JP2020143206A - Curable organosilicon resin composition - Google Patents
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Abstract
【課題】機械特性、耐クラック性、及び作業性に優れた硬化性有機ケイ素樹脂組成物及び該組成物で封止された光半導体装置の提供。【解決手段】(A)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンであって、SiO4/2単位及びR1SiO3/2単位を有し、全シロキサン単位のモル数に対するSiO4/2単位の割合が0.1mol%以上10mol%以下であり、ケイ素原子に結合した水酸基の含有量が0.001mol/100g以上である、オルガノポリシロキサン、(B)ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個以上有し、ケイ素原子結合芳香族炭化水素基を1分子中に1個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(A)成分のアルケニル基の個数に対する(B)成分のヒドロシリル基の個数比が0.1〜4.0となる量、(C)白金族金属系触媒:触媒量、を含む硬化性有機ケイ素樹脂組成物。【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a curable organosilicon resin composition excellent in mechanical properties, crack resistance and workability, and an optical semiconductor device sealed with the composition. SOLUTION: (A) An organopolysiloxane having at least two silicon atom-bonded alkenyl groups in one molecule, having SiO4 / 2 units and R1SiO3 / 2 units, SiO4 with respect to the number of moles of the total siloxane units. Organopolysiloxane, the ratio of 2 units is 0.1 mol% or more and 10 mol% or less, and the content of hydroxyl group bonded to silicon atom is 0.001 mol / 100 g or more, (B) hydrogen atom bonded to silicon atom. Organohydrogenpolysiloxane having two or more in one molecule and one or more silicon atom-bonded aromatic hydrocarbon groups in one molecule: Hydrosilyl of the component (B) with respect to the number of alkenyl groups in the component (A). A curable organic silicon resin composition comprising an amount of 0.1 to 4.0 groups and (C) a platinum group metal-based catalyst: a catalytic amount. [Selection diagram] None
Description
本発明は、硬化性有機ケイ素樹脂組成物及び半導体装置に関する。 The present invention relates to curable organic silicon resin compositions and semiconductor devices.
LED用封止材には、耐熱性、耐光性、作業性、接着性、ガスバリア性、硬化特性にも優れた材料が求められており、従来はエポキシ樹脂、ポリ(メタ)アクリレート、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂が多用されてきた。しかしながら、近年のLED発光装置の高出力化に伴い、長期にわたる高温環境下では、これらの熱可塑性樹脂を使用した場合に耐熱性、耐変色性の問題が発生することが分かってきた。 Materials with excellent heat resistance, light resistance, workability, adhesiveness, gas barrier properties, and curing properties are required for LED encapsulants, and conventionally, epoxy resins, poly (meth) acrylates, polycarbonates, and the like are required. Thermoplastic resins have been widely used. However, with the recent increase in output of LED light emitting devices, it has been found that problems of heat resistance and discoloration resistance occur when these thermoplastic resins are used in a high temperature environment for a long period of time.
また、最近では光学素子を基板に半田付けする際に、鉛フリー半田が使用されることが多くなっている。この鉛フリー半田は、従来の半田に比べ溶融温度が高く、通常260℃以上の温度をかけて半田付けを行う必要があるが、このような温度で半田付けを行った場合、上記のような従来の熱可塑性樹脂の封止材では変形が起こる、又は高温によって封止材が黄変する等の不具合が発生することも分かってきた。 Recently, lead-free solder is often used when soldering an optical element to a substrate. This lead-free solder has a higher melting temperature than conventional solder, and usually needs to be soldered at a temperature of 260 ° C. or higher. However, when soldering is performed at such a temperature, the above-mentioned It has also been found that the conventional thermoplastic resin encapsulant has problems such as deformation or yellowing of the encapsulant due to high temperature.
このように、LED発光装置の高出力化や鉛フリー半田の使用に伴い、封止材にはこれまで以上に優れた耐熱性が求められている。これまでに、耐熱性向上を目的として熱可塑性樹脂にナノシリカを充填した光学用樹脂組成物等が提案されてきたが(特許文献1及び2)、熱可塑性樹脂では耐熱性に限界があり、十分な耐熱性が得られなかった。 As described above, with the increase in output of the LED light emitting device and the use of lead-free solder, the sealing material is required to have higher heat resistance than ever before. So far, optical resin compositions in which a thermoplastic resin is filled with nanosilica have been proposed for the purpose of improving heat resistance (Patent Documents 1 and 2), but the heat resistance of the thermoplastic resin is limited and sufficient. No heat resistance was obtained.
熱硬化性樹脂であるシリコーン樹脂は、耐熱性、耐光性、及び光透過性に優れることから、LED用封止材として検討されてきた(特許文献3〜5)。しかしながら、このシリコーン樹脂はエポキシ樹脂等と比較すると樹脂強度が弱いという欠点があった。 Silicone resins, which are thermosetting resins, have been studied as sealing materials for LEDs because they are excellent in heat resistance, light resistance, and light transmission (Patent Documents 3 to 5). However, this silicone resin has a drawback that the resin strength is weaker than that of an epoxy resin or the like.
この対策として、フェニル基等の芳香族系置換基の導入による高屈折率化が検討されているが(特許文献6)、芳香族系置換基を導入すると、加熱時における粘弾性の変化が大きくなるため、メチルシリコーン系樹脂と比較して耐クラック性が低下してしまったり、LEDパッケージとの接着が悪化したりといった問題がある(特許文献7)。 As a countermeasure for this, it has been studied to increase the refractive index by introducing an aromatic substituent such as a phenyl group (Patent Document 6), but when an aromatic substituent is introduced, the change in viscoelasticity during heating is large. Therefore, there are problems that the crack resistance is lowered as compared with the methyl silicone resin and the adhesion to the LED package is deteriorated (Patent Document 7).
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、機械特性、耐クラック性、及び作業性に優れた硬化性有機ケイ素樹脂組成物及び該組成物で封止された光半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a curable organic silicon resin composition having excellent mechanical properties, crack resistance, and workability, and an optical semiconductor device sealed with the composition. The purpose is to provide.
本発明者らは鋭意検討した結果、RSiO3/2単位(T単位)を必須構成単位とするレジン構造のオルガノポリシロキサンが、SiO4/2単位(Q単位)を所定量有することによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を成すに至った。 As a result of diligent studies, the present inventors have determined that the resin-structured organopolysiloxane having RSiO 3/2 units (T units) as an essential constituent unit has a predetermined amount of SiO 4/2 units (Q units). We have found that the problem can be solved, and have come to the present invention.
即ち、本発明は、
(A)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンであって、
SiO4/2単位及びR1SiO3/2単位を有し、全シロキサン単位のモル数に対するSiO4/2単位の割合が0.1mol%以上10mol%以下であり、1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基を有し、及び、ケイ素原子に結合した水酸基の含有量が0.001mol/100g以上である、前記オルガノポリシロキサン(上記において、R1は互いに独立に、炭素数2〜10のアルケニル基、置換または非置換の炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数6〜10の芳香族炭化水素基である)
(B)ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個以上有し、及びケイ素原子結合芳香族炭化水素基を1分子中に1個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(A)成分のアルケニル基の個数に対する(B)成分のヒドロシリル基の個数比が0.1〜4.0となる量、及び
(C)白金族金属系触媒:触媒量、
を含むことを特徴とする、硬化性有機ケイ素樹脂組成物を提供する。
That is, the present invention
(A) An organopolysiloxane having at least two silicon atom-bonded alkenyl groups in one molecule.
It has 4/2 units of SiO and 3/2 units of R 1 SiO, and the ratio of 4/2 units of SiO to the number of moles of all siloxane units is 0.1 mol% or more and 10 mol% or less, and at least two in one molecule. The organopolysiloxane having a silicon atom-bonded alkenyl group and having a hydroxyl group bonded to a silicon atom having a content of 0.001 mol / 100 g or more (in the above, R 1 has 2 to 2 carbon atoms independently of each other). (10 alkenyl groups, substituted or unsubstituted alkyl groups with 1 to 10 carbon atoms, or aromatic hydrocarbon groups with 6 to 10 carbon atoms)
(B) Organohydrogenpolysiloxane having two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms in one molecule and one or more silicon atom-bonded aromatic hydrocarbon groups in one molecule: component (A) The amount at which the ratio of the number of hydrosilyl groups of the component (B) to the number of alkenyl groups is 0.1 to 4.0, and (C) platinum group metal-based catalyst: catalytic amount,
Provided is a curable organic silicon resin composition comprising.
このような硬化性有機ケイ素樹脂組成物であれば、優れた機械特性、耐クラック性、及び作業性を得ることができる。 With such a curable organic silicon resin composition, excellent mechanical properties, crack resistance, and workability can be obtained.
以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.
[(A)オルガノポリシロキサン]
(A)成分はレジン構造のオルガノポリシロキサンであり、本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物の主剤となる。該(A)成分は、SiO4/2単位(Q単位)及びR1SiO3/2単位(T単位)の両方を含み、全シロキサン単位の数に対する前記Q単位の数の割合が0.1mol%以上10mol%以下、好ましくは0.2mol%以上8mol%以下、より好ましくは0.3mol%以上6mol%以下、さらに好ましくは0.4mol%以上5mol%以下であることを特徴とする。前記Q単位の量が上記下限値未満であると耐クラック性に劣る。また上記上限値を超えると粘度が高くなってしまい、作業性が悪化する恐れがある。
[(A) Organopolysiloxane]
The component (A) is an organopolysiloxane having a resin structure, which is a main component of the curable organic silicon resin composition of the present invention. The component (A) contains both SiO 4/2 units (Q units) and R 1 SiO 3/2 units (T units), and the ratio of the number of Q units to the total number of siloxane units is 0.1 mol. It is characterized in that it is% or more and 10 mol% or less, preferably 0.2 mol% or more and 8 mol% or less, more preferably 0.3 mol% or more and 6 mol% or less, and further preferably 0.4 mol% or more and 5 mol% or less. If the amount of the Q unit is less than the above lower limit value, the crack resistance is inferior. Further, if the above upper limit value is exceeded, the viscosity becomes high and the workability may be deteriorated.
(A)成分中、R1SiO3/2単位(T単位)の量は、好ましくは50mol%以上であり、より好ましくは50〜90mol%、さらに好ましくは60〜80mol%である。なお、前記R1は互いに独立に、炭素数2〜10、好ましくは2〜5のアルケニル基、炭素数1〜10、好ましくは1〜5の置換または非置換のアルキル基、または炭素数6〜10、好ましくは6〜8の芳香族炭化水素基である。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基等の低級アルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、及びキシリル基等のアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基、及びフェニルプロピル基等のアラルキル基;ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、及びオクテニル基等のアルケニル基;及び前記アルキル基の炭素原子に結合する水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子やシアノ基等で置換した基、例えばクロロメチル基、シアノエチル基、及び3,3,3−トリフルオロプロピル基等が挙げられる。中でも、メチル基、フェニル基、及びビニル基が好ましい。 The amount of R 1 SiO 3/2 unit (T unit) in the component (A) is preferably 50 mol% or more, more preferably 50 to 90 mol%, and further preferably 60 to 80 mol%. The R 1 has 2 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 5 carbon atoms, 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 substituted or unsubstituted alkyl groups, or 6 to 6 carbon atoms independently of each other. It is 10, preferably 6-8 aromatic hydrocarbon groups. For example, lower alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group and butyl group; cycloalkyl group such as cyclohexyl group; aryl group such as phenyl group, trill group and xsilyl group; benzyl group, phenylethyl group and Aralkyl groups such as phenylpropyl group; alkenyl groups such as vinyl group, allyl group, propenyl group, isopropenyl group, butenyl group, hexenyl group, cyclohexenyl group, and octenyl group; and hydrogen bonded to the carbon atom of the alkyl group. Examples thereof include a group in which a part or all of the atoms are substituted with a halogen atom such as fluorine, bromine or chlorine or a cyano group, for example, a chloromethyl group, a cyanoethyl group, a 3,3,3-trifluoropropyl group and the like. Of these, a methyl group, a phenyl group, and a vinyl group are preferable.
(A)成分は一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基を有する。より好ましくは、ケイ素原子結合アルケニル基の量は、0.01〜0.5mol/100gが好ましく、さらに好ましくは0.05〜0.3mol/100gであり、さらに好ましくは0.10〜0.25mol/100gである。アルケニル基の量が前記下限値以上であれば、組成物が固まるのに十分な架橋点を形成することができる。また、前記上限値以下であれば、架橋密度が上がりすぎることによる靱性の低下を防ぐことができる。尚、当該(A)成分は、前記Q単位及びT単位の他に、(R4)2SiO2/2単位(D単位)を0〜30mol%、好ましくは0〜20mol%で含んでいてよく、及び(R1)3SiO1/2単位(M単位)を10〜30mol%、好ましくは20〜28mol%で含んでいてもよい。R1は、上述した通りである。前記(A)成分中のR1において、1分子中に少なくとも2個、好ましくは2〜6個がケイ素原子結合アルケニル基である。R4は互いに独立に、炭素数1〜10、好ましくは1〜5の、置換または非置換のアルキル基、または炭素数6〜10、好ましくは6〜8の芳香族炭化水素基である。また、アルケニル基を有するD単位を本発明の効果を損ねない範囲において少量含んでいてもよい。少量とは、好ましくは、アルケニル基を有するD単位のモル数が全シロキサン単位のモル数に対して0.1mol%未満である。 The component (A) has at least two silicon atom-bonded alkenyl groups in one molecule. More preferably, the amount of the silicon atom-bonded alkenyl group is preferably 0.01 to 0.5 mol / 100 g, more preferably 0.05 to 0.3 mol / 100 g, still more preferably 0.1 to 0.25 mol. / 100g. When the amount of the alkenyl group is equal to or higher than the lower limit, sufficient cross-linking points can be formed for the composition to solidify. Further, if it is not more than the upper limit value, it is possible to prevent a decrease in toughness due to an excessive increase in the crosslink density. In addition to the Q unit and the T unit, the component (A) may contain (R 4 ) 2 SiO 2/2 unit (D unit) in an amount of 0 to 30 mol%, preferably 0 to 20 mol%. , And (R 1 ) 3 SiO 1/2 unit (M unit) may be contained in an amount of 10 to 30 mol%, preferably 20 to 28 mol%. R 1 is as described above. In R 1 in the component (A), at least two, preferably 2 to 6 silicon atom-bonded alkenyl groups are contained in one molecule. R 4, independently of one another, 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5, a substituted or unsubstituted alkyl group carbon atoms or 6 to 10, preferably an aromatic hydrocarbon group of 6 to 8. Further, the D unit having an alkenyl group may be contained in a small amount as long as the effect of the present invention is not impaired. The small amount preferably means that the number of moles of D units having an alkenyl group is less than 0.1 mol% with respect to the number of moles of all siloxane units.
(A)成分中のR1及びR4において、1分子中に少なくとも1個は炭素数6〜10の芳香族炭化水素基であることが好ましく、より好ましくはケイ素原子に結合する全置換基(即ちR1及びR4)の合計個数に対し、芳香族炭化水素基の個数が18〜90mol%、好ましくは20〜88mol%、さらに好ましくは30mol%超〜85mol%、更に好ましくは40mol〜83mol%、最も好ましくは50mol%〜82mol%であるのがよい。(A)成分が芳香族炭化水素基を上記範囲となる量で有することにより機械特性が向上するため好ましい。芳香族炭化水素基量が少なすぎると樹脂強度が落ちる恐れがある。上記Q単位/T単位のモル比は好ましくは0.001〜0.2、より好ましくは0.001〜0.15、さらに好ましくは0.003〜0.13、最も好ましくは0.005〜0.08であるのが良い。Q単位/T単位のモル比が上記範囲であることにより耐クラック性が向上するため好ましい。Q単位/T単位のモル比が少なすぎると耐クラック性が低下し、多すぎると樹脂が脆くなる恐れがある。 In R 1 and R 4 in the component (A), at least one in one molecule is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, and more preferably a total substituent (which is bonded to a silicon atom). That is, the number of aromatic hydrocarbon groups is 18 to 90 mol%, preferably 20 to 88 mol%, more preferably more than 30 mol% to 85 mol%, still more preferably 40 mol to 83 mol%, based on the total number of R 1 and R 4 ). Most preferably, it is 50 mol% to 82 mol%. It is preferable that the component (A) has an aromatic hydrocarbon group in an amount in the above range because the mechanical properties are improved. If the amount of aromatic hydrocarbon groups is too small, the resin strength may decrease. The molar ratio of Q units / T units is preferably 0.001 to 0.2, more preferably 0.001 to 0.15, still more preferably 0.003 to 0.13, and most preferably 0.005 to 0. It should be .08. It is preferable that the molar ratio of Q unit / T unit is in the above range because crack resistance is improved. If the molar ratio of Q unit / T unit is too small, the crack resistance is lowered, and if it is too large, the resin may become brittle.
(A)成分は、ケイ素原子に結合した水酸基を0.001mol/100g以上で有することを特徴とする。ケイ素原子に結合した水酸基の量が上記下限値未満であると硬化性有機ケイ素樹脂組成物が基材と接着しない恐れがある。好ましくは0.005mol/100g以上、より好ましくは0.008mol/100g以上、さらに好ましくは0.001mol/100g以上であるのがよい。但し、ケイ素原子に結合した水酸基の量が多すぎると硬化物は表面タック性に劣り、べたつきを生じる恐れがある。従って、上限は好ましくは1.0mol/100g以下、より好ましくは0.8mol/100g以下であるのがよい。これにより、本発明で課題とする機械特性、耐クラック性、及び作業性を満たし、且つ、表面タック性に優れる硬化物を与えることができる。 The component (A) is characterized by having a hydroxyl group bonded to a silicon atom in an amount of 0.001 mol / 100 g or more. If the amount of hydroxyl groups bonded to the silicon atom is less than the above lower limit, the curable organic silicon resin composition may not adhere to the substrate. It is preferably 0.005 mol / 100 g or more, more preferably 0.008 mol / 100 g or more, and further preferably 0.001 mol / 100 g or more. However, if the amount of hydroxyl groups bonded to the silicon atom is too large, the cured product has poor surface tackiness and may cause stickiness. Therefore, the upper limit is preferably 1.0 mol / 100 g or less, and more preferably 0.8 mol / 100 g or less. As a result, it is possible to provide a cured product that satisfies the mechanical properties, crack resistance, and workability, which are the problems of the present invention, and has excellent surface tackiness.
また(A)成分において、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜5の、ケイ素原子に結合したアルコキシ基の量は1.0mol/100g以下であることが好ましく、より好ましくは0.8mol/100g以下、さらに好ましくは0.5mol/100g以下であるのがよい。アルコキシ基の量が上記上限値を超えると、硬化時に副生成物のアルコールガスが発生し、硬化物にボイドが残る恐れがある。下限値は特に制限されるものでなく、少なければ少ない方がよい。なお、本発明におけるケイ素原子に結合した水酸基量及びアルコキシ基量は、1H−NMR及び29Si−NMRによって測定された値である。 Further, in the component (A), the amount of the alkoxy group bonded to the silicon atom having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms is preferably 1.0 mol / 100 g or less, more preferably 0.8 mol. It is preferably / 100 g or less, more preferably 0.5 mol / 100 g or less. If the amount of alkoxy groups exceeds the above upper limit, alcohol gas as a by-product is generated during curing, and voids may remain in the cured product. The lower limit is not particularly limited, and the smaller the value, the better. The amount of hydroxyl groups and alkoxy groups bonded to the silicon atom in the present invention are values measured by 1 H-NMR and 29 Si-NMR.
(A)成分は重量平均分子量(Mw)1,000〜5,000を有することが好ましく、より好ましくは1,100〜3,000である。重量平均分子量が上記下限値以上であれば、組成物が脆くなる恐れがない。また、重量平均分子量が上記上限値以下であれば組成物の粘度が高くなり流動しなくなる恐れがない。好ましくは、分子量5,000以上の成分が全体の0.5重量%以上であるのがよく、1.0重量%以上であることがさらに好ましい。分子量5,000以上のポリシロキサンを上記量で含むことにより、樹脂に良好なクラック性を付与することができる。本発明において重量平均分子量(Mw)は、下記条件で測定したゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレンを標準物質とした重量平均分子量である。また、分子量5,000以上のポリシロキサンの量は、下記条件によって得られたゲルパーミエーションクロマトグラフィのクロマトグラムから微分分子量分布曲線を求め、その曲線から求めた値とする。
[測定条件]
展開溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
流量:0.6mL/min
検出器:示差屈折率検出器(RI)
カラム:TSK Guardcolomn SuperH−L
TSKgel SuperH4000(6.0mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperH3000(6.0mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperH2000(6.0mmI.D.×15cm×2)
(いずれも東ソー社製)
カラム温度:40℃
試料注入量:20μL(濃度0.5質量%のTHF溶液)
The component (A) preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 5,000, and more preferably 1,100 to 3,000. When the weight average molecular weight is not more than the above lower limit value, there is no possibility that the composition becomes brittle. Further, if the weight average molecular weight is not more than the above upper limit value, the viscosity of the composition becomes high and there is no possibility that the composition will not flow. Preferably, the component having a molecular weight of 5,000 or more is 0.5% by weight or more of the whole, and more preferably 1.0% by weight or more. By containing the polysiloxane having a molecular weight of 5,000 or more in the above amount, good cracking property can be imparted to the resin. In the present invention, the weight average molecular weight (Mw) is a weight average molecular weight using polystyrene as a standard substance measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions. The amount of polysiloxane having a molecular weight of 5,000 or more is determined by obtaining a differential molecular weight distribution curve from a gel permeation chromatography chromatogram obtained under the following conditions and using the curve.
[Measurement condition]
Developing solvent: tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 0.6 mL / min
Detector: Differential Refractometer (RI)
Column: TSK Guardcolomn SuperH-L
TSKgel SuperH4000 (6.0mm ID x 15cm x 1)
TSKgel SuperH3000 (6.0mm ID x 15cm x 1)
TSKgel SuperH2000 (6.0 mm ID x 15 cm x 2)
(Both made by Tosoh)
Column temperature: 40 ° C
Sample injection volume: 20 μL (THF solution with a concentration of 0.5% by mass)
上記(A)成分の製造方法は特に制限されるものではなく、各構成単位の原料となるシラン化合物を、例えば加水分解縮合させることで得られる。例えば、SiO4/2単位(Q単位)を与える原料化合物としては、ケイ酸ソーダ、テトラアルコキシシラン、またはその縮合反応物等が挙げられるが、これらに限定されない。 The method for producing the component (A) is not particularly limited, and it can be obtained by, for example, hydrolyzing and condensing a silane compound as a raw material for each structural unit. For example, examples of the raw material compound that gives 4/2 units of SiO (Q units) include, but are not limited to, sodium silicate, tetraalkoxysilane, or a condensation reaction product thereof.
R1SiO3/2単位(T単位)を与える原料化合物としては、例えば、下記構造式で表されるオルガノトリクロロシラン、オルガノトリアルコキシシラン等の有機ケイ素化合物、又はこれらの縮合反応物等が挙げられるが、これらに限定されない。
(R4)2SiO2/2単位(D単位)を与える原料化合物としては、例えば、下記構造式で表されるジオルガノジクロロシラン、ジオルガノジアルコキシシラン等の有機ケイ素化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
R1 3SiO1/2単位(M単位)を与える原料としては、例えば、下記構造式で表されるトリオルガノクロロシラン、トリオルガノアルコキシシラン、ヘキサオルガノジシロキサン等の有機ケイ素化合物等を挙げられるが、これらに限定されない。
[(B)オルガノハイドロジェンポリシロキサン]
(B)成分は、ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個以上有し、及びケイ素原子結合芳香族炭化水素基を1分子中に1個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。当該(B)成分は、好ましくは下記平均組成式(2)で表される。
R3 hHiSiO(4−h−i)/2 ・・・ (2)
前記式中、R3は互いに独立に、非置換もしくは置換の、炭素原子数1〜10の1価炭化水素基であり、hおよびiは、好ましくは0.7≦h≦2.1、0.001≦i≦1.0、かつ0.8≦h+i≦3.0を満たす数であり、より好ましくは1.0≦h≦2.0、0.01≦i≦1.0、かつ1.5≦h+i≦2.5を満たす数である。
[(B) Organohydrogenpolysiloxane]
The component (B) is an organohydrogenpolysiloxane having two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms in one molecule and one or more silicon atom-bonded aromatic hydrocarbon groups in one molecule. The component (B) is preferably represented by the following average composition formula (2).
R 3 h Hi SiO (4-h-i) / 2 ... (2)
In the above formula, R 3 is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and h and i are preferably 0.7 ≦ h ≦ 2.1, 0. .001 ≦ i ≦ 1.0 and 0.8 ≦ h + i ≦ 3.0, more preferably 1.0 ≦ h ≦ 2.0, 0.01 ≦ i ≦ 1.0, and 1 It is a number that satisfies .5 ≦ h + i ≦ 2.5.
上記R3としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等の飽和脂肪族炭化水素基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の飽和脂環式炭化水素基、フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基などの芳香族炭化水素基、これらの基の炭素原子に結合する水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子で置換したもの、例えば、トリフルオロプロピル基、クロロプロピル基等のハロゲン化炭化水素基などが挙げられる。これらの中では、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜5のアルキル基、並びにフェニル基が好ましい。 Examples of R 3 include saturated aliphatic hydrocarbon groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group and pentyl group, saturated alicyclic hydrocarbon groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, phenyl group and trill. Aromatic hydrocarbon groups such as aryl groups such as groups and xsilyl groups, benzyl groups, phenylethyl groups and aralkyl groups such as phenylpropyl groups, and some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of these groups are fluorine. Examples thereof include those substituted with a halogen atom such as bromine and chlorine, for example, a halogenated hydrocarbon group such as a trifluoropropyl group and a chloropropyl group. Among these, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group and a propyl group, and a phenyl group are preferable.
本発明の(B)成分は1分子中に1個以上のケイ素原子結合芳香族炭化水素を有する。従って、上記少なくとも1のR3は芳香族炭化水素基であるのがよく、より好ましくは1〜100個のアリール基を有する。(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、ケイ素原子に結合した水素原子(ヒドロシリル基)を少なくとも2個(通常、2〜200個)、好ましくは3個以上(通常、3〜100個)有するのがよい。(B)成分は(A)成分と反応し、架橋剤として作用する。 The component (B) of the present invention has one or more silicon atom-bonded aromatic hydrocarbons in one molecule. Therefore, at least one R 3 is preferably an aromatic hydrocarbon group, more preferably having 1 to 100 aryl groups. The organohydrogenpolysiloxane of the component (B) has at least two hydrogen atoms (hydrosilyl groups) bonded to silicon atoms (usually 2 to 200), preferably 3 or more (usually 3 to 100). Is good. The component (B) reacts with the component (A) and acts as a cross-linking agent.
(B)成分の分子構造は特に制限されず、例えば、直鎖、環状、分岐状、三次元網目状(レジン状)等の、いずれの分子構造を有してもよい。またヒドロシリル基の結合箇所は制限されるものでなく、例えば(B)成分が直鎖構造を有する場合、分子鎖末端および分子鎖側鎖のどちらか一方、またはその両方でケイ素原子に結合していてもよい。また、1分子中のケイ素原子の数(または重合度)は、通常、2〜200個、好ましくは3〜100個であるのがよく、室温(25℃)において液状又は固体状であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが好ましい。 The molecular structure of the component (B) is not particularly limited, and may have any molecular structure such as linear, cyclic, branched, and three-dimensional network (resin). Further, the bonding site of the hydrosilyl group is not limited. For example, when the component (B) has a linear structure, it is bonded to the silicon atom at either the end of the molecular chain, the side chain of the molecular chain, or both. You may. The number of silicon atoms (or degree of polymerization) in one molecule is usually 2 to 200, preferably 3 to 100, and is an organohydro that is liquid or solid at room temperature (25 ° C.). Genpolysiloxane is preferred.
上記平均組成式(2)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、トリス(ハイドロジェンジメチルシロキシ)フェニルシラン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・メチルフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、及び、(CH3)2HSiO1/2単位とSiO4/2単位と(C6H5)3SiO1/2単位とからなる共重合体などが挙げられる。 Examples of the organohydrogenpolysiloxane represented by the above average composition formula (2) include tris (hydrogendimethylsiloxy) phenylsilane, both-terminal trimethylsiloxy group-blocking methylhydrogensiloxane / diphenylsiloxane copolymer, and both-terminal trimethylsiloxy. Group-blocked methylhydrogensiloxane / diphenylsiloxane / dimethylsiloxane copolymer, both-terminal trimethylsiloxy group-blocked methylhydrogensiloxane / methylphenylsiloxane / dimethylsiloxane copolymer, both-terminal dimethylhydrogensiloxy group-blocked methylhydrogensiloxane Didimethylsiloxane / diphenylsiloxane copolymer, both-terminal dimethylhydrogensiloxy group-blocking methylhydrogensiloxane / dimethylsiloxane / methylphenylsiloxane copolymer, and (CH 3 ) 2 HSiO 1/2 unit and SiO 4/2 unit And (C 6 H 5 ) 3 SiO 1/2 unit of copolymer and the like.
また、下記構造で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンも用いることができるが、これらだけに限定されるものではない。
(B)成分の量は上記(A)成分中のケイ素原子に結合したアルケニル基の個数に対する(B)成分中のヒドロシリル基の個数比が0.1〜4.0であり、好ましくは0.5〜3.0、より好ましくは0.8〜2.0となる量であるのがよい。(B)成分の量が上記下限値より少ないと、本発明の組成物の硬化反応が進行せず、シリコーン硬化物を得ることが困難である。また得られる硬化物も架橋密度が低くなりすぎ、機械強度が不足し、耐熱性が悪影響を受ける。一方、上記上限値より多いと、未反応のヒドロシリル基が硬化物中に多数残存するために、物性が経時変化したり、硬化物の耐熱性が低下するおそれがある。更に、硬化物中に脱水素反応による発泡が生じる原因となる。 The amount of the component (B) is such that the ratio of the number of hydrosilyl groups in the component (B) to the number of alkenyl groups bonded to the silicon atom in the component (A) is 0.1 to 4.0, preferably 0. The amount is preferably 5 to 3.0, more preferably 0.8 to 2.0. If the amount of the component (B) is less than the above lower limit, the curing reaction of the composition of the present invention does not proceed, and it is difficult to obtain a cured silicone product. Further, the obtained cured product also has an excessively low crosslink density, insufficient mechanical strength, and adversely affects heat resistance. On the other hand, if it is more than the above upper limit value, a large number of unreacted hydrosilyl groups remain in the cured product, so that the physical properties may change with time or the heat resistance of the cured product may decrease. Further, it causes foaming due to dehydrogenation reaction in the cured product.
なお本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物が後述する(D)成分及び/又は(E)成分を含有する場合は、組成物中に含まれる成分のケイ素原子結合アルケニル基の合計個数に対する、組成物中に含まれるヒドロシリル基の個数比が0.1〜4.0であればよく、好ましくは0.5〜3.0、より好ましくは0.8〜2.0であるのがよい。 When the curable organic silicon resin composition of the present invention contains the component (D) and / or the component (E) described later, the composition is based on the total number of silicon atom-bonded alkenyl groups of the components contained in the composition. The number ratio of the hydrosilyl groups contained in the product may be 0.1 to 4.0, preferably 0.5 to 3.0, and more preferably 0.8 to 2.0.
[(C)白金族金属系触媒]
(C)成分の白金族金属系触媒は上記(A)成分及び(B)成分の付加反応を促進するものである。付加反応硬化触媒として公知のものであればよい。例えば、白金系、パラジウム系、及びロジウム系触媒がある。コスト等を考慮して、白金、白金黒、塩化白金酸などの白金系のもの、例えば、H2PtCl6・pH2O,K2PtCl6,KHPtCl6・pH2O,K2PtCl4,K2PtCl4・pH2O,PtO2・pH2O,PtCl4・pH2O,PtCl2,H2PtCl4・pH2O(ここで、pは、正の整数)等や、これらと、オレフィン等の炭化水素、アルコール又はビニル基含有オルガノポリシロキサンとの錯体等が挙げられる。触媒は1種単独でも、2種以上の組み合わせでもよい。
[(C) Platinum group metal catalyst]
The platinum group metal-based catalyst of the component (C) promotes the addition reaction of the components (A) and (B). Any known catalyst for addition reaction curing may be used. For example, there are platinum-based, palladium-based, and rhodium-based catalysts. Considering cost, platinum-based materials such as platinum, platinum black, and chloroplatinic acid, for example, H 2 PtCl 6・ pH 2 O, K 2 PtCl 6 , KH PtCl 6・ pH 2 O, K 2 PtCl 4 , K 2 PtCl 4 · pH 2 O, PtO 2 · pH 2 O, PtCl 4 · pH 2 O, PtCl 2 , H 2 PtCl 4 · pH 2 O (where p is a positive integer), etc. , A complex with a hydrocarbon such as olefin, an alcohol or a vinyl group-containing organopolysiloxane, and the like. The catalyst may be one type alone or a combination of two or more types.
(C)成分の配合量は、付加反応を進行するための有効量(いわゆる、触媒量)であればよい。通常、前記(A)成分及び(B)成分の合計量に対して白金族金属として質量換算で0.1〜500ppm、特に好ましくは0.5〜100ppmの範囲である。 The blending amount of the component (C) may be an effective amount (so-called catalyst amount) for advancing the addition reaction. Usually, it is in the range of 0.1 to 500 ppm, particularly preferably 0.5 to 100 ppm, in terms of mass as a platinum group metal with respect to the total amount of the components (A) and (B).
本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物は、上記(A)〜(C)成分に加えて、下記(D)〜(F)成分から選ばれる少なくとも1をさらに含有することができる。 The curable organic silicon resin composition of the present invention can further contain at least one selected from the following components (D) to (F) in addition to the above components (A) to (C).
[(D)環状ポリシロキサン]
(D)成分は、下記式(1)で示される環状ポリシロキサンである。該環状ポリシロキサンを含むことにより、該組成物の粘度、硬化性及び硬化特性を調整することができる。
The component (D) is a cyclic polysiloxane represented by the following formula (1). By including the cyclic polysiloxane, the viscosity, curability and curability of the composition can be adjusted.
上記式(1)で表される環状オルガノポリシロキサンとしては、下記構造で示される環状ポリシロキサンを用いることができるが、これらに限定されるものではない。
前記環状ポリシロキサンの量は、前記(A)成分及び(B)成分の合計100質量部に対し、0.1〜30質量部であることが好ましく、0.2〜20質量部であることがより好ましい。ただし、該(D)成分及び/又は後述する(E)成分を含有する組成物において、組成物中に含まれる成分のケイ素原子結合アルケニル基の合計個数に対する、組成物中に含まれるヒドロシリル基の合計個数の比が0.1〜4.0となる量がよく、好ましくは0.5〜3.0、より好ましくは0.8〜2.0であるのがよい。 The amount of the cyclic polysiloxane is preferably 0.1 to 30 parts by mass, preferably 0.2 to 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the components (A) and (B). More preferred. However, in the composition containing the component (D) and / or the component (E) described later, the hydrosilyl group contained in the composition relative to the total number of silicon atom-bonded alkenyl groups of the component contained in the composition. The ratio of the total number is preferably 0.1 to 4.0, preferably 0.5 to 3.0, and more preferably 0.8 to 2.0.
[(E)オルガノポリシロキサン]
(E)成分は、炭素数6〜10のケイ素原子結合芳香族炭化水素基を1分子中に1個以上有し、及び炭素数2〜10のケイ素原子結合アルケニル基を1分子中に2個以上有し、JIS K 7117−1:1999記載の方法で測定した25℃での粘度10〜100,000mPa・sを有する、直鎖状または分岐鎖状のオルガノポリシロキサンである。硬化性有機ケイ素樹脂組成物が(E)成分を含有することにより、組成物粘度及び硬化物硬度を用途に合わせて最適に調整することができる。
[(E) Organopolysiloxane]
The component (E) has one or more silicon atom-bonded aromatic hydrocarbon groups having 6 to 10 carbon atoms in one molecule, and two silicon atom-bonded alkenyl groups having 2 to 10 carbon atoms in one molecule. It is a linear or branched organopolysiloxane having the above and having a viscosity of 10 to 100,000 mPa · s at 25 ° C. measured by the method described in JIS K 7117-1: 1999. When the curable organic silicon resin composition contains the component (E), the viscosity of the composition and the hardness of the cured product can be optimally adjusted according to the intended use.
炭素数6〜10、好ましくは6〜8の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基などが挙げられる。中でもフェニル基が好ましい。(E)成分は芳香族炭化水素基を1分子中に1個以上有することが好ましく、より好ましくは2〜100個である。また、炭素数2〜10、好ましくは2〜5のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基等が挙げられビニル基が好ましい。(E)成分はアルケニル基を1分子中に2個以上有することが好ましく、2〜5個がより好ましい。 Examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, preferably 6 to 8 carbon atoms include an aryl group such as a phenyl group, a tolyl group and a xsilyl group, and an aralkyl group such as a benzyl group, a phenylethyl group and a phenylpropyl group. Be done. Of these, a phenyl group is preferable. The component (E) preferably has one or more aromatic hydrocarbon groups in one molecule, and more preferably 2 to 100 aromatic hydrocarbon groups. Examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 5 carbon atoms include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, an isopropenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, a cyclohexenyl group, an octenyl group and the like. Is preferable. The component (E) preferably has two or more alkenyl groups in one molecule, more preferably 2 to 5 alkenyl groups.
前記オルガノポリシロキサンはJIS K 7117−1:1999に準拠する方法で測定した25℃での粘度10〜100,000mPa・sを有することが好ましく、より好ましくは100〜50,000mPa・s、さらに好ましくは1,000〜30,000mPa・sを有する。粘度が10mPa・s以上であれば、組成物が脆くなる恐れがなく、100,000mPa・s以下であれば良好な作業性が得られる。 The organopolysiloxane preferably has a viscosity of 10 to 100,000 mPa · s at 25 ° C. measured by a method according to JIS K 7117-1: 1999, more preferably 100 to 50,000 mPa · s, still more preferably. Has 1,000 to 30,000 mPa · s. If the viscosity is 10 mPa · s or more, the composition is not likely to become brittle, and if it is 100,000 mPa · s or less, good workability can be obtained.
(E)オルガノポリシロキサンとしては、例えば、下記構造の化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(式中、x、y、zはそれぞれ0以上の整数であり、かつx+y≧1を満たす数である)
前記(E)オルガノポリシロキサンの量は、(A)成分及び(B)成分の合計100質量部に対して0.1〜100質量部が好ましく、0.5〜80質量部がより好ましい。但し、組成物中に含まれるケイ素原子結合アルキル基の合計個数に対して、組成物中に含まれるヒドロシリル基の個数比が0.1〜4.0となる量である。
Examples of the (E) organopolysiloxane include, but are not limited to, compounds having the following structures.
(In the formula, x, y, and z are integers of 0 or more, respectively, and are numbers satisfying x + y ≧ 1.)
The amount of the (E) organopolysiloxane is preferably 0.1 to 100 parts by mass, more preferably 0.5 to 80 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the components (A) and (B). However, the ratio of the number of hydrosilyl groups contained in the composition to the total number of silicon atom-bonded alkyl groups contained in the composition is 0.1 to 4.0.
[(F)蛍光体]
また、本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物には、更に(F)蛍光体を配合してもよい。本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物は耐熱耐光性に優れるため、蛍光体を含有する場合であっても、従来のような蛍光特性の著しい低下が起こる恐れがない。蛍光体の量としては、上記(A)〜(E)成分の合計100質量部に対し、0〜500質量部が好ましく、0〜300質量部がより好ましい。
[(F) Fluorescent material]
Further, the curable organic silicon resin composition of the present invention may further contain the (F) phosphor. Since the curable organic silicon resin composition of the present invention is excellent in heat resistance and light resistance, there is no possibility that the fluorescent characteristics will be significantly deteriorated as in the past even when a phosphor is contained. The amount of the phosphor is preferably 0 to 500 parts by mass, more preferably 0 to 300 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the components (A) to (E).
本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物には、上記の(A)〜(F)成分以外に、必要に応じて、公知の接着付与剤や硬化抑制剤、白色顔料などの添加剤を配合することができる。
接着付与剤としては、例えば、フェニルトリメトキシシラン、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、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、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エトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、3−シアノプロピルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン、及びそれらのオリゴマー等が挙げられる。これらの接着付与剤は、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて配合することができる。
また、接着付与剤の量は、上記(A)成分及び(B)成分の合計100質量部に対し、0〜10質量部、特に0〜5質量部が好ましい。
In addition to the above-mentioned components (A) to (F), the curable organic silicon resin composition of the present invention contains, if necessary, additives such as known adhesion-imparting agents, curing inhibitors, and white pigments. be able to.
Examples of the adhesion-imparting agent include phenyltrimethoxysilane, trimethoxysilane, triethoxysilane, methyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4). -Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-Methylmethacryloxypropyltriethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyl Alkoxysilanes such as triethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-cyanopropyltriethoxysilane, and oligomers thereof. Can be mentioned. These adhesives can be blended alone or in combination of two or more.
The amount of the adhesive-imparting agent is preferably 0 to 10 parts by mass, particularly preferably 0 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the components (A) and (B).
硬化抑制剤としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート、アルキルマレエート、アセチレンアルコール類及びそのシラン変性物及びシロキサン変性物、ハイドロパーオキサイド、テトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾール及びこれらの混合物からなる群から選ばれる化合物等が挙げられる。前記硬化抑制剤は1種単独でも2種以上の組み合わせでもよい。硬化抑制剤の量は(A)成分及び(B)成分の合計100質量部に対し、通常0.001〜1.0質量部、好ましくは0.005〜0.5質量部であるのがよい。 The curing inhibitor is selected from the group consisting of, for example, triallyl isocyanurate, alkylmaleate, acetylene alcohols and their silane modified products and siloxane modified products, hydroperoxide, tetramethylethylenediamine, benzotriazole and mixtures thereof. Examples include compounds. The curing inhibitor may be used alone or in combination of two or more. The amount of the curing inhibitor is usually 0.001 to 1.0 parts by mass, preferably 0.005 to 0.5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the components (A) and (B). ..
白色顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、炭酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸亜鉛、硫酸バリウムなどの無機白色顔料が挙げられる。該白色顔料は、上記(A)〜(E)成分の合計100質量部当たり600質量部以下(例えば0〜600質量部、通常、1〜600質量部、好ましくは10〜400質量部)の量で適宜配合することができる。 Examples of the white pigment include inorganic white pigments such as titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, calcium carbonate, magnesium oxide, aluminum hydroxide, barium carbonate, magnesium silicate, zinc sulfate and barium sulfate. The amount of the white pigment is 600 parts by mass or less (for example, 0 to 600 parts by mass, usually 1 to 600 parts by mass, preferably 10 to 400 parts by mass) per 100 parts by mass of the total components (A) to (E). Can be appropriately blended with.
その他の添加剤としては、例えば、シリカ、グラスファイバー、ヒュームドシリカ等の補強性無機充填材、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、二酸化チタン、酸化第二鉄、カーボンブラック、セリウム脂肪酸塩、バリウム脂肪酸塩、セリウムアルコキシド、バリウムアルコキシド等の非補強性無機充填材、二酸化ケイ素(シリカ:SiO2)、酸化アルミニウム(アルミナ:Al2O3)、酸化鉄(FeO2)、四酸化三鉄(Fe3O4)、酸化鉛(PbO2)、酸化すず(SnO2)、酸化セリウム(Ce2O3、CeO2)、酸化カルシウム(CaO)、四酸化三マンガン(Mn3O4)、酸化バリウム(BaO)などのナノフィラーが挙げられ、これらを、上記の(A)〜(E)成分の合計100質量部当たり600質量部以下(例えば0〜600質量部、通常、1〜600質量部、好ましくは10〜400質量部)の量で適宜配合することができる。 Other additives include, for example, reinforcing inorganic fillers such as silica, glass fiber, and fumed silica, calcium carbonate, calcium silicate, titanium dioxide, ferric oxide, carbon black, cerium fatty acid salt, and barium fatty acid salt. , Cerium alkoxide, non-reinforcing inorganic filler such as barium alkoxide, silicon dioxide (silica: SiO 2 ), aluminum oxide (alumina: Al 2 O 3 ), iron oxide (FeO 2 ), triiron tetroxide (Fe 3 O) 4 ), lead oxide (PbO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), cerium oxide (Ce 2 O 3, CeO 2 ), calcium oxide (CaO), trimanganese tetroxide (Mn 3 O 4 ), barium oxide (BaO) ) And the like, and these are 600 parts by mass or less (for example, 0 to 600 parts by mass, usually 1 to 600 parts by mass, preferably 1 to 600 parts by mass) per 100 parts by mass of the above components (A) to (E). It can be appropriately blended in an amount of 10 to 400 parts by mass).
本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物は、用途に応じて所定の基材に塗布した後、硬化させることができる。硬化条件は、常温(25℃)でも十分に硬化するが、必要に応じて加熱して硬化してもよい。加熱する場合の温度は、例えば、60〜200℃とすることができる。 The curable organic silicon resin composition of the present invention can be applied to a predetermined substrate and then cured depending on the intended use. As for the curing conditions, it is sufficiently cured even at room temperature (25 ° C.), but it may be cured by heating if necessary. The temperature for heating can be, for example, 60 to 200 ° C.
また、本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物は、厚さ1mmで加熱硬化して、波長400〜800nm、特には波長450nmにおける直達光透過率が70%以上、好ましくは80%以上の硬化物を与えるものであることが好ましい。なお、直達光透過率の測定には、例えば日立製分光光度計U−4100を用いることができる。 Further, the curable organic silicon resin composition of the present invention is a cured product which is heat-cured to a thickness of 1 mm and has a direct light transmittance of 70% or more, preferably 80% or more at a wavelength of 400 to 800 nm, particularly at a wavelength of 450 nm. It is preferable to give. For the measurement of the direct light transmittance, for example, a spectrophotometer U-4100 manufactured by Hitachi can be used.
また、本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物を加熱硬化して、JIS K 7142:2014 A法によって測定した589nmにおける23℃での屈折率が1.47〜1.57の範囲にあるような硬化物を与えるものであることが好ましい。 Further, the curable organic silicon resin composition of the present invention is heat-cured so that the refractive index at 23 ° C. at 589 nm measured by the JIS K 7142: 2014 A method is in the range of 1.47 to 1.57. It is preferable to give a cured product.
このような直達光透過率や屈折率を有する硬化物を与えるものであれば、透明性に優れるため、LEDの封止材などの光学用途に特に好適に用いることができる。 Any material that provides a cured product having such direct light transmittance and refractive index can be particularly preferably used for optical applications such as LED encapsulants because of its excellent transparency.
このような本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物であれば、機械特性、透明性、耐クラック性、耐熱性に優れた硬化物を与えるものとなる。 Such a curable organic silicon resin composition of the present invention provides a cured product having excellent mechanical properties, transparency, crack resistance, and heat resistance.
<半導体装置>
また、本発明では、上述の本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物の硬化物で半導体素子が封止された半導体装置を提供する。
<Semiconductor device>
Further, the present invention provides a semiconductor device in which a semiconductor element is sealed with a cured product of the above-mentioned curable organic silicon resin composition of the present invention.
上述のように、本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物は、透明性や耐熱性に優れた硬化物を与えるため、発光半導体装置のレンズ用素材、保護コート剤、モールド剤等に好適であり、特に青色LEDや白色LED、紫外LED等のLED素子封止用として有用なものである。また、本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物は耐熱性に優れるため、シリケート系蛍光体や量子ドット蛍光体を添加して波長変換フィルム用素材として使用する際にも、高湿下での長期信頼性が確保でき、耐湿性、長期演色性が良好な発光半導体装置を提供することができる。 As described above, the curable organic silicon resin composition of the present invention provides a cured product having excellent transparency and heat resistance, and is therefore suitable as a material for a lens of a light emitting semiconductor device, a protective coating agent, a molding agent, and the like. In particular, it is useful for encapsulating LED elements such as blue LEDs, white LEDs, and ultraviolet LEDs. Further, since the curable organic silicon resin composition of the present invention has excellent heat resistance, it can be used as a material for a wavelength conversion film by adding a silicate-based phosphor or a quantum dot phosphor for a long period of time under high humidity. It is possible to provide a light emitting semiconductor device which can secure reliability and has good moisture resistance and long-term color playability.
本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物でLED等の発光半導体素子を封止する場合は、例えば熱可塑性樹脂からなるプレモールドパッケージに搭載されたLED素子上に本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物を塗布し、LED素子上で組成物を硬化させることにより、LED素子を硬化性有機ケイ素樹脂組成物の硬化物で封止することができる。また、組成物をトルエンやキシレン、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)等の有機溶媒に溶解させて調製したワニスの状態で、LED素子上に塗布することができる。 When sealing a light emitting semiconductor element such as an LED with the curable organic silicon resin composition of the present invention, for example, the curable organic silicon resin composition of the present invention is placed on an LED element mounted in a premold package made of a thermoplastic resin. By applying an object and curing the composition on the LED element, the LED element can be sealed with the cured product of the curable organic silicon resin composition. Further, the composition can be applied onto the LED element in the state of a varnish prepared by dissolving the composition in an organic solvent such as toluene, xylene or PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate).
本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物は、その優れた耐熱性、耐紫外線性、透明性、耐クラック性、長期信頼性等の特性から、ディスプレイ材料、光記録媒体材料、光学機器材料、光部品材料、光ファイバー材料、光・電子機能有機材料、半導体集積回路周辺材料等の光学用途に最適な素材である。 The curable organic silicon resin composition of the present invention has properties such as excellent heat resistance, ultraviolet resistance, transparency, crack resistance, and long-term reliability, so that it is a display material, an optical recording medium material, an optical equipment material, and light. It is the most suitable material for optical applications such as component materials, optical fiber materials, optical / electronic functional organic materials, and semiconductor integrated circuit peripheral materials.
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、部は質量部を示し、Meはメチル基、Viはビニル基、Phはフェニル基を示す。下記において、重量平均分子量の測定方法及び条件は上述した通りである。ケイ素原子に結合した水酸基量及びアルコキシ基量は、1H−NMR及び29Si−NMRによって測定された値である。
[実施例1]
(A)成分として、SiO4/2単位0.5mol%、PhSiO3/2単位75mol%、及びViPhMeSiO1/2単位24.9mol%からなる分岐鎖状のフェニルメチルポリシロキサン(Mw=2,500、分子量5,000以上の成分が全体の1.0%、ケイ素原子に結合した水酸基量0.01mol/100g、ケイ素原子に結合したアルコキシ基量0.05mol/100g)を30部、
(B)成分として、(A)成分中のケイ素原子結合ビニル基の合計個数に対する(B)成分中のケイ素原子結合水素原子の合計個数の比(以下、SiH/SiVi比と表す)が1.0となる量の、下記式(3)
(C)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:1質量%)0.01部を加え、よく撹拌して、硬化性有機ケイ素樹脂組成物を調製した。該組成物を150℃にて4時間加熱成形して硬化物(120mm×110mm×1mm)を形成し、下記物性の測定を行った。結果を表1に示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. In addition, part shows a mass part, Me shows a methyl group, Vi shows a vinyl group, Ph shows a phenyl group. In the following, the method and conditions for measuring the weight average molecular weight are as described above. The amount of hydroxyl groups and the amount of alkoxy groups bonded to the silicon atom are values measured by 1 H-NMR and 29 Si-NMR.
[Example 1]
As the component (A), a branched phenylmethylpolysiloxane (Mw = 2,500) consisting of 4/2 units of SiO (0.5 mol%), 3/2 units of PhSiO (75 mol%), and 1/2 unit of ViPhMeSiO (24.9 mol%). , 1.0% of the total molecular weight of 5,000 or more components, 0.01 mol / 100 g of hydroxyl groups bonded to silicon atoms, 0.05 mol / 100 g of alkoxy groups bonded to silicon atoms), 30 parts.
As the component (B), the ratio of the total number of silicon atom-bonded hydrogen atoms in the component (B) to the total number of silicon atom-bonded vinyl groups in the component (A) (hereinafter referred to as SiH / SiVi ratio) is 1. The following formula (3) for the amount to be 0
0.01 part of an octyl alcohol-modified solution of platinum chloride acid (platinum element content: 1% by mass) was added as a component (C) and stirred well to prepare a curable organic silicon resin composition. The composition was heat-molded at 150 ° C. for 4 hours to form a cured product (120 mm × 110 mm × 1 mm), and the following physical properties were measured. The results are shown in Table 1.
[実施例2]
(A)成分として、SiO4/2単位10mol%、PhSiO3/2単位65mol%、及びViMe2SiO1/2単位25mol%からなる分岐鎖状のフェニルメチルポリシロキサン(Mw=4,900、分子量5,000以上の成分が全体の10.7%、ケイ素原子に結合した水酸基量0.02mol/100g、ケイ素原子に結合したアルコキシ基量0.03mol/100g)を30部、
(B)成分として、上記(A)及び下記(D)成分中のケイ素原子結合ビニル基の合計個数に対する(B)成分中のケイ素原子結合水素原子の合計個数の比(以下、SiH/SiVi比と表す)が1.0となる量の、前記式(3)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(C)成分として、塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:1質量%)0.01部、
ならびに(D)成分として、下記式(4)
As a component (A), a branched phenylmethylpolysiloxane (Mw = 4,900, molecular weight) composed of SiO 4/2 unit 10 mol%, PhSiO 3/2 unit 65 mol%, and ViMe 2 SiO 1/2 unit 25 mol%. 30 parts of 10.7% of the total of 5,000 or more components, 0.02 mol / 100 g of hydroxyl groups bonded to silicon atoms, 0.03 mol / 100 g of alkoxy groups bonded to silicon atoms).
As the component (B), the ratio of the total number of silicon atom-bonded hydrogen atoms in the component (B) to the total number of silicon atom-bonded vinyl groups in the components (A) and (D) below (hereinafter, SiH / SiVi ratio). Organohydrogenpolysiloxane represented by the above formula (3) in an amount of 1.0.
As a component (C), 0.01 part of an octyl alcohol-modified solution of platinum chloride acid (platinum element content: 1% by mass),
And as the component (D), the following formula (4)
[実施例3]
実施例2で用いた(A)成分の代わりに、SiO4/2単位0.1mol%、PhSiO3/2単位75mol%、及びViPhMeSiO1/2単位24.9mol%からなる分岐鎖状のフェニルメチルポリシロキサン(Mw=1,900、分子量5,000以上の成分が全体の0.5%、ケイ素原子に結合した水酸基量、0.2mol/100g、ケイ素原子に結合したアルコキシ基量0.4mol/100g)を30部用いたこと以外は、実施例2を繰り返して、硬化性有機ケイ素樹脂組成物を調製し、硬化物を得た。
[Example 3]
Instead of component (A) used in Example 2, SiO 4/2 units 0.1 mol%, PhSi [theta] 3/2 units 75 mol%, and ViPhMeSiO consisting 1/2 units 24.9Mol% branched phenylmethyl Polysiloxane (Mw = 1,900, 0.5% of the components having a molecular weight of 5,000 or more, the amount of hydroxyl groups bonded to silicon atoms, 0.2 mol / 100 g, the amount of alkoxy groups bonded to silicon atoms 0.4 mol / Example 2 was repeated except that 30 parts of 100 g) was used to prepare a curable organic silicon resin composition to obtain a cured product.
[実施例4]
実施例1で用いた(A)成分の代わりに、SiO4/2単位5mol%、PhSiO3/2単位50mol%、PhMeSiO2/2単位20mol%、及びViMe2SiO1/2単位25mol%からなる分岐鎖状のフェニルメチルポリシロキサン(Mw=3,000、分子量5,000以上の成分が全体の5.6%、ケイ素原子に結合した水酸基量0.1mol/100g、ケイ素原子に結合したアルコキシ基量1.0mol/100g)30部を用いたこと以外は、実施例1を繰り返して、硬化性有機ケイ素樹脂組成物を調製し、硬化物を得た。
[Example 4]
Instead of the component (A) used in Example 1, it consists of 5 mol% of SiO 4/2 unit, 50 mol% of PhSiO 3/2 unit, 20 mol% of PhMeSiO 2/2 unit, and 25 mol% of ViMe 2 SiO 1/2 unit. Branched chain phenylmethylpolysiloxane (Mw = 3,000, 5.6% of the total molecular weight of 5,000 or more components, 0.1 mol / 100 g of hydroxyl group bonded to silicon atom, alkoxy group bonded to silicon atom Example 1 was repeated except that 30 parts (molecular weight: 1.0 mol / 100 g) was used to prepare a curable organic silicon resin composition to obtain a cured product.
[実施例5]
実施例2で用いた(D)成分の代わりに、下記式(5)
Instead of the component (D) used in Example 2, the following formula (5)
[実施例6]
(A)成分として、SiO4/2単位0.6mol%、PhSiO3/2単位55mol%、MeSiO3/2単位25mol%、及びViMe2SiO1/2単位19.4mol%からなる分岐鎖状のフェニルメチルポリシロキサン(Mw=5,000、分子量5,000以上の成分が全体の30%、ケイ素原子に結合した水酸基量1.0mol/100g、ケイ素原子に結合したアルコキシ基量0.5mol/100g)を30部、
(B)成分として、(A)、(D)及び(E)成分中のケイ素原子結合ビニル基の合計個数に対する(B)成分中のケイ素原子結合水素原子の合計個数の比(以下、SiH/SiVi比と表す)が1.0となる量の、前記式(3)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(C)成分として塩化白金酸のオクチルアルコール変性溶液(白金元素含有率:1質量%)0.01部、及び
(E)成分として、下記式(6)
で示されるオルガノポリシロキサンを10部加え、よく撹拌して、硬化性有機ケイ素樹脂組成物を調製した。この組成物を150℃にて4時間加熱成形して硬化物(120mm×110mm×1mm)を得た。
[Example 6]
As the component (A), SiO 4/2 units 0.6 mol%, PhSi [theta] 3/2 units 55 mol%, MeSiO 3/2 units 25 mol%, and ViMe 2 made of SiO 1/2 units 19.4Mol% branched Phenylmethylpolysiloxane (Mw = 5,000, 30% of the total molecular weight of 5,000 or more components, 1.0 mol / 100 g of hydroxyl groups bonded to silicon atoms, 0.5 mol / 100 g of alkoxy groups bonded to silicon atoms ) 30 copies,
As the component (B), the ratio of the total number of silicon atom-bonded hydrogen atoms in the component (B) to the total number of silicon atom-bonded vinyl groups in the components (A), (D) and (E) (hereinafter, SiH / Organohydrogenpolysiloxane represented by the above formula (3) in an amount such that (expressed as SiVi ratio) is 1.0.
0.01 parts of an octyl alcohol-modified solution of platinum chloride acid (platinum element content: 1% by mass) as a component (C), and the following formula (6) as a component (E).
10 parts of the organopolysiloxane shown in (1) was added and stirred well to prepare a curable organic silicon resin composition. This composition was heat-molded at 150 ° C. for 4 hours to obtain a cured product (120 mm × 110 mm × 1 mm).
[実施例7]
実施例1で用いた(A)成分の代わりに、SiO4/2単位5mol%、PhSiO3/2単位70mol%、及びViMe2SiO1/2単位25mol%からなる分岐鎖状のフェニルメチルポリシロキサン(Mw=3,000、分子量5,000以上の成分が全体の4.7%ケイ素原子に結合した水酸基量0.7mol/100g、ケイ素原子に結合したアルコキシ基量1.3mol/100g)を用いたこと以外は、実施例1を繰り返して硬化性有機ケイ素樹脂組成物を調製し、硬化物を得た。
[Example 7]
Instead of component (A) used in Example 1, SiO 4/2 units 5 mol%, PhSi [theta] 3/2 units 70 mol%, and ViMe 2 made of SiO 1/2 units 25 mol% branched phenylmethyl polysiloxane (Mw = 3,000, the amount of hydroxyl groups in which components having a molecular weight of 5,000 or more are bonded to 4.7% silicon atoms of the whole is 0.7 mol / 100 g, and the amount of alkoxy groups bonded to silicon atoms is 1.3 mol / 100 g). Except for the above, Example 1 was repeated to prepare a curable organic silicon resin composition to obtain a cured product.
[実施例8]
実施例1で用いた(A)成分の代わりに、SiO4/2単位5mol%、PhSiO3/2単位70mol%、及びViMe2SiO1/2単位25mol%からなる分岐鎖状のフェニルメチルポリシロキサン(Mw=3,000、分子量5,000以上の成分が全体の3.9%、ケイ素原子に結合した水酸基量1.2mol/100g、ケイ素原子に結合したアルコキシ基量0mol/100g)を用いたこと以外は、実施例1を繰り返して硬化性有機ケイ素樹脂組成物を調製し、硬化物を得た。
[Example 8]
Instead of component (A) used in Example 1, SiO 4/2 units 5 mol%, PhSi [theta] 3/2 units 70 mol%, and ViMe 2 made of SiO 1/2 units 25 mol% branched phenylmethyl polysiloxane (Mw = 3,000, 3.9% of the components having a molecular weight of 5,000 or more, 1.2 mol / 100 g of hydroxyl groups bonded to silicon atoms, 0 mol / 100 g of alkoxy groups bonded to silicon atoms) were used. Except for this, Example 1 was repeated to prepare a curable organic silicon resin composition to obtain a cured product.
[比較例1]
実施例1で用いた(A)成分の代わりに、PhSiO3/2単位80mol%、及びViPhMeSiO1/2単位20mol%からなる分岐鎖状のフェニルメチルポリシロキサン(Mw=2,000、分子量5,000以上の成分が全体の0.05%、ケイ素原子に結合した水酸基量0.5mol/100g、ケイ素原子に結合したアルコキシ基量0.05mol/100g)を用いたこと以外は、実施例1を繰り返して硬化性有機ケイ素樹脂組成物を調製し、硬化物を得た。
[Comparative Example 1]
Instead of component (A) used in Example 1, PhSi [theta] 3/2 units 80 mol%, and ViPhMeSiO 1/2 composed of units 20 mol% branched phenylmethyl polysiloxane (Mw = 2,000, molecular weight 5, Example 1 was used except that 0.05% of the total components were 000 or more, the amount of hydroxyl groups bonded to the silicon atom was 0.5 mol / 100 g, and the amount of alkoxy groups bonded to the silicon atom was 0.05 mol / 100 g). A curable organic silicon resin composition was repeatedly prepared to obtain a cured product.
[比較例2]
実施例1で用いた(A)成分の代わりに、SiO4/2単位0.05mol%、PhSiO3/2単位80mol%、及びViMe2SiO1/2単位19.95mol%からなる分岐鎖状のフェニルメチルポリシロキサン(Mw=2,100、分子量5,000以上の成分が全体の0.2%、ケイ素原子に結合した水酸基量0.2mol/100g、ケイ素原子に結合したアルコキシ基量0.04mol/100g)を用いたこと以外は、実施例1を繰り返して硬化性有機ケイ素樹脂組成物を調製し、硬化物を得た。
[Comparative Example 2]
Instead of component (A) used in Example 1, SiO 4/2 units 0.05mol%, PhSiO 3/2 units 80 mol%, and consists of ViMe 2 SiO 1/2 units 19.95Mol% branched Phenylmethylpolysiloxane (Mw = 2,100, 0.2% of the total molecular weight of 5,000 or more components, 0.2 mol / 100 g of hydroxyl groups bonded to silicon atoms, 0.04 mol of alkoxy groups bonded to silicon atoms A curable organic silicon resin composition was prepared by repeating Example 1 except that / 100 g) was used to obtain a cured product.
[比較例3]
実施例1で用いた(A)成分の代わりに、SiO4/2単位15mol%、PhSiO3/2単位70mol%、及びViMe2SiO1/2単位15mol%からなる分岐鎖状のフェニルメチルポリシロキサン(Mw=6,100、分子量5,000以上の成分が全体の56%、ケイ素原子に結合した水酸基量0.3mol/100g、ケイ素原子に結合したアルコキシ基量0.1mol/100g)を用いたこと以外は、実施例1を繰り返して硬化性有機ケイ素樹脂組成物を調製し、硬化物を得た。
[Comparative Example 3]
Instead of component (A) used in Example 1, SiO 4/2 units 15 mol%, PhSi [theta] 3/2 units 70 mol%, and ViMe 2 made of SiO 1/2 units 15 mol% branched phenylmethyl polysiloxane (Mw = 6,100, 56% of the components having a molecular weight of 5,000 or more, 0.3 mol / 100 g of hydroxyl groups bonded to silicon atoms, 0.1 mol / 100 g of alkoxy groups bonded to silicon atoms) were used. Except for this, Example 1 was repeated to prepare a curable organic silicon resin composition to obtain a cured product.
[比較例4]
実施例1で用いた(A)成分の代わりに、SiO4/2単位0.5mol%、PhSiO3/2単位70mol%、Me2SiO2/2単位9.5mol%、及びViMe2SiO1/2単位20mol%からなる分岐鎖状のフェニルメチルポリシロキサン(Mw=3,000、分子量5,000以上の成分が全体の2.4%、ケイ素原子に結合した水酸基量0.0005mol/100g、ケイ素原子に結合したアルコキシ基量0.05mol/100g)を用いたこと以外は、実施例1を繰り返して硬化性有機ケイ素樹脂組成物を調製し、硬化物を得た。
[Comparative Example 4]
Instead of the component (A) used in Example 1, SiO 4/2 unit 0.5 mol%, PhSiO 3/2 unit 70 mol%, Me 2 SiO 2/2 unit 9.5 mol%, and ViMe 2 SiO 1 /. Branched chain phenylmethylpolysiloxane consisting of 2 units of 20 mol% (Mw = 3,000, 2.4% of the total components having a molecular weight of 5,000 or more, 0.0005 mol / 100 g of hydroxyl groups bonded to silicon atoms, silicon Example 1 was repeated to prepare a curable organic silicon resin composition, except that the amount of alkoxy groups bonded to the atom was 0.05 mol / 100 g), and a cured product was obtained.
[比較例5]
実施例1で用いた(A)成分の代わりに、PhSiO3/2単位65mol%、及びViPhSiO2/2単位35mol%からなる分岐鎖状のフェニルメチルポリシロキサン(Mw=3,100、ケイ素原子に結合した水酸基量0.02mol/100g、ケイ素原子に結合したアルコキシ基量0.2mol/100g)を用いたこと以外は、実施例1を繰り返して硬化性有機ケイ素樹脂組成物を調製し、硬化物を得た。
[Comparative Example 5]
Instead of the component (A) used in Example 1, a branched phenylmethylpolysiloxane (Mw = 3,100, silicon atom) composed of PhSiO 3/2 unit 65 mol% and ViPhSiO 2/2 unit 35 mol%. Example 1 was repeated to prepare a curable organic silicon resin composition, except that the amount of bonded hydroxyl groups was 0.02 mol / 100 g and the amount of alkoxy groups bonded to silicon atoms was 0.2 mol / 100 g). Got
上記実施例及び比較例で得た硬化性有機ケイ素樹脂組成物及び硬化物の物性を下記の方法で測定した。結果を表1及び2に示す。
(1)外観
各組成物を150℃で4時間硬化して得られた硬化物(厚さ1mm)の色と透明性を目視にて確認した。
(2)性状
硬化前の各組成物の流動性を確認した。100mlのガラス瓶に50gの組成物を加え、ガラスビンを横に倒して25℃で10分間静置した。その間に樹脂が流れ出せば液状であると判断した。
(3)粘度
25℃における硬化前の各組成物の粘度をJIS K 7117−1:1999記載の方法で測定した。
(4)屈折率
硬化前の各組成物の屈折率はATAGO製デジタル屈折計RX−9000αを用いて波長589nmの光の屈折率を25℃で測定した。
(5)透過率
各組成物を150℃で4時間硬化して得られた硬化物(厚さ1mm)の波長450nmにおける光透過率を、日立製分光光度計U−4100を用いて23℃で測定した。結果を表1及び2に示す。
(6)硬さ(タイプA)
各組成物を150℃で4時間硬化して得られた硬化物の硬さを、JIS K 6249:2003に準拠して、デュロメータD硬度計を用いて測定した。
(7)切断時伸び及び引張強さ
各組成物を150℃で4時間硬化して得られた硬化物の切断時伸び及び引張強さを、JIS K 6249:2003に準拠して測定した。
(8)表面タック性
各組成物を150℃で4時間硬化させ、硬化物(厚さ1mm)表面の状態を指触で調べ、以下に示す基準でタック性を評価した。
(判定基準)
○:べたつき無し
△:わずかにべたつき有り
×:べたつき有り
(9)作業性
各組成物をシリンジ(Nordson社製、Optimumシリンジ、5cc)に充填し、ニードルノズル(サンエイテック社製、SH23−0.25−B)を装着した後に、ディスペンサー(武蔵エンジニアリング株式会社製、ML−606GX)を用いて、Tiger3528パッケージ(信越化学工業株式会社製)に各組成物をディスペンスし、作業性を判定した。
(判定基準)
○: 樹脂が濡れ広がり容易に封止できた
×: 樹脂が容易に濡れ広がらず封止に時間を要した
(10)接着性
各組成物0.25gを、面積180mm2の銀板に底面積が45mm2となるように成形し、150℃で4時間硬化させた後、ミクロスパチュラを用いて硬化物を破壊し、銀板から剥ぎ取る際に、凝集破壊の部分と剥離部分との割合を求めて、その接着性を判定した。
(判定基準)
○:接着性が良好である(凝集破壊の割合60%以上)
×:接着性が不良である(凝集破壊の部分60%未満)
各組成物を150℃で4時間硬化して得られた硬化物の表面における埃の付着の有無を目視にて確認した。
(11)耐クラック性
各組成物をSMD型LED3528PPAに各10個ずつ封止し、150℃で4時間硬化した後に、−40℃〜120℃の熱衝撃試験を1,000サイクル行った。試験後、硬化物にクラック、剥離の有無を顕微鏡で確認した。
(判定基準)
○:クラックなし
△:クラックが5個未満
×:クラックが5個以上
The physical properties of the curable organic silicon resin composition and the cured product obtained in the above Examples and Comparative Examples were measured by the following methods. The results are shown in Tables 1 and 2.
(1) Appearance The color and transparency of the cured product (thickness 1 mm) obtained by curing each composition at 150 ° C. for 4 hours were visually confirmed.
(2) Properties The fluidity of each composition before curing was confirmed. 50 g of the composition was added to a 100 ml glass bottle, and the glass bottle was laid on its side and allowed to stand at 25 ° C. for 10 minutes. If the resin flows out during that time, it is judged to be liquid.
(3) Viscosity The viscosity of each composition before curing at 25 ° C. was measured by the method described in JIS K 7117-1: 1999.
(4) Refractive index The refractive index of each composition before curing was measured at 25 ° C. using a digital refractometer RX-9000α manufactured by ATAGO to measure the refractive index of light having a wavelength of 589 nm.
(5) Transmittance The light transmittance of the cured product (thickness 1 mm) obtained by curing each composition at 150 ° C. for 4 hours at a wavelength of 450 nm was measured at 23 ° C. using a spectrophotometer U-4100 manufactured by Hitachi. It was measured. The results are shown in Tables 1 and 2.
(6) Hardness (Type A)
The hardness of the cured product obtained by curing each composition at 150 ° C. for 4 hours was measured using a durometer D hardness tester in accordance with JIS K 6249: 2003.
(7) Elongation and tensile strength during cutting The elongation and tensile strength during cutting of the cured product obtained by curing each composition at 150 ° C. for 4 hours was measured in accordance with JIS K 6249: 2003.
(8) Surface tackiness Each composition was cured at 150 ° C. for 4 hours, the state of the surface of the cured product (thickness 1 mm) was examined by touch, and the tackiness was evaluated according to the following criteria.
(Criteria)
◯: No stickiness Δ: Slightly sticky ×: With stickiness (9) Workability Each composition was filled in a syringe (Nordson, Optimum syringe, 5cc), and a needle nozzle (Saneitech, SH23-0. After mounting 25-B), each composition was dispensed into a Tiger3528 package (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) using a dispenser (manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd., ML-606GX) to determine workability.
(Criteria)
◯: The resin was wet and spread easily and could be sealed ×: The resin was not easily wet and spread and it took time to seal (10) Adhesiveness 0.25 g of each composition was placed on a silver plate having an area of 180 mm 2 and had a bottom area. After molding to a size of 45 mm 2 and curing at 150 ° C. for 4 hours, the cured product was broken using a microspatula, and when peeled from the silver plate, the ratio of the cohesive broken part to the peeled part was determined. The adhesiveness was determined.
(Criteria)
◯: Good adhesiveness (60% or more of cohesive failure)
X: Adhesiveness is poor (less than 60% of the cohesive failure part)
The presence or absence of dust adhesion on the surface of the cured product obtained by curing each composition at 150 ° C. for 4 hours was visually confirmed.
(11) Crack resistance Each composition was sealed in SMD type LED3528PPA 10 times each, cured at 150 ° C. for 4 hours, and then subjected to a thermal shock test at −40 ° C. to 120 ° C. for 1,000 cycles. After the test, the cured product was checked under a microscope for cracks and peeling.
(Criteria)
◯: No cracks △: Less than 5 cracks ×: 5 or more cracks
表2に示すように、SiO4/2単位を含まないオルガノポリシロキサンレジンを含有する比較例1及び5の組成物から得られる硬化物では、熱衝撃試験においてクラックが発生した。更にSiO4/2単位の含有量が少ないオルガノポリシロキサンレジンを含有する比較例2の組成物から得られる硬化物でも、熱衝撃試験においてクラックが発生した。またオルガノポリシロキサンレジンに含まれるケイ素原子結合水酸基量が0.001mol/100g未満である比較例4の組成物から得られる硬化物では、接着性が低下した。SiO4/2単位の含有量が多いオルガノポリシロキサンレジンを含有する比較例3の組成物は粘度が高く作業性に劣った。
これに対し、表1に示されるように、本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物は無色透明であり、十分な硬さ、切断時伸び、及び引張強さを有し、良好な屈折率、耐熱性、耐クラック性、及び接着性を有した。なかでも、実施例1〜6の硬化性有機ケイ素樹脂組成物は、ケイ素原子に結合する水酸基の量及びアルコキシ基の量を更に特定したことにより、上記特性を有しながら、且つ、表面タック性による埃の付着のない硬化物が得られた。
As shown in Table 2, cracks were generated in the cured product obtained from the compositions of Comparative Examples 1 and 5 containing the organopolysiloxane resin containing 4/2 units of SiO in the thermal shock test. Further, even in the cured product obtained from the composition of Comparative Example 2 containing an organopolysiloxane resin having a low content of SiO 4/2 units, cracks were generated in the thermal shock test. Further, in the cured product obtained from the composition of Comparative Example 4 in which the amount of silicon atom-bonded hydroxyl groups contained in the organopolysiloxane resin was less than 0.001 mol / 100 g, the adhesiveness was lowered. The composition of Comparative Example 3 containing an organopolysiloxane resin having a high content of 4/2 units of SiO had a high viscosity and was inferior in workability.
On the other hand, as shown in Table 1, the curable organic silicon resin composition of the present invention is colorless and transparent, has sufficient hardness, elongation at cutting, and tensile strength, and has a good refractive index. It had heat resistance, crack resistance, and adhesiveness. Among them, the curable organic silicon resin compositions of Examples 1 to 6 have the above-mentioned characteristics and have surface tackiness by further specifying the amount of hydroxyl groups bonded to silicon atoms and the amount of alkoxy groups. A cured product without dust adhesion was obtained.
本発明の硬化性有機ケイ素樹脂組成物は、流動性があり、速やかに硬化物を得ることができ、優れた機械特性、耐クラック性、及び作業性を有する硬化物を与えることができる。該組成物は、発光素子等の半導体素子等を備える半導体装置の封止材として好適である。 The curable organic silicon resin composition of the present invention has fluidity, a cured product can be obtained quickly, and a cured product having excellent mechanical properties, crack resistance, and workability can be provided. The composition is suitable as a sealing material for a semiconductor device including a semiconductor element such as a light emitting element.
Claims (10)
SiO4/2単位及びR1SiO3/2単位を有し、全シロキサン単位のモル数に対するSiO4/2単位の割合が0.1mol%以上10mol%以下であり、1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基を有し、及び、ケイ素原子に結合した水酸基の含有量が0.001mol/100g以上である、前記オルガノポリシロキサン(上記において、R1は互いに独立に、炭素数2〜10のアルケニル基、置換または非置換の炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数6〜10の芳香族炭化水素基である)
(B)ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個以上有し、及びケイ素原子結合芳香族炭化水素基を1分子中に1個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(A)成分のアルケニル基の個数に対する(B)成分のヒドロシリル基の個数比が0.1〜4.0となる量、及び
(C)白金族金属系触媒:触媒量、
を含むことを特徴とする、硬化性有機ケイ素樹脂組成物。 (A) An organopolysiloxane having at least two silicon atom-bonded alkenyl groups in one molecule.
It has 4/2 units of SiO and 3/2 units of R 1 SiO, and the ratio of 4/2 units of SiO to the number of moles of all siloxane units is 0.1 mol% or more and 10 mol% or less, and at least two in one molecule. The organopolysiloxane having a silicon atom-bonded alkenyl group and having a hydroxyl group bonded to a silicon atom having a content of 0.001 mol / 100 g or more (in the above, R 1 has 2 to 2 carbon atoms independently of each other). (10 alkenyl groups, substituted or unsubstituted alkyl groups with 1 to 10 carbon atoms, or aromatic hydrocarbon groups with 6 to 10 carbon atoms)
(B) Organohydrogenpolysiloxane having two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms in one molecule and one or more silicon atom-bonded aromatic hydrocarbon groups in one molecule: component (A) The amount at which the ratio of the number of hydrosilyl groups of the component (B) to the number of alkenyl groups is 0.1 to 4.0, and (C) platinum group metal-based catalyst: catalytic amount,
A curable organic silicon resin composition comprising.
で示される環状シロキサンを、前記(A)成分及び(B)成分の合計100質量部に対して、0.1〜30質量部で含み、
該(D)成分がアルケニル基及び/又はヒドロシリル基を有する場合、(A)成分及び(D)成分中のアルケニル基の合計個数に対する(B)成分及び(D)成分中のSiH基の個数比が0.1〜4.0となる量である、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬化性有機ケイ素樹脂組成物。 Further, as the component (D), the following formula (1)
The cyclic siloxane represented by (1) is contained in an amount of 0.1 to 30 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the components (A) and (B).
When the component (D) has an alkenyl group and / or a hydrosilyl group, the ratio of the number of SiH groups in the components (B) and (D) to the total number of alkenyl groups in the components (A) and (D). Is an amount of 0.1 to 4.0.
The curable organic silicon resin composition according to any one of claims 1 to 4.
組成物中に含まれるケイ素原子結合アルキル基の合計個数に対して、組成物中に含まれるヒドロシリル基の個数比が0.1〜4.0である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性有機ケイ素樹脂組成物。 Further, as the component (E), one or more silicon atom-bonded aromatic hydrocarbon groups having 6 to 10 carbon atoms are contained in one molecule, and two silicon atom-bonded alkenyl groups having 2 to 10 carbon atoms are contained in one molecule. The component (A) is a linear or branched organopolysiloxane having one or more and having a viscosity of 10 to 100,000 mPa · s at 25 ° C. measured by the method described in JIS K 7117-1: 1999. And (B) is contained in 0.1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total.
Any one of claims 1 to 5, wherein the ratio of the number of hydrosilyl groups contained in the composition to the total number of silicon atom-bonded alkyl groups contained in the composition is 0.1 to 4.0. The curable organic silicon resin composition according to.
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