CN101824222A - 光半导体密封用组合物及使用该组合物的光半导体装置 - Google Patents

光半导体密封用组合物及使用该组合物的光半导体装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光半导体密封用组合物,其含有下述成分(A)~(D):(A)有机聚硅氧烷成分:100质量份;(B)有机氢化聚硅氧烷成分:该成分的含量使[(B)成分中的SiH基/(A)成分中的链烯基]的摩尔比满足0.9~4;(C)铂族金属催化剂:有效量;(D)直链状或环状有机聚硅氧烷:相对于100质量份(A)成分,该直链状或环状有机聚硅氧烷的量为0.01~10质量份。该直链状或环状有机聚硅氧烷的硅原子数为4~50个,且具有选自键合在硅原子上的链烯基、烷氧基甲硅烷基及环氧基中的至少2种官能团。

Description

光半导体密封用组合物及使用该组合物的光半导体装置
技术领域
本发明涉及一种加成固化型硅树脂组合物,具体而言,涉及一种树脂组合物,该树脂组合物通过组合直链结构、支链结构及树脂结构的有机聚硅氧烷来获得粘结性(以下称其为“粘性”)小的固化物。该组合物尤其适于发光二极管用(以下,在没有特殊限定的情况下称其为“LED”)内置密封剂。
背景技术
加成固化型硅橡胶组合物由于可形成耐候性、耐热性、硬度、伸长率等橡胶性质优异的固化物而被用于LED的封装密封剂等各种用途。可是,由于固化物表面具有粘性,会导致尘埃的附着,并且,还会引发在用于筛选成品的零件供给器中发生零件之间的粘结等问题。
为了消除粘性,可使用硬质硅树脂,但其固化物存在耐冲击性方面的问题,尤其是在热冲击下容易发生开裂。
对此,已提出了下述方案:利用二者的特性,通过在加成固化型硅橡胶组合物中混合树脂状有机聚硅氧烷来使固化物的强度提高的方法;以及在加成固化型硅橡胶组合物上包覆树脂的方法(专利文献1、2)。然而,前一种方法存在无法充分去除粘性的问题;而后一种方法会因形成双层结构而导致工序变得繁琐,且存在因上层树脂中的成分渗入下层而引起固化物随时间发生变化的问题。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2007-99835号公报
专利文献2:日本特开2007-103494号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明鉴于上述背景而完成,目的在于提供一种固化物表面的粘性得以显著降低的光半导体元件密封剂组合物、以及由该组合物密封的光半导体装置。
解决问题的方法
本发明人为达成上述目的而进行了深入研究,结果发现:利用指定的直链结构、支链结构及树脂结构的有机聚硅氧烷的组合可实现上述问题。即,本发明涉及一种光半导体密封用组合物,其含有下述成分(A)~(D):
(A)有机聚硅氧烷成分:100质量份,
该(A)成分包含下述(A1)成分和(A2)成分,其中(A1)成分/(A2)成分的质量比=50/50~95/5,并且,每100g该(A)成分中含有0.005~0.05摩尔的链烯基,每100g该(A)成分中硅烷醇基的量在0.01摩尔以下,其中,
(A1)为下述式(1)所示的含有链烯基的直链状有机聚硅氧烷,其在25℃下的粘度为10~1,000,000mPa·s,
[化学式1]
Figure GSA00000040973500021
式(1)中,R1为链烯基,R2彼此独立地代表不具有脂肪族不饱和键的一价烃基,该一价烃基是取代或非取代的一价烃基,x代表0以上的整数、且x值使式(1)表示的有机聚硅氧烷在25℃下的粘度为10~1,000,000mPa·s,y为1~3的整数,
(A2)为每1分子中含有至少1个SiO2单元和链烯基的有机聚硅氧烷树脂;
(B)有机氢化聚硅氧烷成分:该成分的含量使[(B)成分中的SiH基/(A)成分中的链烯基]的摩尔比满足0.9~4,
该(B)成分包含下述(B1)成分和(B2)成分,且(B1)成分中的SiH基量/(B2)成分中的SiH基量的摩尔比=50/50~90/10,
(B1)为下述式(2)所示的直链状有机氢化聚硅氧烷,其每1分子中具有2个以上的SiH基,
[化学式2]
式(2)中,R4、R5及R6彼此独立地表示碳原子数1~10的一价烃基,p、q分别为0~100的整数,且p+q为3以上的整数,r为0~3的整数,
(B2)是在25℃为液态的支化有机氢化聚硅氧烷;
(C)铂族金属催化剂:有效量;
(D)直链状或环状有机聚硅氧烷:相对于100质量份(A)成分,该直链状或环状有机聚硅氧烷的量为0.01~10质量份,
该直链状或环状有机聚硅氧烷的硅原子数为4~50个,且具有选自键合在硅原子上的链烯基、烷氧基甲硅烷基及环氧基中的至少2种官能团。
此外,本发明涉及使用了上述组合物或其固化物的光半导体装置。
发明的效果
由上述本发明的组合物获得的固化物,因其表面粘性降低、且在光半导体装置的制造工序中因光半导体装置之间的密合或粘着引起的树脂脱离等情况减少,因此可提高生产性。此外,由于无须形成双层结构,因此其工艺时间得以缩短。此外,由于用来承载光半导体的银垫板也具有良好的粘接性,因此,由该组合物密封的光半导体装置对苛刻的可靠性试验显示出耐受性。
附图说明
图1是用来说明本发明的实施例中剪切粘接强度的测定方法的立体示意图。
图2是示出了光半导体装置的一例的立体示意图。
图3是示出了光半导体装置的一例的平面示意图。
图4是示出了光半导体装置的一例的截面示意图。
符号说明
1、2 基体材料片
3    组合物(固化物)层
4、5 试验片的两端
10   光半导体元件
11   保护元件
20   包封件
21   引线
30   密封部件
40   芯片接合部件
50   金属线
60   荧光物质
发明的具体实施方式
(A)成分是(A1)与(A2)的混合物,所述(A1)是含有链烯基的直链状有机聚硅氧烷,所述(A2)是每1分子中含有至少1个SiO2单元、并含有链烯基的有机聚硅氧烷树脂。每100g该(A)成分中含有0.005~0.05摩尔、优选含有0.007~0.04摩尔的链烯基,并且,每100g该(A)成分中的硅烷醇基(SiOH)的量为0~0.01摩尔。每100g该(A)成分中含有的链烯基的量如果不足0.005摩尔,则组合物的固化不充分;如果超过0.05摩尔,则会导致固化物的耐热冲击性变差。此外,每100g该(A)成分中含有的硅烷醇基的量如果超过0.01摩尔/100g,则固化物有显示出粘性的倾向。
(A1)直链状有机聚硅氧烷的两末端具有乙烯基、烯丙基等链烯基,该链烯基的碳原子数优选为2~8、更优选为2~6。利用旋转粘度计测定的该有机聚硅氧烷在25℃下的粘度为10~1,000,000mPa·s,优选100~100,000mPa·s,更优选500~50,000mPa·s。
(A1)直链状有机聚硅氧烷由下述式(1)表示。该式是一种组成式,其中的二硅氧烷单元可以呈无规排列。此外,在不违背本发明的目的的范围内,分子链中也可以含有少量的分支状结构(三官能性硅氧烷单元)。
[化学式3]
Figure GSA00000040973500041
式中,R1为链烯基,R2彼此独立地代表不具有脂肪族不饱和键的、取代或非取代的一价烃基,y代表1~3的整数。x为0以上的整数、且x值使式(1)表示的有机聚硅氧烷满足上述粘度。
作为R1,可列举乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、己烯基、环己烯基、辛烯基等。作为R2,可列举:碳原子数1~10的烷基,如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、环己基、辛基、壬基、癸基等;苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基;苄基、苯乙基、苯丙基等芳烷基;以及这些基团的部分或全部氢原子被氟、溴、氯等卤原子、氰基等取代而得的基团,如氯甲基、氯丙基、溴乙基、三氟丙基等被卤原子取代的烷基、以及氰基乙基等。这其中,优选碳原子1~6的烷基、特别是甲基、以及苯基。
作为式(1)表示的有机聚硅氧烷的优选实例,可列举以下述物质。
[化学式4]
Figure GSA00000040973500051
式中,k、n+m相当于上述x。
成分(A1)以聚苯乙烯换算的重均分子量通常为500~20,000、优选1,000~15,000、特别优选2,000~10,000。将成分(A1)的重均分子量设为Mw,将成分(A1)的数均分子量设为Mn,成分(A1)的分子量分布以Mw/Mn计通常为1~5、优选1~4、特别优选1~3。
(A2)每1分子中含有至少1个SiO2单元、并含有链烯基的有机聚硅氧烷树脂是具有三维网状结构的有机聚硅氧烷。作为(A2)成分,可列举MQ树脂、MDQ树脂等。在每100g(A)成分中,(A2)成分中的链烯基与上述(A1)成分中链烯基的总量为0.005~0.05摩尔。作为该树脂状的有机聚硅氧烷,由GPC测定的以聚苯乙烯换算的重均分子量优选在500~10,000范围。
混合的(A1)成分和(A2)成分的质量比(A1)/(A2)为50/50~95/5、优选为70/30~90/10。如果(A2)成分的混合量过少,则可能无法充分实现粘性的降低;如果(A2)成分的混合量过多,则可能导致组合物的粘度显著增加、或固化物易出现开裂。此外,(A1)成分和(A2)成分中的链烯基量的摩尔比优选为:(A1)/(A2)=1/2~1/30,更优选为1/5~1/15。
(B)成分是(B1)与(B2)的混合物,所述(B1)是直链状有机氢化聚硅氧烷、所述(B2)是支化有机氢化聚硅氧烷。(B)成分的含量使[(B)成分中的SiH基/(A)成分中的链烯基]的摩尔比满足0.9~4的量,优选为使上述摩尔比满足1~2的量。如果(B)成分的含量使上述摩尔比低于0.9,则组合物呈凝胶状,另一方面,如果(B)成分的含量使上述摩尔比超过4,则会因残留的SiH基而导致固化物随时间发生变化。
每一分子的(B1)有机氢化聚硅氧烷中含有2个以上SiH基,优选含有3~200个、更优选10~100个、尤其优选10~50个SiH基。该有机氢化聚硅氧烷由下述式(2)表示。
[化学式5]
Figure GSA00000040973500061
式中,R4、R5及R6彼此独立地表示碳原子数1~10的一价烃基,p、q分别为0~100的整数,且p+q为3以上的整数,r为0~3的整数。其中,优选p为20~100、q=0。
作为碳原子数1~10的一价烃基,可列举例如:甲基等低级烷基、苯基等芳基等、以及作为上述式(1)的取代基R2所列举的基团,优选甲基。对于SiH基的取代位置并无特殊限制,可以在分子末端,也可以在除末端以外的其它位置。
作为(B1)有机氢化聚硅氧烷,可列举:两末端以三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢化聚硅氧烷、两末端以三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢化硅氧烷共聚物、两末端以二甲基氢化甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷、两末端以二甲基氢化甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢化硅氧烷共聚物、两末端以三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢化硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物、两末端以三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢化硅氧烷-二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物。
(B2)在25℃为液态的支化有机氢化聚硅氧烷与上述(B1)成分组合使用。作为该支化有机氢化聚硅氧烷,可列举例如:含有(CH3)2HSiO1/2单元与SiO4/2单元的聚硅氧烷,含有(CH3)2HSiO1/2单元、SiO4/2单元及(C6H5)SiO3/2单元的聚硅氧烷等。优选具有PhSiO1.5单元(Ph代表苯基)。作为更为优选的(B2)有机氢化聚硅氧烷,可列举下述物质。
[化学式6]
Figure GSA00000040973500071
(B1)和(B2)成分中的SiH基量的摩尔比为:(B1)/(B2)=50/50~90/10、优选为60/40~80/20。如果(B1)过多,会导致固化物显示出粘性,相反,过少,则会导致与基板的粘接性变差。
作为(C)铂族金属催化剂,包括铂类、钯类、铑类等催化剂,如果从成本等方面考虑,可列举铂、铂黑、氯铂酸等铂类催化剂,如H2PtCl6·mH2O、K2PtCl6、KHPtCl6·mH2O、K2PtCl4、K2PtCl4·mH2O、PtO2·mH2O(m为正整数)等,以及这些催化剂与烯烃等烃、醇、或含乙烯基的有机聚硅氧烷形成的络合物等。这些铂族催化剂可单独使用,也可以将2种以上组合使用。
上述催化剂成分的混合量只要是作为催化剂有效的量即可,通常,所使用的催化剂以铂族金属计(质量)为上述(A1)、(A2)、(B1)、(B2)成分的总质量的0.1~1,000ppm,优选在0.5~200ppm范围。
(D)成分为直链状或环状有机聚硅氧烷,该直链状或环状有机聚硅氧烷的硅原子数为4~50个,且具有选自键合在硅原子上的链烯基、烷氧基甲硅烷基及环氧基中的至少2种官能团。(D)成分起到提高组合物的粘接性的作用。
作为(D)成分,可列举下式表示的化合物。
[化学式7]
Figure GSA00000040973500081
上式中,g、h分别为满足g+h=1~45、优选g+h=4~20的整数。
[化学式8]
Figure GSA00000040973500091
上式中,l、m、n分别为满足l+m+n=1~50、优选l+m+n=2~30的整数,Vi代表乙烯基,Ph代表苯基。
相对于(A1)、(A2)成分的总量100重量份,(D)成分的混合量为0.01~10质量份、优选为0.01~5质量份、更优选为0.1~3重量份。如果(D)成分的混合量过少,则可能导致与基体材料的粘接性变差;如果(D)成分的混合量过多,则可能会给固化物的硬度及表面粘性带来不良影响。
除了上述成分以外,还可以根据需要向本发明的组合物中混合本身公知的各种添加剂。例如,在不破坏本发明的目的的范围内,可适当混合气相法二氧化硅、气相法二氧化钛等增强性无机填充剂;碳酸钙、硅酸钙、二氧化钛、氧化铁、炭黑、氧化锌等非增强性无机填充剂。
可通过混合器等公知的方法将上述各成分均匀混合来制备本发明的组合物。通常,为了防止在保存中发生固化,可通过将2种溶液分开保存、在使用时再将2种溶液混合来进行固化。当然,也可以通过添加少量乙炔醇等固化抑制剂来将其制成1种溶液使用。考虑到脱氢反应的危险性,在分成2种溶液时,将其分为(B)成分和(C)成分。用旋转粘度计对所得组合物进行测定时,其在25℃下的粘度优选为100~10,000,000mPa·s,更优选在300~500,000mPa·s左右。
将本发明的组合物加热固化后,其具备高透明性,且可与聚邻苯二甲酰胺(PPA)、液晶聚合物(LCP)等包封件材料、或金属基板之间实现非常好的粘接,因此可广泛用于以LED等光半导体为代表的光电二极管、CCD、CMOS等半导体组件。对于固化条件并无特殊限制,但通常在40~250℃、优选在60~200℃下固化5分钟~10小时、优选30分钟~6小时。
对于可使用本发明的组合物的光半导体装置没有特殊限制,可以是公知的光半导体装置。结合附图对实施方式涉及的光半导体装置进行说明。图2为表示光半导体装置的立体示意图。图3为表示光半导体装置的平面示意图。图4为沿着图3的X-X线切开光半导体装置的截面示意图。该光半导体装置具有光半导体元件10、用来承载光半导体元件10的包封件20、以及用来覆盖光半导体元件10的密封部件30。包封件20与具有导电性的一对引线21成形为一体。包封件20显示出包括底面和侧面的杯状,其底面上露出一对引线21。引线21以铁或铜为母材,表面露出银。光半导体元件10通过芯片接合部件接合在一个引线21上,此外,光半导体元件10通过金属线50接合在另一引线21上。在另一引线21上,还可以承载齐纳(Zener)等保护元件11。作为密封部件30,使用的是本发明的加成固化型硅树脂组合物,将该组合物注入到组件20的杯状中后将其固化。密封部件30中还可以含有荧光物质60,该荧光物质60用来吸收来自光半导体元件10的光,并将该光的波长加以改变。
(光半导体元件)
作为光半导体元件,可使用包含氮化镓(GaN)类半导体的发蓝光的LED芯片、发紫外光(紫外発光)的LED芯片等。此外,还可以通过例如MOCVD法等在基板上形成InN、AlN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等氮化物半导体作为发光层,将其作为光半导体元件。可使用面朝上安装的光半导体元件、倒装式安装的光半导体元件中的任一种。此外,图中示出的是n侧电极和p侧电极在同一平面上的光半导体元件,但也可以使用一面具有n侧电极、反面具有p侧电极的光半导体元件。
(包封件)
包封件与一对引线成形为一体,但在其它实施方式中,也包括在成型包封件之后再通过镀敷等设置电路配线的方式。作为包封件的形状,可采用平板状、杯状等各种形式。由于设置有将来自外部的电流供应给光半导体元件的引线,因此,作为包封件,优选使用耐光性、耐热性优异的绝缘性材料。作为包封件,可使用聚邻苯二甲酰胺等热塑性树脂、环氧树脂等热固性树脂、玻璃纤维环氧树脂、陶瓷等材料。此外,为了使来自于光半导体元件的光有效地反射,可以向构成包封件的树脂中混合氧化钛等白色颜料等。在使树脂模塑成形为包封件时,可通过嵌件成形、注塑成形、挤出成形、传递成形等以较为简单的方式形成用来向设置于杯状内侧底面上的光半导体元件供电的引线。
(引线)
引线是在包封件的杯状内侧的底面上露出、与光半导体元件形成电连接的部件,例如,可以是***到包封件中的板状引线、形成于包封件表面上的导电图案(導電パタ一ン)。因此,只要是能够实现与光半导体元件形成电连接而导电的功能的部件即可,对于其材料并无特殊限制,但优选由例如导热系数较大的材料形成。例如,可列举在铜、铝、金、钨、铁、镍等金属、或铁-镍合金、磷青铜、含铁铜等的表面施加银或含银合金而形成的材料。此外,也可以使用银单质或含有银的合金。在引线表面露出的银会因受到腐蚀而引起光反射效率的降低。因此,要在其直接或间接接受来自光半导体元件的光照射的部分覆盖包覆部件,以保持其高反光率。
(密封部件)
密封部件不仅可使来自光半导体元件的光有效透过至外部,还能够保护光半导体元件、金属线等免受外力、尘埃等的侵蚀。作为密封部件,使用的是本发明的硅树脂。密封部件中还可以含有荧光物质、光漫射部件等。
(荧光物质)
对于荧光物质并无特殊限制,只要是能够吸收来自于光半导体元件的光并将其转换为不同波长的光的物质即可。例如,优选为选自下组中的至少一种以上荧光体:主要以Eu、Ce等镧系元素激活的氮化物类荧光体/氮氧化物类荧光体,主要以Eu等镧系、Mn等过渡金属系元素激活的碱土金属卤化物磷灰石荧光体、碱土金属硼酸卤化物荧光体、碱土金属铝酸盐荧光体、碱土金属硅酸盐荧光体、碱土金属硫化物荧光体、碱土金属硫代棓酸盐荧光体、碱土金属氮化硅荧光体、锗酸盐荧光体,主要以Ce等镧系元素激活的稀土金属铝酸盐荧光体、稀土金属硅酸盐荧光体,或主要以Eu等镧系元素激活的有机及无机络合物等。具体而言,可以是(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce、或(Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu、(Ca,Sr)2Si5N8:Eu、CaAlSiN3:Eu等。
实施例
以下,结合实施例对本发明进行更加详细的说明,但本发明并不限于下述实施例。需要说明的是,下述实施例中,Vi代表乙烯基。
[实施例1]
向下述式(i)表示的聚硅氧烷(在25℃下粘度为5,000Pa·s,以下称其为“VF”)87.5g中混合下述各组分:由SiO2单元50摩尔%、(CH3)3SiO0.5单元42.5摩尔%、及Vi3SiO0.5单元7.5摩尔%构成的树脂结构的乙烯基甲基硅氧烷(以下称其为“VMQ”)12.5g(每100g中的乙烯基量=0.0162摩尔),SiH总量为上述VF及VMQ成分中乙烯基总量的1.5倍摩尔量并以下述式(ii)表示的有机氢化硅氧烷1.2g,下述式(iii)表示的有机氢化硅氧烷0.6g,氯铂酸的辛醇改性溶液(铂浓度为2质量%)0.05g,以及下述式(iv)表示的预聚物1.5g。由此,制备了组合物。
[化学式9]
Figure GSA00000040973500121
[化学式10]
Figure GSA00000040973500122
[化学式11]
Figure GSA00000040973500123
[化学式12]
[实施例2]
除了使用了VF 70g、VMQ 30g(每100g中的乙烯基量=0.0310摩尔)、SiH基量为上述VF及VMQ成分中乙烯基总量的1.5倍摩尔量并以上述式(ii)表示的有机氢化硅氧烷2.25g、上述式(iii)表示的有机氢化硅氧烷1.1g以外,按照与实施例1相同的方法制备了组合物。
[实施例3]
除了使用了VF 92g、VMQ 8g(每100g中的乙烯基量=0.0124摩尔)、SiH基量为上述VF及VMQ成分中乙烯基总量的1.5倍摩尔量并以上述式(ii)表示的有机氢化硅氧烷0.91g、上述式(iii)表示的有机氢化硅氧烷0.49g以外,按照与实施例1相同的方法制备了组合物。
[比较例1]
除了使用了VF 87.5g、VMQ 12.5g(每100g中的乙烯基量=0.0162摩尔)、SiH基量为上述VF及VMQ成分中乙烯基总量的1.5倍摩尔量并以上述式(ii)表示的有机氢化硅氧烷1.5g,且未使用式(iii)表示的有机氢化硅氧烷以外,按照与实施例1相同的方法制备了组合物。
[比较例2]
除了使用了VF 70g、VMQ 30g(每100g中的乙烯基量=0.0310摩尔)、SiH基量为上述VF及VMQ成分中乙烯基总量的1.5倍摩尔量并以上述式(ii)表示的有机氢化硅氧烷2.82g,且未使用式(iii)表示的有机氢化硅氧烷以外,按照与实施例1相同的方法制备了组合物。
[比较例3]
除了使用了VF 70g、VMQ 30g(每100g中的乙烯基量=0.0310摩尔)、SiH基量为上述VF及VMQ成分中乙烯基总量的1.5倍摩尔量并以上述式(ii)表示的有机氢化硅氧烷1.4g、式(iii)表示的有机氢化硅氧烷3.1g以外,按照与实施例1相同的方法制备了组合物。
[比较例4]
除了在100g VF(每100g中的乙烯基量=0.0057摩尔)中使用了SiH基量为上述VF及VMQ成分中乙烯基总量的1.5倍摩尔量并以上述式(ii)表示的有机氢化硅氧烷0.52g、式(iii)表示的有机氢化硅氧烷0.23g以外,按照与实施例1相同的方法制备了组合物。
[比较例5]
除了使用了VF 45g、VMQ 55g(每100g中的乙烯基量=0.0521摩尔)、SiH量为上述VF及VMQ成分中乙烯基总量的1.5倍摩尔量并以上述式(ii)表示的有机氢化硅氧烷4.358g、式(iii)表示的有机氢化硅氧烷1.89g以外,按照与实施例1相同的方法制备了组合物。
对各组合物进行了下述评价。其中,固化条件是在150℃下固化4小时。结果如表1所示。
[外观]
制作1mm厚的固化物,肉眼观察其外观。
[透光率(%)]
制作1mm厚的固化物,用分光光度计测定了450nm处的透光率(%)。
[折射率nD25]
使用阿贝折射计,测定了25℃下组合物对钠D线的折射率。
[硬度、拉伸强度、伸长率]
使用A型弹簧试验机对硬度进行了测定,并基于JIS K 6301标准测定了拉伸强度及伸长率。
[PPA剪切粘接强度的测定]
如图1所示,在宽25mm的PPA(聚邻苯二甲酰胺树脂)制基体材料片1和2的各自一端部之间,以10mm的长度夹入厚1mm的各组合物层3,并在150℃加热4小时以使组合物层3固化。将由此制成的试验体在室温下放置12小时以上之后,利用拉伸试验机沿箭头方向拉伸该实验体的两端4和5,由此测定了拉伸剪切粘接强度。
[凝集破坏率的测定]
针对上述测定剪切粘接强度时试验体的断裂面,求出发生凝集破坏(即,PPA与组合物的固化物之间未发生界面剥离、固化物自身的破坏)部分的面积与整个断裂面的面积之比(百分比),以此作为凝集破坏率。
[半导体装置的粘性]
作为光半导体装置,使用了市售的TOP View型发光装置(日亚化学工业株式会社制造的NECW017(产品型号))。光半导体装置的形状接近长3.5mm×宽2.8mm×高2.0mm的长方体。在平面视野中,包封件呈杯状,该杯状物接近于直径约2.5mm的圆形。向该杯状物中注入组合物,并以150℃/4小时的条件进行固化,从而制成了1500个光半导体装置。将1500个该光半导体装置装入指定大小的铝袋中,在常温下放置了1个月。然后,从袋中取出这1500个光半导体装置,统计出现了下述情况的光半导体装置的个数:一个半导体装置的密封部件与其它光半导体装置的密封部件之间密合、发生了剥离的情况;或者密封部件的上表面出现了损伤的情况。其结果如表2所示。
[光半导体包封件吸湿回流焊试验]
按照与制作粘性试验用光半导体装置相同的方法制作了20个光半导体装置,并将这20个装置在30℃/70%RH的气体氛围中放置168小时以使其充分吸湿,然后,使其通过260℃的IR回流焊炉,用显微镜观察是否有剥离、开裂的发生。将发生了剥离或开裂的情况视为“不良”。其结果如表3所示。
[表1]
  实施例1   实施例2   实施例3   比较例1   比较例2   比较例3   比较例4   比较例5
  SiH/SiVi(摩尔比)   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5   1.5
  外观   无色透明   无色透明   无色透明   无色透明   无色透明   无色透明   无色透明   无色透明
  透光率(%)   98   98   98   98   98   98   98   98
  折射率nD25   1.41   1.41   1.41   1.41   1.41   1.41   1.41   1.41
  硬度(A型)   35   58   25   34   57   56   15   75
  伸长率(%)   130   130   130   130   150   160   180   80
  拉伸强度(MPa)   1.2   3   0.5   1.2   3   2.6   0.5   8
  PPA剪切粘接强度(MPa) 0.5 1.6 0.3 0.6 1.6 1.5 0.1 6
  凝集破坏率(%)   100   100   100   100   100   100   100   50
[表2]
 实施例1  实施例2  实施例3  比较例1  比较例2  比较例3  比较例4  比较例5
  粘性试验不良数  0  0  0  26  17  0  33  0
n=1500
[表3]
 实施例1  实施例2  实施例3  比较例1  比较例2  比较例3  比较例4  比较例5
  吸湿回流焊试验不良数 0 0 0 0 0 13 0 18
n=20
如表2、3所示,由欠缺(B2)成分的比较例1、2的组合物、及欠缺(A2)成分的比较例4的组合物得到的固化物表面均具有粘性,表现出粘结性。由(B2)成分多于(B1)成分的比较例3的组合物、及(A2)成分多于(A1)成分的比较例5的组合物得到的固化物的耐热性不良。相比之下,由本发明的组合物得到的半导体装置则表面无粘性、并具有优异的耐热冲击性。
工业实用性
本发明的组合物适用于各种光半导体元件,如光敏器件、光电二极管、光电晶体管、光传感器、激光二极管等的密封剂。

Claims (8)

1.一种光半导体密封用组合物,其含有下述(A)~(D)成分:
(A)有机聚硅氧烷成分:100质量份,
该(A)成分包含下述(A1)成分和(A2)成分,其中(A1)成分/(A2)成分的质量比=50/50~95/5,并且,每100g该(A)成分中含有0.005~0.05摩尔的链烯基,每100g该(A)成分中硅烷醇基的量在0.01摩尔以下,
(A1)为下述式(1)所示含有链烯基的直链状有机聚硅氧烷,其在25℃下的粘度为10~1,000,000mPa·s,
[化学式13]
Figure FSA00000040973400011
式(1)中,R1为链烯基,R2彼此独立地代表不具有脂肪族不饱和键的一价烃基,该一价烃基是取代或非取代的一价烃基,x代表0以上的整数、且x值使式(1)表示的有机聚硅氧烷在25℃下的粘度为10~1,000,000mPa·s,y为1~3的整数,
(A2)为每1分子中含有至少1个SiO2单元和链烯基的有机聚硅氧烷树脂;
(B)有机氢化聚硅氧烷成分:该成分的含量使[(B)成分中的SiH基/(A)成分中的链烯基]的摩尔比满足0.9~4,
该(B)成分包含下述(B1)成分和(B2)成分,且(B1)成分中的SiH基量/(B2)成分中的SiH基量的摩尔比=50/50~90/10,
(B1)为下述式(2)所示的直链状有机氢化聚硅氧烷,其每1分子中具有2个以上的SiH基,
[化学式14]
Figure FSA00000040973400012
式(2)中,R4、R5及R6彼此独立地表示碳原子数1~10的一价烃基,p、q分别为0~100的整数,且p+q为3以上的整数,r为0~3的整数,
(B2)是在25℃为液态的支化有机氢化聚硅氧烷;
(C)铂族金属催化剂:有效量;
(D)直链状或环状有机聚硅氧烷:相对于100质量份(A)成分,该直链状或环状有机聚硅氧烷的量为0.01~10质量份,
该直链状或环状有机聚硅氧烷的硅原子数为4~50个,且具有选自烷氧基甲硅烷基、环氧基以及键合在硅原子上的链烯基中的至少2种官能团。
2.根据权利要求1所述的光半导体密封用组合物,其中,(A1)有机聚硅氧烷在25℃下利用旋转粘度计测定的粘度为100~100,000mPa·s。
3.根据权利要求1所述的光半导体密封用组合物,其中,(A1)有机聚硅氧烷在25℃下利用旋转粘度计测定的粘度为500~50,000mPa·s。
4.根据权利要求1所述的光半导体密封用组合物,其中,在每100g(A)成分中,(A2)成分中的链烯基与上述(A1)成分中的链烯基的总量为0.005~0.05摩尔。
5.根据权利要求1所述的光半导体密封用组合物,其中,(A1)成分和(A2)成分中的链烯基量的摩尔比为:(A1)/(A2)=1/2~1/30。
6.根据权利要求1所述的光半导体密封用组合物,其中,(A1)成分和(A2)成分中的链烯基量的摩尔比为:(A1)/(A2)=1/5~1/15。
7.一种光半导体装置,其使用了权利要求1所述的组合物或其固化物。
8.根据权利要求2所述的光半导体装置,其中,所述光半导体为发光二极管。
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