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加成固化性有機(jī)硅樹脂組合物和半導(dǎo)體裝置的制作方法

文檔序號(hào):11721484閱讀:219來源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及加成固化型有機(jī)硅組合物,特別涉及含有具有長(zhǎng)的鏈長(zhǎng)的硅氧烷支鏈的含烯基的支鏈有機(jī)聚硅氧烷(分岐狀オルガノポリシロキサン)的加成固化型有機(jī)硅組合物、和利用其固化物封裝半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置。



背景技術(shù):

加成固化型有機(jī)硅樹脂由于耐熱、耐光性、速固性等優(yōu)異,因此一直以來作為用于封裝led等半導(dǎo)體元件的封裝材料被使用。例如,在專利文獻(xiàn)1中,記載了對(duì)于用ppa等的熱塑性樹脂制作的led包裝顯示高的粘合力的加成固化型有機(jī)硅樹脂。另外,在專利文獻(xiàn)2中,記載了通過加成固化型有機(jī)硅樹脂組合物的壓縮成型將光半導(dǎo)體元件封裝的方法。

這樣,加成固化型有機(jī)硅樹脂作為半導(dǎo)體封裝材料廣泛、一般性地被使用,但其特性仍然不能令人滿意。特別地,led封裝材料不僅置于由光半導(dǎo)體裝置的on/off導(dǎo)致的溫度變化的內(nèi)部壓力下,而且還置于氣溫、濕度的變化等的外部壓力下,因此除了耐熱、耐光性以外,耐寒性也是重要的。然而,以往的加成固化型有機(jī)硅樹脂在低溫特性方面不是充分的,具有不能承受溫度變化的壓力而產(chǎn)生裂紋這樣的問題。

作為用于改善低溫特性的一個(gè)手段,已知使直鏈狀的硅酮鏈(シリコーン鎖)中具有支鏈結(jié)構(gòu)是有效的,對(duì)于其制造方法完成了各種研究(專利文獻(xiàn)1,2和3)。但是,在使用酸催化劑、堿催化劑將含有這樣的r3sio1/2單元[m單元]和rsio3/2單元[t單元]的水解性硅烷進(jìn)行縮合/平衡化的方法中,不能獨(dú)立地控制主鏈和側(cè)鏈的鏈長(zhǎng),因此難以得到所需結(jié)構(gòu)的硅氧烷。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】日本特開2006-256603號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)2】日本特開2006-93354號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)3】日本特開2002-348377號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)4】日本特開2001-163981號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)5】日本特開2000-351949號(hào)公報(bào)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明是鑒于上述課題而作出的發(fā)明,其目的在于提供低溫特性良好、可形成溫度變化耐性優(yōu)異的固化物的加成固化型有機(jī)硅組合物、和利用該組合物的固化物封裝了半導(dǎo)體元件的具有高可靠性的半導(dǎo)體裝置。

即,本發(fā)明提供含有下述(a)~(d)成分的加成固化型有機(jī)硅組合物。

加成固化性有機(jī)硅樹脂組合物,其含有:

(a)下式(1)所示的支鏈有機(jī)聚硅氧烷

(式中,r1相互獨(dú)立地為選自碳原子數(shù)1~12的取代或未取代的飽和烴基或碳原子數(shù)6~12的取代或未取代的芳香族烴基中的基團(tuán),r2相互獨(dú)立地為選自碳原子數(shù)1~12的取代或未取代的飽和烴基或碳原子數(shù)6~12的取代或未取代的芳香族烴基、碳原子數(shù)2~10的烯基中的基團(tuán),各個(gè)r1、r2可以相同,也可以不同,其中r2中的至少2個(gè)為烯基,a為2~100的整數(shù),b為5~100的整數(shù),c為5~100的整數(shù),0.03≤a/(a+b)<1.0,(r12r2sio1/2)單元的數(shù)量/(r2sio3/2)單元的數(shù)量≤2,a、b和c的硅氧烷鏈的排列可以為無規(guī),也可以為嵌段);

(b)下式(2)所示的有機(jī)聚硅氧烷

(r23sio1/2)r(r22sio2/2)s(r2sio3/2)t(sio4/2)u?。?)

(式中,r2的定義與上述相同,r2中的至少2個(gè)為烯基,r為0~100的整數(shù),s為0~300的整數(shù),t為0~200的整數(shù),u為0~200的整數(shù),1≤t+u≤400,2≤r+s+t+u≤800),

該(b)成分的量相對(duì)于(a)成分100質(zhì)量份為5~900質(zhì)量份;

(c)在分子內(nèi)具有至少2個(gè)氫化甲硅烷基(ヒドロシリル基)的有機(jī)聚硅氧烷,

該(c)成分的量是使(c)成分中的氫化甲硅烷基的數(shù)量相對(duì)于(a)成分和(b)成分中的烯基的總數(shù)為0.4~4.0的量;和

(d)氫化硅烷化催化劑(ヒドロシリル化觸媒)

該(d)成分的量是對(duì)于使氫化硅烷化反應(yīng)進(jìn)行為足夠的量。

根據(jù)本發(fā)明,通過使多量含有與主鏈的硅氧烷鏈長(zhǎng)相比充分長(zhǎng)的側(cè)鏈的、含烯基的支鏈有機(jī)聚硅氧烷與特定的其它成分組合,與使用了具有相同程度的主鏈的鏈長(zhǎng)的直鏈狀有機(jī)聚硅氧烷的情況相比,固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低,耐裂紋性等被改善。

附圖的簡(jiǎn)單說明

[圖1]實(shí)施例1(實(shí)線)和比較例1(虛線)的固化物的儲(chǔ)存彈性模量(貯蔵弾性率)的曲線圖和tanδ的曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下詳細(xì)地說明本發(fā)明。

(a)支鏈聚有機(jī)硅氧烷

作為本發(fā)明的特征之一的(a)支鏈聚有機(jī)硅氧烷由下式所示。

(a)下式(1)所示的支鏈有機(jī)聚硅氧烷

(式中,r1相互獨(dú)立地為選自碳原子數(shù)1~12的取代或未取代的飽和烴基或碳原子數(shù)6~12的取代或未取代的芳香族烴基中的基團(tuán),r2相互獨(dú)立地為選自碳原子數(shù)1~12的取代或未取代的飽和烴基或碳原子數(shù)6~12的取代或未取代的芳香族烴基、碳原子數(shù)2~10的烯基中的基團(tuán),各個(gè)r1、r2可以相同,也可以不同,其中r2中的至少2個(gè)為烯基,a為2~100的整數(shù),b為5~100的整數(shù),c為5~100的整數(shù),0.03≤a/(a+b)<1.0,(r12r2sio1/2)單元的數(shù)量/(r2sio3/2)單元的數(shù)量≤2,a、b和c的硅氧烷鏈的排列可以為無規(guī),也可以為嵌段)。

a為2~100的整數(shù),優(yōu)選為2~75的整數(shù),更優(yōu)選為2~50的整數(shù),b為5~100的整數(shù),優(yōu)選為5~75的整數(shù),更優(yōu)選為10~50的整數(shù),c為5~100的整數(shù),優(yōu)選為5~75的整數(shù),更優(yōu)選為10~50的整數(shù)。(r12r2sio1/2)單元的數(shù)量/(r2sio3/2)單元的數(shù)量≤2,a、b的硅氧烷鏈(a、bのシロキサン鎖)的排列可以為無規(guī),也可以為嵌段。

在式(1)中,0.03≤a/(a+b)<1.0,優(yōu)選0.09≤a/(a+b)≤0.9。

r1相互獨(dú)立地為選自碳原子數(shù)1~12的取代或未取代的飽和烴基或碳原子數(shù)6~12的取代或未取代的芳香族烴基中的基團(tuán),作為飽和烴基的例子,具體可以列舉甲基、乙基、丙基、丁基、辛基等的烷基;環(huán)戊基、環(huán)己基等的環(huán)烷基;這些基團(tuán)的一部分或全部與碳原子鍵合的氫原子被氟、溴、氯等鹵素原子或氰基取代而得到的基團(tuán)、例如三氟丙基、氯丙基等的鹵代一價(jià)烴基;β-氰基乙基、γ-氰基丙基等的氰基烷基、3-甲基丙烯酰氧基丙基、3-環(huán)氧丙基氧基丙基、3-巰基丙基、3-氨基丙基。其中,優(yōu)選是甲基、環(huán)己基等,特別優(yōu)選甲基。另外,作為芳香族烴基的例子,可以列舉苯基、甲苯基、萘基等的芳基、芐基、苯乙基、苯丙基等的芳烷基等。也可以是這些基團(tuán)的一部分或全部與碳原子鍵合的氫原子被氟、溴、氯等鹵素原子或氰基取代而得到的基團(tuán)。其中,優(yōu)選苯基、甲苯基,特別優(yōu)選苯基。r1中的至少1個(gè)優(yōu)選為碳原子數(shù)6~12的芳香族烴基。

r2相互獨(dú)立地是選自碳原子數(shù)1~12、優(yōu)選1~8的取代或未取代的飽和烴基、碳原子數(shù)6~12、優(yōu)選6~10的取代或未取代的芳香族烴基、和碳原子數(shù)2~10、優(yōu)選2~8的烯基中的基團(tuán)。飽和烴基和芳香族烴基可以列舉與對(duì)于上述r1所例示的基團(tuán)為相同的基團(tuán)。作為烯基,可以列舉乙烯基、烯丙基、丙烯基、己烯基、和苯乙烯基等,優(yōu)選為乙烯基、和烯丙基,特別優(yōu)選為乙烯基。

應(yīng)予說明,在(a)成分中,在與硅原子鍵合的全部取代基的總數(shù)中,1價(jià)芳香族烴基的數(shù)量的比例優(yōu)選3%以上、特別優(yōu)選5%以上、優(yōu)選90%以下、特別優(yōu)選80%以下。如果為該范圍內(nèi),則(a)成分的支鏈有機(jī)聚硅氧烷為高折射率,透氣性低,因此該組合物可以合適地用于半導(dǎo)體裝置的封裝用途等。

(a)支鏈有機(jī)聚硅氧烷可以通過使下式(4)所示的有機(jī)聚硅氧烷、與硅氧烷類、例如下式(5)所示的、在兩末端具有烷氧基甲硅烷基或羥基甲硅烷基(硅烷醇基)的有機(jī)聚硅氧烷共縮合,接著通過硅烷、例如下式(6)所示的含水解性基團(tuán)的硅烷化合物進(jìn)行末端封端來制造,

(式中,r1、r2、c與上述相同,r3為氫原子或碳原子數(shù)1~6的飽和烴基)

(式中,r2、r3與上述相同,b’為1以上且b以下,b與上述相同)

(式中,r1、r2與上述相同,x為鹵素原子或r3o-[r3與上述相同]所示的基團(tuán))。

在式(4)中,r3為選自氫原子或碳原子數(shù)1~6的飽和烴基中的基團(tuán),可以列舉甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、己基、環(huán)己基。其中,優(yōu)選為甲基、乙基等,特別優(yōu)選為甲基。

上述式(4)所示的、在單末端具有二烷氧基的有機(jī)聚硅氧烷只要用公知的方法合成即可。例如有下述方法:如日本特開昭59-78236號(hào)公報(bào)那樣,將金屬硅烷醇鹽作為引發(fā)劑,將環(huán)狀硅化合物進(jìn)行開環(huán)聚合,使末端以酸終止后,使其與三烷氧基硅烷反應(yīng)的方法,或如日本特開平7-224168號(hào)公報(bào)那樣,使用硅烷醇化合物作為引發(fā)劑、使用五配位硅作為催化劑,將環(huán)狀硅化合物聚合,使末端與三烷氧基硅烷反應(yīng)的方法等。

(b)有機(jī)硅氧烷

(b)有機(jī)硅氧烷由下式(2)所示。

(r23sio1/2)r(r22sio2/2)s(r2sio3/2)t(sio4/2)u?。?)

(式中,r2的定義與上述相同,r2中的至少2個(gè)為烯基,r為0~100的整數(shù),s為0~300的整數(shù),t為0~200的整數(shù),u為0~200的整數(shù),1≤t+u≤400,2≤r+s+t+u≤800)

其中,r為0~100整數(shù),優(yōu)選為0~75的整數(shù),進(jìn)而優(yōu)選為0~50的整數(shù),s為0~300的整數(shù),優(yōu)選為0~200的整數(shù),進(jìn)而優(yōu)選為0~100的整數(shù),t為0~200的整數(shù),優(yōu)選為0~100的整數(shù),進(jìn)而優(yōu)選為0~50的整數(shù),u為0~200的整數(shù),優(yōu)選為0~100的整數(shù),進(jìn)而優(yōu)選為0~50的整數(shù),1≤t+u≤400,優(yōu)選1≤t+u≤200,更優(yōu)選1≤t+u≤100,2≤r+s+t+u≤800,優(yōu)選2≤r+s+t+u≤400,更優(yōu)選2≤r+s+t+u≤200。

r2的例子是如對(duì)于上述(a)成分中的r2所例示的那樣的例子。

應(yīng)予說明,在(b)成分中,在與硅原子鍵合的全部取代基的總數(shù)中,1價(jià)芳香族烴基的數(shù)量的比例優(yōu)選3%以上、特別優(yōu)選5%以上,優(yōu)選90%以下、特別優(yōu)選80%以下。如果為該范圍內(nèi),則(b)成分的支鏈有機(jī)聚硅氧烷為高折射率,透氣性低,且與(a)成分良好地相容,含有其的組合物的固化物透明性優(yōu)異,且具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。因此,該組合物可以合適地用于半導(dǎo)體裝置的封裝用途等。

(b)成分的配混量相對(duì)于(a)成分100質(zhì)量份為5~900質(zhì)量份、優(yōu)選為10~800質(zhì)量份、進(jìn)而優(yōu)選為20~600質(zhì)量份。以形成上述范圍的量含有(b)成分時(shí),可得到橡膠狀的固化物,因此優(yōu)選。

(c)在分子內(nèi)具有至少2個(gè)氫化甲硅烷基的有機(jī)聚硅氧烷

(c)在分子內(nèi)具有至少2個(gè)氫化甲硅烷基的有機(jī)聚硅氧烷沒有特別限定,但優(yōu)選下式(3)所示的物質(zhì)。

(r33sio1/2)r’(r32sio2/2)s’(r3sio3/2)t’(sio4/2)u’?。?)

(式中,r3為氫原子、碳原子數(shù)1~12的取代或未取代的飽和烴基或碳原子數(shù)6~12的取代或未取代的芳香族烴基,但r3中的至少2個(gè)為氫原子,r’為0~100整數(shù)、s’為0~300的整數(shù),t’為0~200的整數(shù),u’為0~200的整數(shù),2≤r’+s’+t’+u’≤800)。

其中,碳原子數(shù)1~12的取代或未取代的飽和烴基或碳原子數(shù)6~12的取代或未取代的芳香族烴基可以是對(duì)于r1所例示的基團(tuán)。在r3中,至少2個(gè)為氫原子,其它優(yōu)選為甲基或苯基。r’為0~100整數(shù),優(yōu)選0~75的整數(shù),進(jìn)而優(yōu)選為0~50的整數(shù),s’為0~300的整數(shù),優(yōu)選為0~200的整數(shù),進(jìn)而優(yōu)選為0~100的整數(shù),t’為0~200的整數(shù),優(yōu)選為0~100的整數(shù),進(jìn)而優(yōu)選為0~50的整數(shù),u’為0~200的整數(shù),優(yōu)選為0~100的整數(shù),進(jìn)而優(yōu)選為0~50的整數(shù),優(yōu)選2≤r’+s’+t’+u’≤800的范圍,更優(yōu)選2≤r’+s’+t’+u’≤400的范圍,進(jìn)而優(yōu)選2≤r’+s’+t’+u’≤200的范圍。

另外,(c)成分的全部取代基中的與硅原子鍵合的1價(jià)芳香族烴基的數(shù)量的比例優(yōu)選為3%以上,進(jìn)而優(yōu)選為5%以上、80%以下。如果為該范圍內(nèi),則(c)成分的有機(jī)聚硅氧烷不僅為高折射率、或透氣性低,而且與(a)成分、(b)成分良好地相容,因此形成固化物的透明性也優(yōu)異的組合物。因此,可以合適地用于半導(dǎo)體裝置的封裝用途等。

作為(c)成分的在分子內(nèi)具有至少2個(gè)氫化甲硅烷基的有機(jī)聚硅氧烷的添加量是相對(duì)于(a)成分和(b)成分的烯基的總數(shù)、使(c)成分的氫化甲硅烷基的數(shù)量為0.4~4.0的量,優(yōu)選為0.6~2.0的量,進(jìn)而優(yōu)選為0.8~1.6的量。小于0.4時(shí),sih基不足,因此變得固化不良,從而不優(yōu)選,如果超過4.0,則易于產(chǎn)生由殘留sih基導(dǎo)致的脫氫等的副反應(yīng),因此不優(yōu)選。

(d)氫化硅烷化催化劑

催化劑只要是具有可使氫化硅烷化反應(yīng)進(jìn)行的能力的催化劑即可,沒有特別限定。其中,優(yōu)選是選自鉑族金屬單體和鉑族金屬化合物的催化劑??梢粤信e例如鉑(含有鉑黑)、氯化鉑、氯鉑酸、鉑-二乙烯基硅氧烷配位化合物等的鉑-烯烴配位化合物、鉑-羰基配位化合物等的鉑催化劑、鈀催化劑、銠催化劑等。這些催化劑可以單獨(dú)使用,也可以將2種以上組合使用。其中特別優(yōu)選是氯鉑酸、和鉑-二乙烯基硅氧烷配位化合物等的鉑-烯烴配位化合物。

(d)成分的配混量?jī)?yōu)選是催化劑量。催化劑量只要是可促進(jìn)氫化硅烷化反應(yīng)的量即可,根據(jù)希望的固化速度適當(dāng)調(diào)整即可。例如為鉑族金屬催化劑時(shí),從反應(yīng)速度的角度考慮,以換算為鉑族金屬原子的質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì),優(yōu)選是相對(duì)于上述(a)~(c)成分的總計(jì)100質(zhì)量份為1.0×10-4~1.0質(zhì)量份的量,進(jìn)而更優(yōu)選是相對(duì)于上述(a)~(c)成分的總計(jì)100質(zhì)量份為1.0×10-3~1.0×10-1質(zhì)量份的量。

任意成分

本發(fā)明的固化性組合物除了上述的(a)~(d)成分以外,也可以根據(jù)需要含有其它的成分、例如熒光體、無機(jī)填充材料、粘合助劑、固化抑制劑等。以下,對(duì)于各成分進(jìn)行說明。

[熒光體]

熒光體沒有特別限制,只要使用以往公知的熒光體即可。例如,優(yōu)選是吸收半導(dǎo)體元件、特別是以氮化物系半導(dǎo)體作為發(fā)光層的半導(dǎo)體發(fā)光二極管發(fā)出的光、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為不同波長(zhǎng)的光的物質(zhì)。作為這樣的熒光體,例如優(yōu)選是選自被eu、ce等的鑭系元素主要激活的氮化物系熒光體/氧氮化物系熒光體、利用eu等的鑭系、mn等的過渡金屬系的元素主要激活的堿土金屬鹵素磷灰石熒光體、堿土金屬硼酸鹵素?zé)晒怏w、堿土金屬鋁酸鹽熒光體、堿土金屬硅酸鹽熒光體、堿土金屬硫化物熒光體、堿土金屬硫代鎵酸鹽熒光體、堿土金屬氮化硅熒光體、鍺酸鹽熒光體、或者被ce等的鑭系元素主要激活的稀土類鋁酸鹽熒光體、稀土類硅酸鹽熒光體或者被eu等的鑭系元素主要激活的有機(jī)和有機(jī)配位化合物熒光體、ca-al-si-o-n系氧氮化物玻璃熒光體等中的1種以上。

作為被eu、ce等的鑭系元素主要激活的氮化物系熒光體,可以列舉m2si5n8:eu(m為選自sr、ca、ba、mg、zn中的至少1種)。另外,可以列舉msi7n10:eu、m1.8si5o0.2n8:eu、和m0.9si7o0.1n10:eu(m為選自sr、ca、ba、mg、zn中的至少1種)等。

作為被eu、ce等的鑭系元素主要激活的氧氮化物系熒光體,可以列舉msi2o2n2:eu(m為選自sr、ca、ba、mg、zn中的至少1種)。

作為利用eu等的鑭系、mn等的過渡金屬系的元素主要激活的堿土金屬鹵素磷灰石熒光體,可以列舉m5(po4)3x:r(m為選自sr、ca、ba、mg、zn中的至少1種。x為選自f、cl、br、i中的至少1種。r為eu、mn、eu和mn的任意1種以上)。

作為堿土金屬硼酸鹵素?zé)晒怏w,可以列舉m2b5o9x:r(m為選自sr、ca、ba、mg、zn中的至少1種。x為選自f、cl、br、i中的至少1種。r為eu、mn、eu和mn的任意1種以上)。

作為堿土金屬鋁酸鹽熒光體,可以列舉sral2o4:r、sr4al14o25:r、caal2o4:r、bamg2al16o27:r、bamg2al16o12:r、和bamgal10o17:r(r為eu、mn、eu和mn的任意1種以上)。

作為堿土金屬硫化物熒光體,可以列舉la2o2s:eu、y2o2s:eu、和gd2o2s:eu等。

作為被ce等的鑭系元素主要激活的稀土類鋁酸鹽熒光體,可以列舉由y3al5o12:ce、(y0.8gd0.2)3al5o12:ce、y3(al0.8ga0.2)5o12:ce、和(y,gd)3(al,ga)5o12的組成式表示的yag系熒光體。另外,還有將y的一部分或全部用tb、lu等替換了的tb3al5o12:ce、lu3al5o12:ce等。

在其它熒光體中,可以列舉zns:eu、zn2geo4:mn、mga2s4:eu(m為選自sr、ca、ba、mg、zn中的至少1種。x為選自f、cl、br、i中的至少1種)等。

上述熒光體根據(jù)所需,可以代替eu而含有選自tb、cu、ag、au、cr、nd、dy、co、ni、ti中的1種以上、或者可以除了eu、還含有選自tb、cu、ag、au、cr、nd、dy、co、ni、ti中的1種以上。

ca-al-si-o-n系氧氮化物玻璃熒光體是以氧氮化物玻璃作為母體材料的熒光體,所述氧氮化物玻璃中,以摩爾%表示,將caco3換算成cao為20~50摩爾%、al2o3為0~30摩爾%、sio為25~60摩爾%、aln為5~50摩爾%、稀土類氧化物或過渡金屬氧化物為0.1~20摩爾%,5種成分的總計(jì)為100摩爾%。應(yīng)予說明,在以氧氮化物玻璃作為母體材料的熒光體中,優(yōu)選氮含量為15wt%以下,優(yōu)選除了稀土類氧化物離子以外,以形成増感劑的其它稀土類元素離子作為稀土類氧化物,在熒光玻璃中以0.1~10摩爾%的范圍的含量作為共激活劑含有。

另外,也可以使用上述熒光體以外的熒光體,即具有同樣的性能、效果的熒光體。

熒光體的配混量相對(duì)于熒光體以外的成分、例如(a)~(d)成分100質(zhì)量份,優(yōu)選為0.1~2000質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.1~100質(zhì)量份。將本發(fā)明的固化物作為含熒光體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換膜時(shí),優(yōu)選使熒光體的含量為10~2000質(zhì)量份。另外,熒光體優(yōu)選具有10nm以上的平均粒徑,更優(yōu)選10nm~10μm,進(jìn)而優(yōu)選10nm~1μm。上述平均粒徑可用粒度分布測(cè)定進(jìn)行測(cè)定,所述粒度分布測(cè)定利用了采用シーラス(cirrus)激光測(cè)定裝置等的激光衍射法。

[無機(jī)填充材料]

作為無機(jī)填充材料,可以列舉例如二氧化硅、氣相法白炭黑、氣相法二氧化鈦、氧化鋁、碳酸鈣、硅酸鈣、二氧化鈦、三氧化二鐵、和氧化鋅等。它們可以單獨(dú)使用1種,或可以將2種以上合用。無機(jī)填充材料的配混量沒有特別限制,以(a)~(d)成分的總計(jì)每100質(zhì)量份為20質(zhì)量份以下、優(yōu)選0.1~10質(zhì)量份的范圍適當(dāng)配混即可。

[粘合助劑]

本發(fā)明的固化性組合物為了賦予粘合性,根據(jù)需要含有粘合助劑為佳。作為粘合助劑,可以列舉例如在一分子中具有至少2種、優(yōu)選3種選自與硅原子鍵合的氫原子、烯基、烷氧基、環(huán)氧基中的官能基團(tuán)的有機(jī)硅氧烷低聚物。該有機(jī)硅氧烷低聚物優(yōu)選硅原子數(shù)為4~50個(gè)、更優(yōu)選4~20個(gè)。另外,作為粘合助劑,可以使用下述通式(7)所示的有機(jī)氧基甲硅烷基改性異氰脲酸酯化合物、和其水解縮合物(有機(jī)硅氧烷改性異氰脲酸酯化合物)。

上述式(7)中,r4相互獨(dú)立地為下述(8)所示的有機(jī)基團(tuán)、或含有脂肪族不飽和鍵的一價(jià)烴基。

r5為氫原子或碳原子數(shù)1~6的一價(jià)烴基,k為1~6的整數(shù),優(yōu)選為1~4的整數(shù)。

粘合助劑的配混量相對(duì)于(a)~(d)成分的總計(jì)100質(zhì)量份優(yōu)選為10質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為0.1~8質(zhì)量份,特別優(yōu)選為0.2~5質(zhì)量份。如果配混量為上述上限值以下,則固化物硬度變高,也可以抑制表面粘性。

[固化抑制劑]

本發(fā)明的固化性組合物為了控制反應(yīng)性、提高儲(chǔ)存穩(wěn)定性,含有固化抑制劑為佳。作為固化抑制劑,可以列舉選自三烯丙基異氰脲酸酯、馬來酸烷基酯、乙炔醇類、和其硅烷改性物和硅氧烷改性物、過氧化氫、四甲基乙二胺、苯并三唑、和它們的混合物中的化合物。固化抑制劑的配混量相對(duì)于(a)~(d)成分的總計(jì)每100質(zhì)量份,優(yōu)選為0.001~1.0質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.005~0.5質(zhì)量份。

[其它添加劑]

在本發(fā)明的固化性組合物中,除了上述成分以外,可以配混其它添加劑。作為其它添加劑,可以列舉例如防老化劑、自由基抑制劑(ラジカル禁止劑)、阻燃劑、表面活性劑、抗臭氧劣化劑、光穩(wěn)定劑、增稠劑、增塑劑、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、導(dǎo)電性賦予劑、防靜電劑、放射線遮斷劑、成核劑、磷系過氧化物分解劑、潤(rùn)滑劑、顏料、金屬鈍化劑、物性調(diào)節(jié)劑、有機(jī)溶劑等。這些任意成分可以單獨(dú)使用一種,也可以將兩種以上并用。

本發(fā)明的固化性組合物的最簡(jiǎn)單的實(shí)施方式是由(a)成分、(b)成分、(c)成分、和(d)成分組成的組合物。優(yōu)選是由(a)成分、(b)成分、(c)成分、(d)成分、和熒光體組成的組合物。特別地,為了得到具有高的透明性的固化物,不含有二氧化硅填充材料等的無機(jī)填充材料是合適的。該無機(jī)填充材料的例子如上所述。

本發(fā)明的固化性組合物的制備方法沒有特別限制,只要按照以往公知的方法制備即可。例如,可以利用任意的方法將(a)成分、(b)成分、(c)成分、和(d)成分進(jìn)行混合來制備。或者,利用任意的方法將(a)、(b)、(c)、(d)成分和熒光體、或(a)、(b)、(c)、(d)成分、和任意成分混合進(jìn)行制備即可。例如可以通過放入市售的攪拌機(jī)(thinkyconditioningmixer((株)シンキー制)等)中,用1~5分鐘左右、均勻地進(jìn)行混合來制備。

將本發(fā)明的固化性組合物固化的方法沒有特別限制,只要按照以往公知的方法進(jìn)行即可。例如,可以在60~180℃固化1~12小時(shí)左右。特別地,優(yōu)選在60~150℃通過逐步固化(ステップキュア)進(jìn)行固化。更優(yōu)選在逐步固化中,經(jīng)過以下2個(gè)階段。首先,將固化性組合物在60~100℃的溫度下加熱0.5~2小時(shí),充分使其脫泡。接著,使固化性組合物在120~180℃的溫度下加熱固化1~10小時(shí)。通過經(jīng)過這些階段,即使在固化物厚的情況下,也能充分固化,沒有氣泡的產(chǎn)生,可具有無色透明。在本發(fā)明中,無色透明的固化物是指對(duì)于1mm厚的、450nm時(shí)的光透射率為80%以上、優(yōu)選85%以上、特別優(yōu)選90%以上的物質(zhì)。

本發(fā)明的固化性組合物可形成具有高的光學(xué)透射性的固化物。因此,本發(fā)明的固化性組合物作為led元件封裝用、特別是藍(lán)色led、紫外led的元件封裝用是有用的。用本發(fā)明的固化性組合物封裝led元件等的方法只要按照以往公知的方法即可。例如可以利用分配法(ディスペンス法)、壓模法等進(jìn)行。

本發(fā)明的固化性組合物和固化物除此以外,還形成其具有優(yōu)異的耐裂紋性、耐熱性、耐光性、透明性等特性的固化物,因此在顯示器材料、光記錄介質(zhì)材料、光學(xué)儀器材料、光部件材料、光纖維材料、光/電子功能有機(jī)材料、半導(dǎo)體集成電路周圍材料等的用途中也是有用的。

實(shí)施例

以下示出實(shí)施例和比較例,更詳細(xì)地說明本發(fā)明,但本發(fā)明不限于下述的實(shí)施例。

下述實(shí)施例中所示的重均分子量(mw)是利用將聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的凝膠滲透色譜法(gpc)進(jìn)行測(cè)定的值。以下示出測(cè)定條件。

[gpc測(cè)定條件]

展開溶劑:四氫呋喃

流速:0.6ml/min

柱子:tsk保護(hù)柱superh-l

tskgelsuperh4000(6.0mmi.d.×15cm×1)

tskgelsuperh3000(6.0mmi.d.×15cm×1)

tskgelsuperh2000(6.0mmi.d.×15cm×2)

(均為東ソー公司制)

柱溫:40℃

試樣注入量:20μl(試樣濃度:0.5wt%-四氫呋喃溶液)

檢測(cè)器:差示折射率計(jì)(ri)

下述實(shí)施例中所示的vi值(vi価)(mol/100g)和sih值(sih価)(mol/100g)是由測(cè)定化合物的400mhz的1h-nmr光譜、以二甲亞砜作為內(nèi)標(biāo)得到的氫原子的積分值計(jì)算的值。1h-nmr測(cè)定使用ultrashieldtm400plus(bruker公司制)進(jìn)行,29si-nmr測(cè)定使用resonance500(jeol公司制)進(jìn)行。

在實(shí)施例中使用的(a)成分的合成例和比較例示于以下。在以下中,me表示甲基,ph表示苯基。

[合成例1]

(a-1)

在甲苯溶劑中加入三甲基硅醇鋰96.3g、六甲基環(huán)三硅氧烷1560g、六苯基環(huán)三硅氧烷4160g,在100℃攪拌12小時(shí)。然后,加入醋酸90.0g進(jìn)行中和,將所得的產(chǎn)物過濾。然后,加入甲基三甲氧基硅烷408g、sr(oh)2?8h2o8.10g,在60℃攪拌3小時(shí)。然后,加入醋酸12.2g進(jìn)行中和,將所得的產(chǎn)物過濾,將甲醇和甲苯減壓蒸餾除去,由此合成下述的、在單末端具有2個(gè)烷氧基的有機(jī)聚硅氧烷(a-1)。可知mw=6000。

(式中,c=c’=20)。

(a-1)

加入(a-1)中合成的有機(jī)聚硅氧烷600g、聚甲基苯基硅氧烷-α,ω-二醇(mw=530)140g、sr(oh)2?8h2o0.810g,在60℃攪拌18小時(shí)。然后,加入醋酸1.22g進(jìn)行中和,加入氯二甲基乙烯基硅烷17.1g,在60℃攪拌8小時(shí)。將所得的產(chǎn)物過濾,水洗,共沸脫水,進(jìn)行減壓蒸餾除去,由此合成下述支鏈硅油??芍獮榫哂衜w=27000、vi值=7.41×10-3mol/100g、由29si-nmr光譜得出a=4、b=40、c=20、c’=20的有機(jī)聚硅氧烷(a-1)。

[合成例2]

(a-2)

在甲苯溶劑中加入三甲基硅醇鋰96.3g、六甲基環(huán)三硅氧烷222g、六苯基環(huán)三硅氧烷595g,在100℃攪拌3小時(shí)。然后,加入醋酸90.0g進(jìn)行中和,將所得的產(chǎn)物過濾。然后,加入甲基三甲氧基硅烷408g、sr(oh)2?8h2o8.10g,在60℃攪拌3小時(shí)。然后,加入醋酸12.2g進(jìn)行中和,將所得的產(chǎn)物過濾,將甲醇和甲苯減壓蒸餾除去,由此合成下述單末端二烷氧基有機(jī)聚硅氧烷(a-2)??芍猰w=1000。

(式中,c=c’=3)。

(a-2)

加入(a-2)中合成的有機(jī)聚硅氧烷100g、聚甲基苯基硅氧烷-α,ω-二醇(mw=530)27.9g、sr(oh)2?8h2o0.640g,在60℃攪拌3小時(shí)。然后,加入醋酸0.960g進(jìn)行中和,加入氯二甲基乙烯基硅烷24.4g,在60℃攪拌8小時(shí)。將所得的產(chǎn)物過濾,水洗,共沸脫水,進(jìn)行減壓蒸餾除去,由此合成下述支鏈硅油??芍獮榫哂衜w=3300、vi值=6.06×10-2mol/100g、由29si-nmr光譜得出a=3、b=6、c=3、c’=3的有機(jī)聚硅氧烷。

[合成例3]

(a-3)

在乙腈溶劑中加入三甲基硅烷醇90.1g、六甲基環(huán)三硅氧烷6660g、二鄰苯二酚苯基甲硅氧基鈉(ジカテコールフェニルシロキシナトリウム)121g,在60℃攪拌12小時(shí)。將所得的產(chǎn)物過濾,加入甲基三甲氧基硅烷408g、sr(oh)2?8h2o8.10g,在60℃攪拌3小時(shí)。然后,加入醋酸12.2g進(jìn)行中和,將所得的產(chǎn)物過濾,將甲醇和甲苯減壓蒸餾除去,由此合成下述單末端二烷氧基有機(jī)聚硅氧烷??芍猰w=6800。

(式中,c=90)。

(a-3)

加入(a-3)中合成的有機(jī)聚硅氧烷680g、聚二甲基硅氧烷-α,ω-二醇(mw=280)72.0g、sr(oh)2?8h2o3.76g,在60℃攪拌18小時(shí)。然后,加入醋酸5.64g進(jìn)行中和,加入氯二甲基乙烯基硅烷13.0g,在60℃攪拌8小時(shí)。將所得的產(chǎn)物過濾,水洗,共沸脫水,減壓蒸餾除去,由此合成下述支鏈硅油??芍獮榫哂衜w=73000、vi值=2.74×10-3mol/100g、由29si-nmr光譜得出a=10、b=90、c=90的有機(jī)聚硅氧烷。

[合成例4]

(a-4)

在乙腈溶劑中加入三甲基硅烷醇90.1g、六甲基環(huán)三硅氧烷890g、二鄰苯二酚苯基甲硅氧基鈉121g,在60℃攪拌6小時(shí)。將所得的產(chǎn)物過濾,加入甲基三甲氧基硅烷408g、sr(oh)2?8h2o8.10g,在60℃攪拌3小時(shí)。然后,加入醋酸12.2g進(jìn)行中和,將所得的產(chǎn)物過濾,將甲醇和甲苯進(jìn)行減壓蒸餾除去,由此合成下述單末端二烷氧基有機(jī)聚硅氧烷??芍猰w=1000。

(式中,c=12)。

(a-4)

加入(a-4)中合成的有機(jī)聚硅氧烷1000g、聚二甲基硅氧烷-α,ω-二醇(mw=280)12.0g、sr(oh)2?8h2o5.06g,在60℃攪拌18小時(shí)。然后,加入醋酸7.59g進(jìn)行中和,加入氯二甲基乙烯基硅烷340g,在60℃攪拌8小時(shí)。將所得的產(chǎn)物過濾,水洗,共沸脫水,減壓蒸餾除去,由此合成下述支鏈硅油??芍獮榫哂衜w=81000、vi值=2.47×10-3mol/100g、由29si-nmr光譜得出a=80、b=12、c=12的有機(jī)聚硅氧烷。

[比較例1]

(a-1’)

下式所示的兩末端乙烯基苯基甲基硅油(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制、vi值=3.81×10-2mol/100g)。

[比較例2]

(a-2’)

下式所示的兩末端乙烯基二甲基硅油(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制、vi值=1.33×10-2mol/100g)

n=200(平均值)。

[比較例3]

(a-3’)

將1,1-二苯基-1,3-二甲基-3,3-二甲氧基二硅氧烷63.7g、聚甲基苯基硅氧烷-α,ω-二醇(mw=530)1200g和二甲基乙烯基甲氧基硅烷48.8g攪拌,調(diào)節(jié)為60℃。然后,加入sr(oh)2?8h2o3.15g,在60℃進(jìn)行3小時(shí)的反應(yīng)。通過過濾從所得的產(chǎn)物中除去催化劑,將甲醇和水減壓蒸餾除去,由此合成下述支鏈硅油??芍獮榫哂衜w=5700、vi值=3.51×10-2mol/100g、由29si-nmr光譜得出n=37、m=1的有機(jī)聚硅氧烷。

(b)成分、(c)成分和(d)成分

以下,示出在實(shí)施例中使用的(b)成分、(c)成分和(d)成分。

(b-1)下式所示的苯基系有機(jī)硅樹脂(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制,vi值=0.147mol/100g)

n=3,m=10,分子量=1600。

(b-2)下式所示的甲基系有機(jī)硅樹脂(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制,vi值=9.12×10-2mol/100g)

n=5,m=30,j=48,分子量=5800。

(c-1)下式所示的、在兩末端具有氫化甲硅烷基的硅油(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制、sih值=0.600mol/100g)。

(c-2)下式所示的、在側(cè)鏈具有氫化甲硅烷基的硅油(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制、sih值=1.63mol/100g)

n=平均38。

(d)氯鉑酸的二乙烯基硅氧烷配位化合物的異十二烷溶液(鉑含量0.5質(zhì)量%)

[實(shí)施例1]

將(a-1)100質(zhì)量份和(b-1)300質(zhì)量份、(c-1)81質(zhì)量份混合,加入作為鉑量為5ppm的氯鉑酸的二乙烯基硅氧烷配位化合物,進(jìn)行混合,制備固化性組合物。

[實(shí)施例2~4和比較例1~3]

除了將各成分的配混量如表1中記載的那樣改變以外,其它重復(fù)與實(shí)施例1同樣的操作,制備固化性組合物。

對(duì)于上述實(shí)施例1~4和比較例1~3中制備的固化性組合物,進(jìn)行以下所示的試驗(yàn)。

[固化性組合物的粘度]

根據(jù)jisz8803:2011,使用b型粘度計(jì)測(cè)定在23℃下的固化性組合物的粘度。結(jié)果記載于表1中。

[固化物的硬度]

將制備的固化性組合物灌入直徑50mm×厚度10mm的鋁盤中,以60℃×1小時(shí)、100℃×1小時(shí)、150℃×4小時(shí)的順序進(jìn)行逐步固化,得到固化物。根據(jù)jisk6253-3:2012測(cè)定固化物的硬度(硬度計(jì)shorea或shored)。結(jié)果記載于表1中。

[固化物的光透射率]

在2片50mm×20mm×1mm厚的載玻片之間夾住凹型的1mm厚テフロン(teflon

)(注冊(cè)商標(biāo))墊片,將它們固定后,灌入固化性組合物,以60℃×1小時(shí)、100℃×1小時(shí)、150℃×4小時(shí)的順序進(jìn)行逐步固化,制作透射率測(cè)定樣品。利用分光光度計(jì)u-4100(株式會(huì)社日立ハイテクノロジーズ制)測(cè)定所得的樣品的450nm時(shí)的光透射率。結(jié)果記載于表1中。

[固化物的抗拉強(qiáng)度和切斷時(shí)伸長(zhǎng)率]

在150mm×200mm×2mm厚的凹型テフロン(注冊(cè)商標(biāo))金屬模具中灌入制備的固化性組合物,以60℃×1小時(shí)、100℃×1小時(shí)、150℃×4小時(shí)的順序進(jìn)行逐步固化,制作樣品。根據(jù)jisk6251:2010,使用eztest(ez-l,株式會(huì)社島津制作所制),在試驗(yàn)速度500mm/min、夾具間距離80mm、計(jì)量標(biāo)點(diǎn)間距離40mm的條件下測(cè)定樣品的抗拉強(qiáng)度和切斷時(shí)伸長(zhǎng)率(切斷時(shí)伸び)。

結(jié)果記載于表1中。

[固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度]

利用dmaq800(taインスツルメント株式會(huì)社制)在-140℃~150℃的范圍測(cè)定如上述[固化物的抗拉強(qiáng)度和切斷時(shí)伸長(zhǎng)率]項(xiàng)中記載的那樣制作的固化物樣品的儲(chǔ)存彈性模量(mpa),將由所得的儲(chǔ)存彈性模量和損失彈性模量的值導(dǎo)出的tanδ的值進(jìn)行繪圖而得到曲線圖,將由該曲線圖得到的峰頂?shù)臏囟仍O(shè)為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)。

測(cè)定條件是在20mm長(zhǎng)×5mm寬×1mm厚的樣品、升溫速度5℃/min、多頻率模式(マルチ周波數(shù)モード)、拉伸模式、振幅15μm的條件下進(jìn)行。結(jié)果記載于表1中。實(shí)施例1(實(shí)線)和比較例1(虛線)的固化物的儲(chǔ)存彈性模量的曲線圖和tanδ的曲線圖。圖1表示實(shí)施例1(實(shí)線)和比較例1(虛線)的固化物的儲(chǔ)存彈性模量的曲線圖和tanδ的曲線圖。

[溫度循環(huán)試驗(yàn)]

在tiger3528包裝(パッケージ)(信越化學(xué)株式會(huì)社制)上分配固化性組合物,以60℃×1小時(shí)、100℃×1小時(shí)、150℃×4小時(shí)的順序進(jìn)行逐步固化,制造用固化物封裝了包裝的試驗(yàn)物。對(duì)于20個(gè)該試驗(yàn)物,進(jìn)行-50℃~140℃、1000次的熱循環(huán)試驗(yàn)(tct),測(cè)量在封裝物上產(chǎn)生裂紋的試驗(yàn)物的數(shù)量。結(jié)果記載于表1中。

【表1】

h/vi=(組合物中的sih基的mol)/(組合物中的vi基的mol)

ng的數(shù)量=在封裝物上產(chǎn)生了裂紋的試驗(yàn)物的數(shù)量。

如表1中所示的那樣,使用了本發(fā)明的支鏈有機(jī)聚硅氧烷的固化性有機(jī)硅樹脂組合物,與代替本發(fā)明的(a)成分而使用了直鏈狀的有機(jī)聚硅氧烷的組合物相比,形成玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低、耐裂紋性優(yōu)異的固化物。另外,樹脂組合物的粘度足夠低,作業(yè)效率良好。

產(chǎn)業(yè)可利用性

本發(fā)明提供低溫特性良好、可形成溫度變化耐性優(yōu)異的固化物的加成固化型有機(jī)硅組合物、和利用該組合物的固化物封裝了半導(dǎo)體元件的具有高可靠性的半導(dǎo)體裝置。

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