JP6059472B2 - 硬化性シリコーン組成物および光半導体装置 - Google Patents
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Description
(R1SiO3/2)a(R2R3SiO 2/2 )b(R4R5R6SiO1/2)c(SiO4/2)d
(但し、式中R1〜R6はそれぞれ同一もしくは異種の一価炭化水素基を示し、その全一価炭化水素基の0.01〜50モル%は脂肪族不飽和炭化水素基であり、a、b、c及びdは各シロキサン単位のモル比を示し、a+b+c+d=1.0、0≦a≦1.0、0≦b≦1.0、0≦c<0.83、0≦d<0.50である。)で表されるオルガノポリシロキサンであることが好ましく、また前記(B)成分が、平均組成式:
R7 eHfSiO[(4‐e‐f)/2]
(但し、式中R7は脂肪族不飽和炭化水素基を除く置換又は非置換の一価炭化水素基、e、fは1.0≦e≦2.0、0.1<f<1.0、かつ1.5≦e+f<2.7を満たす。)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンであることが好ましい。
本発明に係る硬化性シリコーン組成物は、光半導体素子を封止、被覆、または接着するためのヒドロシリル化反応性の硬化性シリコーン組成物であって、非置換のベンゾトリアゾールを除くトリアゾール系化合物から選択される1種以上の化合物を含有することに特徴がある。
(R1SiO3/2)a(R2R3SiO 2/2 )b(R4R5R6SiO1/2)c(SiO4/2)d
で表されるものを好適に使用できる。この平均組成式中R1〜R6は、それぞれ同一もしくは異種の一価炭化水素基を示し、その全一価炭化水素基の0.01モル%〜50モル%が脂肪族不飽和炭化水素基であり、好ましくは、その全一価炭化水素基の0.05モル%〜40モル%が脂肪族不飽和炭化水素基であり、より好ましくは、その全一価炭化水素基の0.09モル%〜32モル%が脂肪族不飽和炭化水素基である。また、a、b、c及びdは各シロキサン単位のモル比を示し、a+b+c+d=1.0、0≦a≦1.0、0≦b≦1.0、0≦c<0.83、0≦d<0.50である。
R7 eHfSiO[(4-e-f)/2]
で表されるものを好適に使用できる。この平均組成式中、R7は脂肪族不飽和炭化水素基を除く置換または非置換の一価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、およびデシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、およびナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基、およびフェニルプロピル基等のアラルキル基;3−クロロプロピル基、2−ブロモエチル基、および3,3,3−トリフロロプロピル基等のハロゲン置換アルキル基が挙げられる。また、式中、e、fは1.0<e≦2.0、0.1<f<1.0、かつ1.5≦e+f<2.7を満たす。
次に、本発明の光半導体装置について詳細に説明する。本発明の光半導体装置は、筺体内の光半導体素子が上記組成物からなる封止剤の硬化物により封止されているか、筺体内の光半導体素子が上記組成物からなる被覆剤の硬化物により被覆されているか、または、上記組成物からなる接着剤の硬化物により接着されていることを特徴とする。この光半導体素子としては、具体的には、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ、フォトダイオード、フォトトランジスタ、固体撮像、フォトカプラー用発光体と受光体が例示され、特に、発光ダイオード(LED)であることが好ましい。
次の成分を以下の表1に示す組成で均一に混合して実施例1〜4及び比較例1〜4の硬化性シリコーン組成物を調製した。なお、式中、Viはビニル基を表し、Meはメチル基、Phはフェニル基を示す。また、表1中、SiH/Viは、硬化性シリコーン組成物において、(A)成分中のビニル基の合計1モルに対する、(B)成分中のケイ素原子結合水素原子の合計モル数を示す。
(a−1)成分:粘度1,000mPa・sであり、平均式:
Me2ViSiO(MePhSiO)30SiMe2Vi
で表されるメチルフェニルポリシロキサン(ビニル基の含有量=1.27質量%)
(a−2)成分:粘度15,000mPa・sであり、平均式:
Me2ViSiO(MePhSiO)120SiMe2Vi
で表されるメチルフェニルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.33質量%)
(a−3)成分:粘度300mPa・sであり、平均式:
Me2ViSiO(Me2SiO)150SiMe2Vi
で表される分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.48質量%)
(a−4)成分:粘度10,000mPa・sであり、平均式:
Me2ViSiO(Me2SiO)500SiMe2Vi
で表される分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.15質量%)
(a−5)成分:25℃において白色固体状で、トルエン可溶性の平均単位式:
(PhSiO3/2)0.75(Me2ViSiO1/2)0.25
で表される、一分子中に2個以上のビニル基を有するオルガノポリシロキサン(ビニル基の含有量=5.6質量%)
(a−6)成分:25℃において白色固体状で、トルエン可溶性の平均単位式:
(PhSiO3/2)0.75(MeViSiO 2/2)0.10(Me2SiO 2/2)0.15
で表される、一分子中に2個以上のビニル基を有するオルガノポリシロキサン(ビニル基の含有量=2.3質量%)
(a−7)成分:25℃において白色固体状で、トルエン可溶性である、平均単位式:
(Me2ViSiO1/2)0.15(Me3SiO1/2)0.38(SiO4/2)0.47(HO1/2)0.01
で表される、一分子中に2個以上のビニル基を有するオルガノポリシロキサン(ビニル基の含有量=4.2質量%)
(a−8)成分:25℃において白色固体状で、トルエン可溶性である、平均単位式:
(Me2ViSiO1/2)0.13(Me3SiO1/2)0.45(SiO4/2)0.42(HO1/2)0.01
で表される、一分子中に2個以上のビニル基を有するオルガノポリシロキサンレジン(ビニル基の含有量=3.4質量%)
(b−1)成分:平均式:
HMe2SiO(Ph2SiO)SiMe2H
で表される、粘度5mPa・sの分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジフェニルポリシロキサン(ケイ素原子結合水素原子の含有量=0.6重量%)
(b−2)成分:平均単位式:
(PhSiO3/2)0.4(HMe2SiO1/2)0.6
で表される、一分子中に2個以上のケイ素原子結合水素原子を有する、粘度25mPa・sの分岐鎖状オルガノポリシロキサン(ケイ素原子結合水素原子の含有量=0.65質量%)
(b−3)成分:平均式:
Me3SiO(MeHSiO)55SiMe3
で表される、粘度20mPa・sの分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ポリメチルハイドロジェンシロキサン(ケイ素原子結合水素原子含有量=1.6質量%)
(b−4)成分:平均式:
Me3SiO(MeHSiO)15SiMe3
で表される、粘度5mPa・sの分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン−メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子の含有量=1.42質量%)
(c−1)成分:N,N−ビス(2−エチルヘキシル)-[(1,2,4−トリアゾール−1−イル)メチル]アミン
(c−2)成分:トリルトリアゾール
(c−3)成分:カルボキシベンゾトリアゾール
(c−4)成分:ニトロベンゾトリアゾール
(c−5)成分:ベンゾトリアゾール
実施例1〜4及び比較例1〜4で得られた硬化性シリコーン組成物について、(ア)硬化物の硬さの測定、(イ)硬化性シリコーン組成物からなる封止材の初期クラック発生率の測定、(ウ)硬化性シリコーン組成物からなる封止材を用いた発光ダイオードの初期不点灯率の測定、(エ)硬化性シリコーン組成物からなる封止材の熱衝撃サイクル試験後のクラック発生率の測定、(オ)硬化性シリコーン組成物からなる封止材を用いた発光ダイオードの熱衝撃サイクル試験後の不点灯率の測定、および(カ)硬化物の光透過率の測定を行った。結果を表1に示した。
(i)−40℃に30分間保持する。
(ii)125℃に30分間保持する。
続いて、熱衝撃サイクル後の表面実装型の発光ダイオード20個について、硬化性シリコーン組成物の硬化物を光学顕微鏡で観察し、その硬化物にクラックの発生しているものの数を数えた。また、通電試験による点灯試験を実施し、不点灯のものの個数を数えた。
2 インナーリード
3 ダイパッド
4 接着材
5 発光ダイオード(LED)チップ
6 ボンディングワイヤ
7 封止材
Claims (9)
- 光半導体素子を封止、被覆、または接着するためのヒドロシリル化反応硬化性シリコーン組成物であって、非置換のベンゾトリアゾールを除くトリアゾール系化合物から選択される1種以上の化合物を含有することを特徴とする硬化性シリコーン組成物。
- (A)一分子中に2個以上の脂肪族不飽和炭化水素基を有するオルガノポリシロキサン、
(B)一分子中に2個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(C)非置換のベンゾトリアゾールを除くトリアゾール系化合物から選択される1種以上の化合物、および
(D)ヒドロシリル化反応用触媒を含有する、請求項1記載の硬化性シリコーン組成物。 - 前記(A)成分が、平均組成式:
(R1SiO3/2)a(R2R3SiO 2/2 )b(R4R5R6SiO1/2)c(SiO4/2)d
(但し、式中R1〜R6はそれぞれ同一もしくは異種の一価炭化水素基を示し、その全一価炭化水素基の0.01〜50モル%は脂肪族不飽和炭化水素基であり、a、b、c及びdは各シロキサン単位のモル比を示し、a+b+c+d=1.0、0≦a≦1.0、0≦b≦1.0、0≦c<0.83、0≦d<0.50である。)
で表されるオルガノポリシロキサンである、請求項2記載の硬化性シリコーン組成物。 - 前記(B)成分が、平均組成式:
R7 eHfSiO[(4-e-f)/2]
(但し、式中R7は脂肪族不飽和炭化水素基を除く置換又は非置換の一価炭化水素基、e、fは1.0≦e≦2.0、0.1<f<1.0、かつ1.5≦e+f<2.7を満たす。)
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンである、請求項2又は3記載の硬化性シリコーン組成物。 - 前記トリアゾール系化合物が、N−アルキルもしくはN−アルキルアミノアルキル置換トリアゾール、またはアルキル、カルボキシもしくはニトロ置換ベンゾトリアゾールである、請求項1乃至4のいずれか1記載の硬化性シリコーン組成物。
- 前記トリアゾール系化合物が、N,N−ビス(2−エチルヘキシル)−[(1,2,4−トリアゾール−1−イル)メチル]アミン、トリルトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、及びニトロベンゾトリアゾールからなる群より選択される1種以上である、請求項1乃至5のいずれか1記載の硬化性シリコーン組成物。
- 前記トリアゾール系化合物の含有量が、本組成物中に質量単位で0.01ppm〜3%である、請求項1乃至6のいずれか1記載の硬化性シリコーン組成物。
- 光半導体素子を請求項1乃至7のいずれか1項記載の硬化性シリコーン組成物により封止、被覆、または接着してなることを特徴とする光半導体装置。
- 前記光半導体素子が、発光ダイオードである、請求項8記載の光半導体装置。
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