば、アルケニル基を２個以上含む化合物、脂肪族不飽和結合を含有する化合物、有機リン化合物、スズ系化合物および有機過酸化物が挙げられる。これらを単独使用、または２種以上併用してもよい。
　アルケニル基を２個以上含む化合物としては、例えば、両末端ビニル基含有のジシロキサン、トリシロキサン類および１，３，５，７－テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン等のビニル基含有環状シロキサン類が挙げられる。
　脂肪族不飽和結合を含有する化合物としては、例えば、３－メチル－１－ドデシン－３－オール、３，５－ジメチル－１－ヘキシン－３－オール、１－エチニル－１－シクロヘキサノール等のプロパギルアルコール類、エン－イン化合物類、無水マレイン酸およびマレイン酸ジメチル等のマレイン酸エステル類が挙げられる。
　有機リン化合物としては、例えば、トリオルガノフォスフィン類、ジオルガノフォスフィン類、オルガノフォスフォン類およびトリオルガノフォスファイト類が挙げられる。
　スズ系化合物としては、例えば、ハロゲン化第一スズ２水和物およびカルボン酸第一スズが挙げられる。また有機過酸化物としては、例えば、ジ－ｔ－ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシドおよび過安息香酸ｔ－ブチルが挙げられる。
　これらのうち、１，３－ジビニルジシロキサン、１，３，５，７－テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサンまたは１－エチニル－１－シクロヘキサノールが好ましい。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物に硬化遅延材を配合することで、室温での粘度上昇を抑え、ポットライフを稼ぐことができる。本発明の熱硬化性樹脂組成物における硬化遅延材の含有量は、０．００１～０．１質量％であることが好ましく、０．０１～０．０５質量％であることがより好ましい。
ｉｉ）蛍光体
　本発明の熱硬化性樹脂組成物に蛍光体を分散させることで発光機能を有し、ＬＥＤ用の組成物として用いることができる。本発明の熱硬化性樹脂組成物における蛍光体の含有量は、１～９０質量％であることが好ましく、２～５０質量％であることがより好ましい。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物に用いる事ができる蛍光体に制限はない。また、組成物中における蛍光体の濃度分布が均一であっても、異なっていてもよい。使用する蛍光体の種類、または蛍光体の濃度分布の有無およびその分布の条件は、ＬＥＤの使用環境や用途、目的に応じて決定すればよい。
ｉｉｉ）シリカ
　本発明の熱硬化性樹脂組成物には、樹脂強度を向上させる目的や、蛍光体の沈降を防止する目的で、シリカを添加してもよい。本発明の熱硬化性樹脂組成物におけるシリカの割合は、熱硬化性樹脂組成物全量に対する重量比で１～１０％であることが好ましい。
　シリカは、天然に産する珪石を細粒化（天然シリカ）したものを使用してもよく、産業的に合成されたシリカ（合成シリカ）を使用してもよい。天然シリカの場合、結晶であるため結晶軸を持つ。このため、結晶由来の光学的な特徴を期待することができるものの、比重が合成シリカと比べてやや高いため、熱硬化性樹脂組成物中での分散に影響する場合がある。また、天然物を粉砕して得る場合、不定形状の粒子であったり、粒径分布が広い材料となる場合がある。
　合成シリカは、湿式合成シリカ及び乾式合成シリカがあるが、本発明では特に使用の限定はない。ただし、合成シリカでは製法に関わらず結晶水を持つ場合があり、この結晶水が熱硬化性樹脂組成物若しくは硬化物、またはＬＥＤ素子等に何らかの影響を与える可能性がある場合は、結晶水数も考慮して選択することが好ましい。
　合成シリカは、結晶ではなくアモルファスであるため、結晶軸がなく、結晶由来の光学的な特徴はあまり期待できない。しかしながら、粒子分布の制御のほか、粒子径を極めて小さくできるなどの特徴を活かすことができる。
　特に、ヒュームドシリカはナノオーダーの粒子径であり、粒子の分散性に優れている。さらに同じ重量で比較した場合は、粒子径が小さいほど表面積の総和が大きくなることから、光の反射方向がより多様化するので、より好ましく用いることができる。
　また、一般にシリカは表面積が大きく、かつ表面に存在するシラノールの効果により親水性の材料（親水性シリカ）であるが、化学修飾により疎水性シリカとすることもできる。どちらの性質のシリカを使用するかは、目的により選択されるが、本発明においては、実験的な検証では親水性シリカの使用が好ましい。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物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、三本ロールまたはビーズミル等の混合機を用いて、常温または加温下で、上述した硬化促進剤、シリコーン樹脂、および、必要に応じて上記熱硬化剤、酸化防止剤等の各所定量を混合する方法が挙げられる。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物またはその硬化物の用途としては特に限定されないが、例えば、封止剤、ハウジング材、リード電極または放熱板等に接続するためのダイボンド材、発光ダイオード等の光半導体素子の発光素子をフリップチップ実装した場合のアンダーフィル材、発光素子上のパッシベーション膜として用いることができる。なかでも、光半導体素子からの発光による光を効率よく取り出すことのできる光半導体装置を製造できることから、封止剤、アンダーフィル材またはダイボンド材として好適に用いることができる。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物を加熱により硬化させて硬化物を得る条件としては、温度は６０～２００℃であることが好ましく、好ましくは８０～１６０℃であることがより好ましい。また、時間は１時間～２４時間であることが好ましく、２時間～５時間であることがより好ましい。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物の硬度は、Ｄ硬度で４５以下、Ａ硬度で３０以上の範囲であることが好ましい。また屈折率は１．５以上の高屈折率であることが好ましい。屈折率が１．５以上であると、ＬＥＤの光取り出し効率に優れた硬化物となる。
　本発明の光半導体用組成物で発光素子を封止する方法としては特に限定されず、例えば、モールド型枠中に本発明の光半導体用組成物を予め注入し、そこに発光素子が固定されたリードフレーム等を浸漬した後、硬化させる方法、および発光素子を挿入した型枠中に本発明の光半導体用組成物を注入し硬化する方法が挙げられる。
　本発明の光半導体用組成物を注入する方法としては、例えば、ディスペンサーによる注入、トランスファー成形および射出成形が挙げられる。更に、その他の封止方法としては、例えば、本発明の光半導体用組成物を発光素子上へ滴下、孔版印刷、スクリーン印刷、および、マスクを介して塗布し硬化させる方法、および底部に発光素子を配置したカップ等に本発明の光半導体用組成物をディスペンサー等により注入し、硬化させる方法が挙げられる。
　本発明の光半導体素子用組成物を封止剤として含む光半導体素子もまた、本発明の１つである。
　本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって
限定されない。
（Ａ）ＳｉＨ基を有するシルセスキオキサンとアルケニル基を２個有するオルガノポリシロキサンとの反応物であって、ＳｉＨ基とアルケニル基とを含む熱硬化性樹脂
　本発明の（Ａ）成分である、ＳｉＨ基とアルケニル基とを含む熱硬化性樹脂として、国際公開第２０１１／１４５６３８号に開示されている方法で製造した、下記シルセスキオキサン誘導体ベースポリマー１およびシルセスキオキサン誘導体ベースポリマー２を用いた。
［シルセスキオキサン誘導体ベースポリマー１］
　前記式（１）において、ａ［式（Ｘ－Ｉ）］＝２．３４、２ｂ［式（Ｘ－ＩＩ）］＝０、ｃ［式（Ｘ－ＩＩＩ）］＝１．６６である、下記化学式で表される化合物をシルセスキオキサン誘導体ベースポリマー１とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
［シルセスキオキサン誘導体ベースポリマー２］
　前記式（１）において、ａ［式（Ｘ－Ｉ）］＝２．３７、２ｂ［式（Ｘ－ＩＩ）］＝０．４８、ｃ［式（Ｘ－ＩＩＩ）］＝１．１４である、下記化学式で表される化合物をシルセスキオキサン誘導体ベースポリマー２とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
＜数平均分子量の測定＞
　本発明で合成したポリマーの数平均分子量は、次のように測定した。日本分光（株）製の高速液体クロマトグラフシステムＣＯ－２０６５ｐｌｕｓを使用し、試料濃度１質量％のＴＨＦ溶液２０μＬを分析サンプルとして、カラム：Ｓｈｏｄｅｘ　ＫＦ８０４Ｌ［昭和電工（株）製］（直列に２本接続）、カラム温度：４０℃、検出器：ＲＩ、溶離液：ＴＨＦ、および溶離液流速：１．０ｍＬ毎分でＧＰＣ法により測定し、ポリスチレン換算することにより求めた。
（Ｂ）片末端にのみＳｉＨ基を有する直鎖状のオルガノポリシロキサン化合物
　本発明の（Ｂ）成分である、片末端にのみＳｉＨ基を有するオルガノポリシロキサンとして、ＪＮＣ株式会社製の数平均分子量が９００または５００の片末端ＳｉＨシリコーンを用いた。また、（Ｂ）成分の比較化合物として、数平均分子量５００の両末端ＳｉＨシリコーンを用いた。
　片末端にのみＳｉＨ基を有する数平均分子量が９００と５００のオルガノポリシロキサンは、日本国特開２０００－２７３１７８号公報に記載されている方法を参照して製造したものを用いた。また、数平均分子量５００の両末端ＳｉＨシリコーンは、日本国特開２００３－２５２９９５号公報に記載されている方法を参照することにより製造したものを用いた。
［数平均分子量が９００の片末端ＳｉＨシリコーン］
　前記式（２）において、Ｒ６＝ブチル、Ｒ７＝メチル、ｍ＝１１である、下記化学式により表される化合物を数平均分子量が９００の片末端ＳｉＨシリコーンとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
［数平均分子量が５００の片末端ＳｉＨシリコーン］
　前記式（２）において、Ｒ６＝ブチル、Ｒ７＝メチル、ｍ＝５である、下記化学式で表される化合物を数平均分子量が５００の片末端ＳｉＨシリコーンとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
［数平均分子量５００の両末端ＳｉＨシリコーン］
　本発明の（Ｂ）成分の比較成分として、下記式で表される数平均分子量５００の両末端ＳｉＨシリコーンを用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
（Ｃ）エポキシ基を有するシランカップリング剤
　本発明の（Ｃ）成分であるシランカップリング剤として、グリシジルエーテルトリメトキシシラン：登録商標名サイラエースＳ５１０（ＪＮＣ株式会社製）を用いた。
（Ｄ）Ｐｔ触媒
　本発明の（Ｄ）成分であるＰｔ触媒は、カルステッド触媒　商標名Ｐｔ－ＶＴＳ　３ｗｔ％キシレン溶液（ユミコア社製）を用いた。
（Ｅ）アルケニル基を２個以上有するオルガノポリシロキサン
　本発明の（Ｅ）成分であるアルケニル基を２個以上有するオルガノポリシロキサン化合物は、前記式（３）において、Ｒ８＝メチル、Ｒ９＝メチル、ｎ＝８である、下記化学式で表される化合物を数平均分子量が７００の両末端ビニルシリコーンとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
＜熱硬化性樹脂組成物の調製＞
　スクリュー管に上記実施例で合成した化合物、またはポリオルガノシロキサンの混合物を入れた。スクリュー管を自転・公転ミキサー［株式会社シンキー製「あわとり練太郎（登録商標）」ＡＲＥ－２５０］にセットし、混合・脱泡を行った。
　ユミコア製のカルステッド触媒（商品名Ｐｔ－ｖｔｘ：Ｐｔ濃度が３％のキシレン溶液）を硬化遅延剤：ＭＶＳ－Ｈ（商品名、１，３，５，７－テトラビニル－１，３，５，７－テトラメチルシクロテトラシロキサン：ＪＮＣ株式会社製）で１０倍に希釈したものをＰｔ濃度が所定量になるように加え、再び自転・公転ミキサーにて混合・脱泡を行い、熱硬化性樹脂組成物である組成物ａ～ｅおよび比較組成物ｆ～ｈおよびｊを得た。表１に各熱硬化性樹脂組成物の配合量（ｇ）を示す。
＜フィラー含有組成物の作成＞
　上記熱硬化性樹脂組成物に、フィラーとしてシリカを分散させ、組成物ｃｓ１およびｃｓ２を得た。表３にフィラー含有組成物の配合量（ｇ）を示す。
　シルセスキオキサン誘導体ベースポリマー１と分子量９００の片末端ＳｉＨシリコーンとＳ５１０とシリカを表３に示す配合割合に従い、３本ロールミルを用いてシリカがナノ分散された熱硬化性樹脂を作成した。
　その後、分子量７００の両末端ビニルシリコーンとｐｔ触媒を評価３に示す配合割合に従い、再び自転・公転ミキサーにて混合・脱泡を行い、熱硬化性樹脂組成物である組成物ａｓ１～ａｓ３を得た。表３に各熱硬化性樹脂組成物の配合量（ｇ）を示す。
　なお、使用したシリカは、以下の通りである。
シリカＩ：ヒュームドシリカ　親水性タイプ　平均１次粒経　７ｎｍ　商品名：アエロジル＃３００　日本アエロジル株式会社製　
　シリカＩＩ：ヒュームドシリカ　親水性タイプ平均１次粒経　１２ｎｍ　商品名：レオロシールＱＳ１０２　トクヤマ株式会社製　
＜硬化物の作製＞
　上記熱硬化性樹脂組成物を、ガラス２枚にニチアス（株）製ナフロンＳＰパッキン（４ｍｍ径）をスペーサーとして挟み、この中に熱硬化性樹脂組成物を流し込み、減圧脱泡後、８０℃にて１時間、その後１５０℃にて４時間の順に加熱することにより硬化させ、ガラスをはがして４ｍｍ厚の表面が平滑な硬化物ａ～ｅ並びに比較硬化物ｆ～ｈおよびｊを得た。
　得られた硬化物ａ～ｅ並びに比較硬化物ｆ～ｈおよびｊについて、以下の方法によりその物性を評価した。その結果を表２に示す。
＜粘度＞
　硬化物の粘度は、東機産業（株）製のＴＶ－２２形粘度計コーンプレートタイプを使用し、恒温槽温度２５℃にて測定した。
＜光透過率＞
　厚さ４ｍｍの硬化物を作製し、島津製作所（株）製紫外可視分光光度計　ＵＶ－１６５０にて波長４００ｎｍにおける光の透過率を測定した。
＜耐熱透過率＞
耐熱試験は、以下の方法にて実施、評価した。厚さ４ｍｍの硬化物を作製し、島津製作所（株）製紫外可視分光光度計　ＵＶ－１６５０にて波長４００ｎｍにおける光の透過率を測定し、初期透過率とした。硬化物を１８０℃のオーブン［定温乾燥機：ヤマト科学（株）製ＤＸ３０２］に入れ、一定時間（表２では１０００時間）加熱処理した。
　前記耐熱試験後の硬化物の光線透過率を紫外可視分光光度計で測定し、波長４００ｎｍの透過率から、この波長における保持率（一定時間熱処理後の透過率／各波長の初期透過率×１００）を計算して評価した。１８０℃の耐熱試験１０００時間後における４００ｎｍの透過率保持率が８５％以上であれば〇、７５％以上であれば△、７５％以下であれば×とした。
＜耐ＵＶ透過率＞
　耐ＵＶ透過率は、４ｍｍ厚の硬化物に、ウシオ株式会社製のＤｅｅｐ　ＵＶ　Ｌａｍｐを用い、３６５ｎｍのバンドパスフィルターを通して、５５０～６００ｍＷ／ｃｍ２の照射強度にてＵＶ照射した。２０００時間照射後における４００ｎｍの保持率９９％以上であれば〇、９７％以上であれば△、９７以下であれば×とした。
＜屈折率＞
　試験片は硬化物をバンドソーにて切断し、ＪＩＳ　Ｋ７１４２（２００８年）に従って試験片を作製した。この試験片を用いて、アッベ屈折計［（株）アタゴ製ＮＡＲ－２Ｔ］によりナトリウムランプのＤ線（５８６ｎｍ）を用いて屈折率を測定した。中間液はヨウ化メチレンを用いた。
＜硬度＞
　ＪＩＳ　Ｋ６２５３（２００６年）の規定に準じて、Ｄ硬度を西東京精密（株）製デュロメータＷＲ－１０５Ｄにより、Ａ硬度を西東京精密（株）製デュロメータＷＲ－１０４Ａにより測定した。
＜タック性＞
　サンプル表面を指で触れて硬化物表面のタック性を確認した。タック性がなく指がサンプル表面で滑る場合を「〇」とし、ややグリップ感がある場合を「△」、べたつきを感じる場合を「×」とした。
＜接着強さ試験　ＰＰＡ＞
　ＪＩＳ　Ｋ６８５０（１９９９年）に従って試験を行った。試験片は、基材としてポリフタルアミド樹脂［ソルベイアドバンスドポリマーズ（株）製アモデル（商品名）Ａ－４１２２ＮＬＷＨ９０５］をＪＩＳ　Ｋ６８５０（１９９９年）に従って寸法を調整して作製したものの間に熱硬化性樹脂組成物を挟み、８０℃にて１時間、その後１５０℃にて１時間で加熱硬化させて作製した。接着試験は引張圧縮試験機［（株）島津製作所製オートグラフＡＧＳ－５００Ｂ］により５ｋＮのロードセルを用いて測定した。
＜凝集破壊＞
　前記接着強さ試験　ＰＰＡにおいてせん断接着強さを測定した際の試験体の破断面について、凝集破壊の場合は凝集、界面剥離の場合は、界面とした。なお、凝集破壊とは、基材と組成物の硬化物が界面剥離せずに硬化物自体が破断したことを指し、基材との密着性があることを意味する。凝集破壊と界面剥離が混在しているものは、凝集／界面とした。
＜接着強さ試験　ＰＡ９Ｔ＞
　ＪＩＳ　Ｋ６８５０（１９９９年）に従って試験を行った。試験片は、基材としてポリフタルアミド樹脂［クラレ（株）製ジェネスタ（商品名）ＰＡ９Ｔ］をＪＩＳ　Ｋ６８５０（１９９９年）に従って寸法を調整して作製したものの間に熱硬化性樹脂組成物を挟み、８０℃にて１時間、その後１５０℃にて１時間で加熱硬化させて作製した。接着試験は引張圧縮試験機［（株）島津製作所製オートグラフＡＧＳ－５００Ｂ］により５ｋＮのロードセルを用いて測定した。
＜凝集破壊＞
　前記接着強さ試験　ＰＡ９Ｔにおいてせん断接着強さを測定した際の試験体の破断面について、凝集破壊の場合は凝集、界面剥離の場合は、界面とした。なお、凝集破壊とは、基材と組成物の硬化物が界面剥離せずに硬化物自体が破断したことを指し、基材との密着性があることを意味する。凝集破壊と界面剥離が混在しているものは、凝集／界面とした。
＜水蒸気透過率＞
　ＪＩＳ　Ｚ０２０８に従って試験を行った。試験片は、厚さ０．９ｍｍの硬化物を作成し、水分吸収材として塩化カルシウムを敷き詰めた直径７０ｍｍのカップに前記硬化物をのせて固定し、４０℃、湿度９０ＲＨの条件で２４時間毎に重量増加分を計測した。なお有効面積は２８．２６ｃｍ２である。水蒸気透湿度は以下に式で求めた。
水蒸気透過率（ｇ／ｍ２／２４ｈ）＝２４０×｛（透湿性試験後の試験体総重量（ｇ））－（透湿性試験前の試験体総重量（ｇ））｝×／２８．２６
＜吸湿リフロー試験＞
　底辺部が銀メッキされたパワーＬＥＤ用のＰＰＡ樹脂パッケージ［エノモト（株）製　型番５０５０　Ｄ／Ｇ］１６個に熱硬化性樹脂組成物をディスペンサー（武蔵株式会社製　型番ＭＰＰ－１）で注入した後、８０℃１時間１５０℃４時間で加熱硬化させた。これらのＰＰＡ樹脂パッケージを、環境試験機（エスペック社製　型番ＳＨ－２４１）内にて、相対温度３０℃、湿度６０％、１９２時間の吸湿条件にて吸湿させた後、模擬リフロー機［マルコム（株）製　型番ＳＲＳ－１Ｃ］にてＪＥＤＥＣ規格に準じた温度条件（２６０℃）にてリフローを２回通した。１６個中の剥離個数、クラック発生個数を示した。
＜リフロー・ヒートサイクル試験＞
　底辺部が銀メッキされたパワーＬＥＤ用のＰＰＡ樹脂パッケージ［エノモト（株）製　型番５０５０　Ｄ／Ｇ］１６個に熱硬化性樹脂組成物をディスペンサー（武蔵株式会社製　型番ＭＰＰ１）で注入した後、８０℃１時間１５０℃４時間の条件で加熱硬化させた。これらのＰＰＡ樹脂パッケージを、模擬リフロー機［マルコム（株）製　型番ＳＲＳ－１Ｃ］にてＪＥＤＥＣ規格に準じた温度条件（２６０℃）にてリフローを１回通した。この後、冷熱衝撃装置［エスペック（株）製　型番ＴＳＥ－１１］のテストエリアに入れ、－４０℃で３０分間さらし、１０５℃で３０分間さらすことを１サイクルとして、５００サイクル繰り返すことにより実施した。なお、両さらし温度の間の移動時間は２分間で実施した。剥離、クラックの発生を顕微鏡にて観察した。１５個中の不良率を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
　表２に示すように、本発明の組成物ａ～ｅを用いた硬化物ａ～ｅは、硬度がＤ４５以下～Ａ３０の硬度範囲にあり、屈折率は１．５以上、さらに耐熱黄変性、耐ＵＶ性に優れ、尚かつポリフタルアミド樹脂（ＰＰＡ、ＰＡ９Ｔ）との密着性も良く、さらに耐吸湿リフローおよび耐ヒートサイクルに優れていることがわかった。
　一方、片末端にのみＳｉＨ基を有するオルガノポリシロキサン化合物を用いない比較組成物ｆを用いた比較硬化物ｆは、密着性は高いものの硬度が硬すぎてヒートサイクル耐性がなかった。また、比較組成物ｇを用いた比較硬化物ｇは、硬度はＤ４５までしか下がらなかった。しかも、耐熱性が悪化した。比較組成物ｈを用いた比較硬化物ｈは、Ａ硬度で６６の低硬度となったが耐熱性、耐ＵＶ性とも悪化し、密着性も悪化した。
　比較組成物ｊを用いた比較硬化物ｊは、Ｄ硬度で３０の硬度で、耐熱性、耐ＵＶ性、密着性に優れたが、耐吸湿リフロー性、耐ヒートサイクル性に劣った。
　表４に示すように、シリカを分散させた本発明の組成物も同様、硬度がＤ４５以下～Ａ３０の硬度範囲にあり、屈折率は１．５以上、さらに耐熱黄変性、耐ＵＶ性に優れ、尚かつポリフタルアミド樹脂（ＰＰＡ、ＰＡ９Ｔ）との密着性も良く、さらに耐吸湿リフローおよび耐ヒートサイクルに優れていることがわかった。さらにこの組成物はシリカがナノ分散したものであり、蛍光体沈降の防止ができ、効率よく光を取り出せ、また色のバラツキを少なくすることに寄与するものである。
　　本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更および変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお本出願は、２０１２年１０月２２日付で出願された日本特許出願（特願２０１２－２３２８４７）に基づいており、その全体が引用により援用される。
　本発明の熱硬化性樹脂組成物は、高耐熱性、高耐ＵＶ性であり、基板に対する密着性が高く、靭性に優れているため、吸湿リフロー耐性およびヒートサイクル耐性に優れる硬化物を与えるため、特にハイパワーＬＥＤ等の光半導体素子の封止剤として非常に有用である。

Claims (12)

  1. 　以下の（Ａ）～（Ｄ）を含有する熱硬化性樹脂組成物。
    （Ａ）ＳｉＨ基を有するシルセスキオキサンとアルケニル基を２個有するオルガノポリシロキサンとの反応物であって、ＳｉＨ基とアルケニル基とを含む熱硬化性樹脂
    （Ｂ）片末端にのみＳｉＨ基を有する直鎖状のオルガノポリシロキサン化合物
    （Ｃ）エポキシ基を有するシランカップリング剤
    （Ｄ）Ｐｔ触媒
  2. 　前記シルセスキオキサンがダブルデッカー型シルセスキオキサンである請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  3. 　必要に応じて（Ｅ）アルケニル基を２個以上有するオルガノシロキサン化合物を含む請求項１または２に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  4. 　前記熱硬化性樹脂（Ａ）が、下記式（１）で示される化合物であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     
    　式（１）において、Ｘはそれぞれ独立して、
    下記式（Ｘ－Ｉ）、式（Ｘ－ＩＩ）または式（Ｘ－ＩＩＩ）で表される基であり、式（１）で表される化合物１分子あたり［該化合物が式（Ｘ－Ｉ）で表される基と式（Ｘ－ＩＩ）で表される基と式（Ｘ－ＩＩＩ）で表される基の割合が異なる化合物の混合物である場合は該化合物１分子平均］の式（Ｘ－Ｉ）で表される基の数をａ、式（Ｘ－ＩＩ）で表される基の数をｂ、式（Ｘ－ＩＩＩ）で表される基の数をｃとした場合に、
    ａ＋２ｂ＋ｃ＝４であり、０＜ａ≦３であり、０≦ｂ≦１であり、０＜ｃ≦３である。
    　Ｒ１はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル及びシクロヘキシルから選択される基であり、ｍは１～１００である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     
    　式（Ｘ－ＩＩ）において、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基であり、ｒは－ＯＳｉ（Ｒ３）２－の繰り返しの数であり、ｒは、２～２０を満たす平均値である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     
    　式（Ｘ－ＩＩＩ）において、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基であり、ｓは－ＯＳｉ（Ｒ５）２－の繰り返しの数であり、ｓは、２～２０を満たす平均値である。
  5. 　前記片末端にのみＳｉＨ基を有する直鎖状のオルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）が下記式（２）で示される化合物であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     
    　Ｒ６及びＲ７はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル及びシクロヘキシルから選択される基であり、ｍ’は－ＯＳｉ（Ｒ７）２－の繰り返しの数であり、１～２０を満たす平均値である。
  6. 　前記アルケニル基を２個以上有するオルガノポリシロキサン化合物（Ｅ）が下記式（３）で示される化合物であることを特徴とする請求項３～５のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     
    　式（３）において、Ｒ８及びＲ９はそれぞれ独立して、炭素数１～４のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基であり、ｎは、－ＯＳｉ（Ｒ９）２－の繰り返しの数であり、１～５０を満たす平均値である。
  7. 　熱硬化性樹脂組成物全量基準で、前記熱硬化性樹脂（Ａ）の配合割合が７０～９５質量％、前記オルガノポリシロキサン化合物（Ｂ）の配合割合が２～２０質量％、前記シランカップリング剤（Ｃ）の配合割合が０．１～５．０質量％である請求項１～６のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  8. 　必要に応じて前記オルガノシロキサン化合物（Ｅ）を１～１０質量％の割合で含有する請求項３～７のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  9. 　さらにシリカ及び蛍光体の少なくとも一方を含有する請求項１～８のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物。
  11. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物を含有する光半導体用組成物。
  12. 　請求項１１に記載の光半導体用組成物を封止剤として含む光半導体素子。
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