CN102844383B - 固化性树脂组合物、固化性树脂组合物片、成型体、半导体封装材料、半导体部件及发光二极管 - Google Patents
固化性树脂组合物、固化性树脂组合物片、成型体、半导体封装材料、半导体部件及发光二极管 Download PDFInfo
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Abstract
本发明的目的在于提供固化性组合物,该固化性组合物提供具有较低线膨胀系数的固化物,本发明的固化性树脂组合物的特征在于以下述物质作为必须成分:(A)1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物、(B)1分子内至少含有2个SiH基的化合物、(C)氢化硅烷化催化剂、(D)1分子内至少含有1个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机硅化合物、(E)无机填料。
Description
技术领域
本发明涉及固化性树脂组合物、固化性树脂组合物片、成型体、半导体封装材料、半导体部件及发光二极管。
背景技术
一直以来,将使用了固化性树脂的各种形状的封装材料应用于半导体。在这些封装材料中,为了使半导体与封装材料外部进行电连接、保持封装材料的强度或者将半导体产生的热传递到封装材料外部等,大多用各种金属材料与固化性树脂一体化成型。
然而,树脂的线膨胀系数一般较大,其线膨胀系数与一般具有较小线膨胀系数的金属材料难以匹配,因此,在加热成型时、后固化时或作为半导体部件使用期间的各种伴随着加热-冷却的工序中,有时会产生翘曲、剥离、破裂、对半导体造成损害等问题。
特别地,对于伴随着线膨胀的不匹配而发生的翘曲,存在着如下方法:通过将固化性树脂成型,使其均等地存在于金属的两面,从而降低翘曲。
然而,近年来,随着半导体产生的热量增大,要求放热性高的设计,为了将热量有效地导出至封装材料的外部,提出了如下的封装材料设计:将粘接半导体元件的金属形成为封装材料的底面(专利文献1、2)。
在上述情形下,无法实现上述翘曲的降低,翘曲问题变得重要。
迄今为止,对于降低树脂的翘曲,提出了通过降低树脂的线膨胀,使其接近一体化成型的金属的线膨胀,以及降低树脂的弹性模量等的对策。
然而,如果为了降低线膨胀而大量填充无机填料,则树脂成型时的流动性下降,并损害成型加工性,因此,该方法存在一定限度,此外,如果降低弹性,则树脂的强度降低,并会损失树脂作为保护半导体元件的封装材料的主要功能。
鉴于上述情形,在半导体的封装材料领域,正在寻求可以降低翘曲的固化性树脂。
另一方面,半导体产生的热(半导体为发光二极管的情况下还产生光)正在增加,从而更加要求用于半导体封装材料的树脂具有耐热性(耐光性)。对于这些要求,采用了通过氢化硅烷化反应固化的树脂作为用于半导体封装材料的树脂(专利文献1、3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-62272号公报
专利文献2:日本特开2009-302241号公报
专利文献3:日本特开2005-146191号公报
发明内容
发明要解决的问题
因此,本发明要解决的问题是提供固化性树脂组合物,该固化性树脂组合物提供具有低线膨胀系数的固化物,提供采用该固化性树脂组合物与金属一体化成型而成且翘曲降低的半导体封装材料及采用该半导体封装材料制造的半导体。
解决问题的方法
为了解决上述问题,本发明人等进行了深入研究,结果发现:通过以下述物质作为必须成分形成固化性树脂组合物,可以解决上述问题,从而完成了本发明,所述物质为:(A)1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物、(B)1分子内至少含有2个SiH基的化合物、(C)氢化硅烷化催化剂、(D)1分子内至少含有1个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机硅化合物、(E)无机填料。
即,本发明具有以下构成。
(1)固化性树脂组合物,其含有下述物质作为必须成分:
(A)1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物,
(B)1分子内至少含有2个SiH基的化合物,
(C)氢化硅烷化催化剂,
(D)1分子内至少含有1个对SiH基有反应性的碳-碳双键的有机硅化合物,
(E)无机填料。
(2)根据(1)所述的固化性树脂组合物,其中,(D)成分为末端具有乙烯基的直链聚硅氧烷。
(3)根据(1)或(2)所述的固化性树脂组合物,其中,(D)成分的重均分子量为1000以上且1000000以下。
(4)根据(1)~(3)中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,(E)成分为球状二氧化硅。
(5)根据(1)~(4)中任一项所述的固化性树脂组合物,其还含有(F)白色颜料。
(6)根据(5)所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分的平均粒径为1.0μm以下。
(7)根据(5)或(6)所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分为氧化钛。
(8)根据(7)所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分为用有机硅氧烷进行了表面处理的氧化钛。
(9)根据(7)所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分为用无机化合物进行了表面处理的氧化钛。
(10)根据(9)所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分用铝化合物进行了表面处理。
(11)根据(5)或(6)所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分为选自氧化锌、氧化锆、氧化锶、氧化铌、氮化硼、钛酸钡和硫酸钡中的至少一种。
(12)根据(1)~(11)中任一项所述的固化性树脂组合物,其还含有(G)金属皂。
(13)根据(12)所述的固化性树脂组合物,其中,(G)成分为硬脂酸金属盐。
(14)根据(13)所述的固化性树脂组合物,其中,(G)成分为选自硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸铝中的1种以上。
(15)根据(1)~(14)中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,相对于(A)成分和(B)成分的总重量,(D)成分的重量为30重量%以上。
(16)根据(1)~(15)中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,(E)成分的总量占固化性树脂组合物整体的70重量%以上。
(17)根据(5)~(16)中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分的含量占固化性树脂组合物整体的10重量%以上。
(18)根据(12)~(17)中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,(G)成分的含量占固化性树脂组合物整体的0.01~5重量%。
(19)根据(1)~(18)中任一项所述的固化性树脂组合物,其固化后在420nm、440nm、460nm处的光谱反射率为80R%以上,且在180℃、72小时的耐热试验后,光谱反射率的保持率(耐热试验后的光谱反射率/初期光谱反射率×100)为90%以上。
(20)根据(1)~(19)中任一项所述的固化性树脂组合物,其固化所形成的成型体的表面对波长为470nm的光线的反射率为90%以上。
(21)根据(1)~(20)中任一项所述的固化性树脂组合物,其成型在发光二极管用引线框架的一面上并作为封装材料时,封装材料的翘曲为±1.00mm以下。
(22)根据(1)~(21)中任一项所述的固化性树脂组合物,其用于半导体的封装材料。
(23)固化性树脂组合物片,其包含(1)~(22)中任一项所述的含有(F)白色颜料作为必须成分的固化性树脂组合物,其中,(A)成分和(B)成分中的至少之一为在23℃时的粘度为50Pa秒以下的液体,(E)成分和(F)成分的总含量为70~95重量%,12μm以下的粒子占(E)成分和(F)成分总量的比例为40体积%以上。
(24)成型体,其由(1)~(21)中任一项所述的固化性树脂组合物固化而成,且其表面对波长为470nm的光线的反射率为90%以上。
(25)半导体封装材料,其使用(22)所述的固化性树脂组合物成型而得到。
(26)半导体封装材料,其使用(22)所述的固化性树脂组合物与金属一体化成型而得到。
(27)根据(25)或(26)所述的半导体封装材料,其通过传递模塑将固化性树脂组合物和引线框架一体化成型而得到。
(28)根据(25)~(27)中任一项所述的半导体封装材料,其中,半导体封装材料实质上是将树脂成型于金属的一面上而得到的封装材料。
(29)半导体封装材料,其使用(22)所述的固化性树脂组合物进行传递成型而得到。
(30)半导体部件,其使用(25)~(29)中任一项所述的半导体封装材料来制造。
(31)发光二极管,其使用(25)~(29)中任一项所述的半导体封装材料来制造。
发明的效果
采用本发明的固化性树脂组合物,可以获得如下的提供具有较低线膨胀系数的固化物的固化性树脂组合物,因此,可以制成采用该固化性树脂组合物与金属一体化成型且翘曲降低的半导体封装材料及采用该半导体封装材料所制造的半导体。
附图说明
[图1]是表示各波长下的初期反射率的图。
[图2]是表示耐热试验后各波长下的反射率的图。
[图3]是成型品的概念图。
[图4]是示意图,用于表示强度的测定方法。
具体实施方式
以下对本发明进行详细说明。
本发明的固化性树脂组合物,其含有下述物质作为必须成分:
(A)1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物,
(B)1分子内至少含有2个SiH基的化合物,
(C)氢化硅烷化催化剂,
(D)1分子内至少含有1个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机硅化合物,
(E)无机填料。
下面对各成分进行说明。
((A)成分)
(A)成分只要是1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物即可,并无特别限定。
((A)成分的骨架)
作为有机化合物,更优选不是聚硅氧烷-有机嵌段共聚物或聚硅氧烷-有机接枝共聚物那样的含有硅氧烷单元(Si-O-Si)的化合物,而是构成元素中不含除C、H、N、O、S和卤素以外的元素的化合物。
含有硅氧烷单元的有机化合物的情况下,存在半导体的封装材料与引线框架或密封树脂的粘接性容易变低的问题。
(A)成分的有机化合物可以分为有机聚合物类化合物和有机单体类化合物。
((A)成分为聚合物情况下的例子)
作为有机聚合物类(A)成分,可以列举例如:具有聚醚类、聚酯类、聚芳酯类、聚碳酸酯类、饱和烃类、不饱和烃类、聚丙烯酸酯类、聚酰胺类、酚醛类(酚醛树脂类)、聚酰亚胺类骨架的物质。
其中,作为聚醚类聚合物,可以列举例如:聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧四亚甲基、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物等。进一步例示具体的例子,则可以列举:
[化学式1]
(式中,R1、R2为构成元素中不含除C、H、N、O、S、卤素以外的元素的碳原子数为1~6的2价有机基团,n、m、1表示1~300的数。)等。
作为其他聚合物,可以列举例如:通过己二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸等2元酸和乙二醇、二乙二醇、丙二醇、四亚甲基二醇、新戊二醇等二元醇的缩合或内酯类的开环聚合而获得的聚酯类聚合物,乙烯-丙烯类共聚物,聚异丁烯,异丁烯和异戊二烯等的共聚物,聚氯丁烯,聚异戊二烯,异戊二烯和丁二烯、丙烯腈、苯乙烯等的共聚物,聚丁二烯,丁二烯和苯乙烯、丙烯腈等的共聚物,将聚异戊二烯、聚丁二烯、异戊二烯或丁二烯和丙烯腈、苯乙烯等的共聚物氢化而获得的聚烯烃类(饱和烃类)聚合物,将丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等单体进行自由基聚合而获得的聚丙烯酸酯,丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等丙烯酸酯和乙酸乙烯酯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等的丙烯酸酯类共聚物,在上述有机聚合物中聚合乙烯基单体而获得的接枝聚合物,多硫化物类聚合物,由ε-己内酰胺开环聚合获得的尼龙6、由六亚甲基二胺和己二酸缩聚获得的尼龙66、由六亚甲基二胺和癸二酸缩聚获得的尼龙610、由ε-氨基十一烷酸缩聚获得的尼龙11、由ε-十二内酰胺开环聚合获得的尼龙12、具有上述尼龙中的2种成分以上的成分的共聚尼龙等聚酰胺类聚合物,由双酚A和碳酰氯缩聚而制备的聚碳酸酯类聚合物,邻苯二甲酸二烯丙酯类聚合物,酚醛清漆型酚树脂、甲阶酚醛树脂、氨催化甲阶酚醛树脂、苯醚型酚醛树脂等具有酚醛类(酚醛树脂类)骨架的聚合物等。
这些聚合物骨架中,可以导入具有碳-碳双键的烯基而成为(A)成分。
这种情况下,具有碳-碳双键的烯基可以存在于分子内的任意位置,但从反应性的观点出发,优选存在于侧链或末端。
关于将烯基引入到上述聚合物骨架中的方法,可以采用各种已经提出的方法,大体可以分为在聚合后引入烯基的方法和在聚合过程中引入烯基的方法。
作为在聚合后引入烯基的方法,例如可以通过使末端、主链或侧链上具有羟基、烷氧基、羧基、环氧基等官能团的有机聚合物与同时具有对上述官能团显示反应性的活性基团和烯基的有机化合物反应,从而将烯基引入到末端、主链或侧链上。作为同时具有对上述官能团显示反应性的活性基团和烯基的有机化合物的例子,可以列举:丙烯酸、甲基丙烯酸、乙酸乙烯酯、丙烯酰氯、丙烯酰溴等C3-C20的不饱和脂肪酸、酰卤、酸酐等或氯甲酸烯丙酯(CH2=CHCH2OCOCl)、溴甲酸烯丙酯(CH2=CHCH2OCOBr)等C3-C20的不饱和脂肪醇取代的碳酰卤、烯丙基氯、烯丙基溴、乙烯基(氯甲基)苯、烯丙基(氯甲基)苯、烯丙基(溴甲基)苯、烯丙基(氯甲基)醚、烯丙基(氯甲氧基)苯、1-丁烯基(氯甲基)醚、1-己烯基(氯甲氧基)苯、烯丙氧基(氯甲基)苯、烯丙基异氰酸酯等。
此外,还存在采用酯交换法引入烯基的方法。该方法是使用酯交换催化剂,将聚酯树脂或丙烯酸树脂的酯部分的醇残基与含有烯基的醇或含有烯基的酚衍生物进行酯交换的方法。关于用于与醇残基进行交换的含有烯基的醇和含有烯基的酚衍生物,只要是具有至少一个烯基并且具有至少一个羟基的醇或酚衍生物即可,优选具有1个羟基的醇或酚衍生物。可以使用催化剂,也可以不使用催化剂,优选钛类和锡类催化剂。
作为上述化合物的例子,可以列举:乙烯醇、烯丙醇、3-丁烯-1-醇、4-戊烯-1-醇、5-己烯-1-醇、6-庚烯-1-醇、7-辛烯-1-醇、8-壬烯-1-醇、9-癸烯-1-醇、2-(烯丙氧基)乙醇、新戊二醇单烯丙基醚、甘油二烯丙基醚、三羟甲基丙烷三烯丙基醚、三羟甲基乙烷三烯丙基醚、季戊四醇四烯丙基醚、1,2,6-己三醇三烯丙基醚、山梨糖醇酐三烯丙基醚、
[化学式2]
等。其中,从获得的容易程度考虑,优选烯丙醇、乙烯醇、3-丁烯-1-醇、2-(烯丙氧基)乙醇和
[化学式3]
进而,还存在下述引入烯基的方法:使用酯交换催化剂,使上述醇或酚衍生物的乙酸酯等酯化物与聚酯树脂或丙烯酸树脂的酯部分进行酯交换,同时通过减压脱挥等将生成的聚酯树脂或丙烯酸树脂酯部分醇残基的乙酸酯等低分子量酯化物蒸馏到反应体系外的方法。
此外,还可以在通过活性聚合进行了(甲基)丙烯酸甲酯等的聚合后,通过用具有烯基的化合物终止活性末端的方法向末端引入烯基。
作为在聚合过程中引入烯基的方法,例如在采用自由基聚合法制备用于本发明的(A)成分的有机聚合物骨架的情况下,可以通过使用甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸烯丙酯等分子中具有低自由基反应性的烯基的乙烯基单体,或烯丙基硫醇等具有低自由基反应性的烯基的自由基链转移剂,将烯基引入到有机聚合物骨架的侧链或末端上。
作为(A)成分,其分子量没有特别限制,可以优选使用分子量为100~100000的任意物质,只要是含有烯基的有机聚合物即可,特别优选分子量为500~20000的物质。如果分子量为500以下,则难以表现出利用有机聚合物所赋予的挠性等特征,如果分子量为100000以上,则难以表现出由烯基和SiH基反应所产生的交联效果。
((A)成分为单体情况下的例子)
作为有机单体类(A)成分,可以列举例如:酚类、双酚类、苯、萘等芳香烃类;直链类、脂环类等脂肪烃类;多环类化合物及上述物质的混合物等。
((A)成分的碳-碳双键)
与SiH基具有反应性的碳-碳双键的键合位置并无特别限定,可以存在于分子内的任意位置。
作为(A)成分中与SiH基具有反应性的碳-碳双键,并无特别限定,但从反应性的观点出发,优选下述通式(I)
[化学式4]
(式中,R1表示氢原子或甲基。)所示的基团。此外,从原料获得的容易程度考虑,特别优选
[化学式5]
所示的基团。
作为(A)成分中与SiH基具有反应性的碳-碳双键,从固化物的耐热性高的观点出发,优选下述通式(II)
[化学式6]
(式中,R2表示氢原子或甲基)所示的脂环族基团。此外,从原料获得的容易程度考虑,特别优选
[化学式7]
所示的脂环族基团。
((A)成分的碳-碳双键与骨架的键合基团)
与SiH基具有反应性的碳-碳双键可以直接键合到(A)成分的骨架部分上,也可以介由2价以上的取代基共价键合。作为2价以上的取代基,只要是碳原子数为0~10的取代基即可,并无特别限定,但优选构成元素中不含除C、H、N、O、S和卤素以外的元素的取代基。作为这些取代基的例子,可以列举:
[化学式8]
(n表示1~10的数。),
(n表示0~4的数。),
[化学式9]
(n表示0~4的数。),
此外,也可以是2个以上这样的2价以上的取代基通过共价键连接而构成1个2价以上的取代基。
作为上述共价键合到骨架部分上的基团的例子,可以列举:乙烯基、烯丙基、甲代烯丙基、丙烯基(アクリル基)、甲基丙烯基(メタクリル基)、2-羟基-3-(烯丙氧基)丙基、2-烯丙基苯基、3-烯丙基苯基、4-烯丙基苯基、2-(烯丙氧基)苯基、3-(烯丙氧基)苯基、4-(烯丙氧基)苯基、2-(烯丙氧基)乙基、2,2-双(烯丙氧基甲基)丁基、3-烯丙氧基-2,2-双(烯丙氧基甲基)丙基、
[化学式10]
(n表示满足5≧n≧2的数。)
(R表示选自-O-,-CH2-,的2价基团。)
(n表示0~4的数。)。
((A)成分的具体例子)
作为有机聚合物类(A)成分的具体例子,可以列举:1,2-聚丁二烯(1,2比例为10~100%的1,2-聚丁二烯,优选1,2比例为50~100%的1,2-聚丁二烯)、线性酚醛树脂的烯丙基醚、烯丙基化的聚苯醚、
[化学式11]
(式中,R1表示H或CH3,R2、R3为构成元素中不含除C、H、N、O、S、卤素以外的元素的碳原子数为1~6的2价有机基团,X、Y表示碳原子数为0~10的2价取代基,n、m、l表示1~300的数。)
[化学式12]
(式中,R1表示H或CH3,R4、R5表示碳原子数为1~6的2价有机基团,X、Y表示碳原子数为0~10的2价取代基,n、m、l表示1~300的数。)
[化学式13]
(式中,R1表示H或CH3,R6、R7表示碳原子数为1~20的2价有机基团,X、Y表示碳原子数为0~10的2价取代基,n、m、l表示1~300的数。)
[化学式14]
(式中,R1表示H或CH3,R8、R9表示碳原子数为1~6的2价有机基团,X、Y表示碳原子数为0~10的2价取代基,n、m、l表示1~300的数。)
[化学式15]
(式中,R1表示H或CH3,R10、R11、R12表示碳原子数为1~6的2价有机基团,X、Y表示碳原子数为0~10的2价取代基,n、m、l、p表示1~300的数。)等。
作为有机单体类(A)成分的具体例子,可以列举:邻苯二甲酸二烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、二乙二醇二烯丙基碳酸酯、三羟甲基丙烷二烯丙基醚、季戊四醇三烯丙基醚、1,1,2,2-四烯丙氧基乙烷、二烯丙叉季戊四醇、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、1,2,4-三乙烯基环己烷、二乙烯基苯类(纯度50~100%的二乙烯基苯类,优选纯度为80~100%的二乙烯基苯类)、二乙烯基联苯、1,3-二异丙烯基苯、1,4-二异丙烯基苯及上述物质的低聚物、
[化学式16]
(R表示选自-O-,-CH2-,的2价基团。)
[化学式17]
此外,还可以列举迄今公知的环氧树脂的缩水甘油基的一部分或全部被烯丙基取代的物质等。
作为(A)成分,也可以使用难以如上述那样分为骨架部分和烯基来表示的低分子量化合物。作为这些低分子量化合物的具体例子,可以列举:丁二烯、异戊二烯、辛二烯、癸二烯等脂肪族链状多烯化合物类,环戊二烯、环己二烯、环辛二烯、双环戊二烯、三环戊二烯、降冰片二烯等脂肪族环状多烯化合物类,乙烯基环戊烯、乙烯基环己烯等取代脂肪族环状烯烃化合物类等。
((A)成分的优选必要条件)
作为(A)成分,从可以进一步提高耐热性的观点出发,优选每1g(A)成分含有0.001mol以上的与SiH基具有反应性的碳-碳双键,更优选每1g含有0.005mol以上,进一步优选含有0.008mol以上。
(A)成分中与SiH基具有反应性的碳-碳双键的数量,可以是平均每1分子至少2个,在期望进一步提高力学强度的情况下,优选超过2个,更优选为3个以上。(A)成分中与SiH基具有反应性的碳-碳双键的数量在每1分子内为1个以下时,即使与(B)成分进行反应,也仅形成接枝结构而不形成交联结构。
作为(A)成分,从反应性良好的观点出发,优选1分子中含有1个以上乙烯基的物质,更优选1分子中含有2个以上乙烯基的物质。此外,从储存稳定性容易变得良好的观点出发,优选1分子中含有6个以下乙烯基,更优选1分子中含有4个以下乙烯基。
作为(A)成分,从力学耐热性高、原料液的拉丝性少且成型性、可操作性良好、与(E)成分和(F)成分等粉体容易均匀混合以及固化性树脂组合物形成为片状时的成型性良好的观点出发,优选分子量小于900的物质,更优选小于700的物质,进一步优选小于500的物质。
作为(A)成分,为了实现与其他成分的均匀混合和获得良好的操作性,优选在23℃时的粘度低于1000泊的物质,更优选低于300泊的物质,进一步优选低于30泊的物质。其粘度可以通过E型粘度计进行测定。
作为(A)成分,从耐光性更高的观点出发,优选具有酚羟基和/或酚羟基衍生物的化合物含量少的物质,优选不含具有酚羟基和/或酚羟基衍生物的化合物的物质。本发明中的酚羟基表示直接键合到苯环、萘环、蒽环等所例示的芳香烃核上的羟基,酚羟基衍生物表示上述酚羟基的氢原子被甲基、乙基等烷基,乙烯基、烯丙基等烯基,乙酰氧基等酰基等取代的基团。
此外,特别地,从耐光性良好的观点出发,优选芳环在(A)成分中的成分重量比为50重量%以下的物质,更优选40重量%以下的物质,进一步优选30重量%以下的物质。最优选不含芳烃环的物质。
从所得固化物的着色少、耐光性高的观点出发,作为(A)成分,优选乙烯基环己烯、双环戊二烯、乙烯基降冰片烯、三烯丙基异氰脲酸酯、2,2-双(4-羟基环己基)丙烷的二烯丙基醚、1,2,4-三乙烯基环己烷,特别优选三烯丙基异氰脲酸酯、2,2-双(4-羟基环己基)丙烷的二烯丙基醚、1,2,4-三乙烯基环己烷。
((A)成分的优选结构1)
作为(A)成分,从耐热性和耐光性特别高的观点出发,优选下述通式(III)所表示的化合物,
[化学式18]
(式中R1表示碳原子数为1~50的一价有机基团,各R1可以不同,也可以相同。)。
作为上述通式(III)中的R1,从所得固化物的耐热性能够变得更高的观点出发,优选碳原子数为1~20的一价有机基团,更优选碳原子数为1~10的一价有机基团,进一步优选碳原子数为1~4的一价有机基团。作为这些优选R1的例子,可以列举:甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、苄基、苯乙基、乙烯基、烯丙基、缩水甘油基、
[化学式19]
(式中,n为4~19的数),
(式中,n为2~18的数),
(式中,n为0~17的数),
(式中,n为0~19的数),
等。
作为上述通式(III)中的R1,从封装材料与引线框架或密封剂的粘接性良好,或所得封装材料的力学强度能够变高的观点出发,优选3个R1中的至少1个为含一个以上环氧基的碳原子数为1~50的一价有机基团,更优选含1个以上
[化学式20]
所示的环氧基的碳原子数为1~50的一价有机基团。作为这些优选R1的例子,可以列举缩水甘油基、
[化学式21]
(式中,n为2~18的数),
等。
作为上述通式(III)中的R1,从所得固化物的耐热性能够变得良好的观点出发,优选含有2个以下的氧原子且构成元素中仅含C、H、O的碳原子数为1~50的一价有机基团,更优选碳原子数为1~50的一价烃基。作为这些优选R1的例子,可以列举:甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、苄基、苯乙基、乙烯基、烯丙基、缩水甘油基、
[化学式22]
(式中,n为4~49的数),
(式中,n为2~48的数),
(式中,n为0~47的数),
(式中,n为0~49的数),
等。
作为上述通式(III)中的R1,从反应性变得良好的观点出发,优选3个R1中的至少1个为含有1个以上
[化学式23]
所表示的基团的碳原子数为1~50的一价有机基团,更优选含有1个以上下述通式(IV)
[化学式24]
(式中,R2表示氢原子或甲基。)所表示的基团的碳原子数为1~50的一价有机基团,进一步优选3个R1中的至少2个为下述通式(V)
[化学式25]
(式中,R3表示直接键合或碳原子数为1~48的二价有机基团,R4表示氢原子或甲基。)所表示的有机化合物(多个R3和R4可以各自不同,也可以相同)。
上述通式(V)中的R3为直接键合或碳原子数为1~48的二价有机基团,但从所得封装材料的耐热性能够变得更高的观点出发,优选为直接键合或碳原子数为1~20的二价有机基团,更优选为直接键合或碳原子数为1~10的二价有机基团,进一步优选为直接键合或碳原子数为1~4的二价有机基团。作为这些优选R3的例子,可以列举
[化学式26]
(式中,n为1~17的数),
(式中,n为0~16的数),
(式中,n为0~16的数),
(式中,n为0~16的数),
等。
作为上述通式(V)中的R3,从所得封装材料的耐热性能够变得更好的观点出发,优选为直接键合或含2个以下氧原子且构成元素中仅含C、H、O的碳原子数为1~48的二价有机基团,更优选直接键合或碳原子数为1~48的二价烃基。作为这些优选R3的例子,可以列举:
[化学式27]
(式中,n为1~47的数),
(式中,n为0~46的数),
(式中,n为0~46的数),
上述通式(V)中的R4为氢原子或甲基,但从反应性良好的观点出发,优选氢原子。
但是,即使是在上述通式(III)所表示的有机化合物的优选例子中,也必须在1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键。从能够进一步提高耐热性的观点出发,更优选1分子内含有3个以上与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物。
作为上述通式(III)所表示的有机化合物的优选具体例子,可以列举:三烯丙基异氰脲酸酯、
[化学式28]
等。
((A)成分的优选结构2)
此外,从与(B)成分具有良好的相容性以及(A)成分的挥发性变低、难以产生从所得封装材料中释放出气体的问题的观点出发,作为(A)成分的例子,还优选选自上述1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物中的1种以上的化合物与具有SiH基的化合物(β)的反应物。
((β)成分)
(β)成分为具有SiH基的化合物,其例子也包括具有SiH基的链状和/或环状聚有机硅氧烷。
具体可以列举例如:
[化学式29]
[化学式30]
在此,从与1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物的相容性容易变好的观点出发,优选下述通式(VI)
[化学式31]
(式中,R1表示碳原子数为1~6的有机基团,n表示3~10的数。)所表示的1分子内至少含有3个SiH基的环状聚有机硅氧烷。
通式(VI)所表示的化合物中的取代基R1优选不含C、H、O以外的构成元素,更优选为烃基,进一步优选为甲基。
从获得的容易程度等考虑,优选为1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷。
作为(β)成分的其他例子,可以列举双二甲基甲硅烷基苯等具有SiH基的化合物。
上述各种(β)成分可以单独使用或将2种以上混合使用。
(1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物与(β)成分的反应)
下面,采用1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物和(β)成分之间进行的氢化硅烷化反应所得的化合物作为本发明的(A)成分时,对1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物和(β)成分之间的氢化硅烷化反应进行说明。
此外,如果1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物与(β)成分进行氢化硅烷化反应,则有时能够获得含本发明的(A)成分的多种化合物的混合物,可以不将(A)成分从中分离而直接使用该混合物制备本发明的固化性树脂组合物。
使1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物与(β)成分进行氢化硅烷化反应时,1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物与(β)成分的混合比例并无特别限定,但从可以抑制反应中的凝胶化的观点出发,一般优选混合的1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物中的与SiH基具有反应性的碳-碳双键的总数(X)、与混合的(β)成分中的SiH基的总数(Y)之比X/Y≧2,更优选X/Y≧3。此外,从(A)成分和(B)成分的相容性容易变好的观点出发,优选10≧X/Y,更优选5≧X/Y。
在使1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物与(β)成分进行氢化硅烷化反应时,可以使用适宜的催化剂。作为催化剂,可以使用例如下述物质。可以列举:铂单质,将固体铂负载在氧化铝、二氧化硅、碳黑等载体上的催化剂,氯铂酸,氯铂酸与醇、醛、酮等的络合物,铂-烯烃络合物(例如,Pt(CH2=CH2)2(PPh3)2、Pt(CH2=CH2)2Cl2),铂-乙烯基硅氧烷络合物(例如,Pt(ViMe2SiOSiMe2Vi)n、Pt[(MeViSiO)4]m),铂-膦络合物(例如,Pt(PPh3)4、Pt(PBu3)4),铂-亚磷酸酯络合物(例如,Pt[P(OPh)3]4、Pt[P(OBu)3]4)(式中,Me表示甲基,Bu表示丁基,Vi表示乙烯基,Ph表示苯基,n、m表示整数。),二羰基二氯铂,Karstedt(Karstedt)催化剂,在Ashby(Ashby)的美国专利第3159601号和第3159662号说明书中记载的铂-烃复合物,以及Lamoreaux(Lamoreaux)的美国专利第3220972号说明书中记载的铂醇盐催化剂。进一步,在Modic(Modic)的美国专利第3516946号说明书中记载的氯化铂-烯烃复合物也适用于本发明。
此外,作为铂化合物以外的催化剂的例子,可以列举:RhCl(PPh)3、RhCl3、RhAl2O3、RuCl3、IrCl3、FeCl3、AlCl3、PdCl2·2H2O、NiCl2、TiCl4等。
其中,从催化活性的观点出发,优选氯铂酸、铂-烯烃络合物、铂-乙烯基硅氧烷络合物等。此外,这些催化剂可以单独使用,也可以2种以上并用。
催化剂的添加量并无特别限定,但为了具有充分的固化性且将固化性树脂组合物的成本控制在较低水平,相对于(β)成分的SiH基1mol,添加量的下限优选为10-8mol,更优选为10-6mol,相对于(β)成分的SiH基1mol,添加量的上限优选为10-1mol,更优选为10-2mol。
此外,可以在上述催化剂中并用助催化剂,作为助催化剂的例子,可以列举:三苯基膦等膦类化合物,马来酸二甲酯等1,2-二酯类化合物,2-羟基-2-甲基-1-丁炔等炔醇类化合物,单质硫等硫类化合物,三乙胺等胺类化合物等。助催化剂的添加量并无特别限定,但相对于氢化硅烷化催化剂1mol,添加量的下限优选为10-2mol,更优选为10-1mol,添加量的上限优选为102mol,更优选为10mol。
在反应时,作为1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物、(β)成分和催化剂的混合方法,可以采用各种方法,但优选将催化剂混合到1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物中,并将所得的混合物混合到(β)成分中的方法。如果采用将催化剂混合到1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物和(β)成分的混合物中的方法,则难以控制反应。在采用将1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物混合到(β)成分和催化剂的混合物中的方法时,由于在催化剂的存在下,(β)成分对混入的水分有反应性,因此有时会发生变质。
作为反应温度,可以设定为各种温度,但在该情况下温度范围的下限优选为30℃,更优选为50℃,优选温度范围的上限为200℃,更优选为150℃。如果反应温度低,则为了充分反应,反应时间将变长,如果反应温度高,则不实用。反应可以在一定温度下进行,也可以根据需要多步或连续地改变温度。
反应时间、反应时的压力也可以根据需要设定为各种时间和压力。
进行氢化硅烷化反应时,可以使用溶剂。可以使用的溶剂只要是不阻碍氢化硅烷化反应即可,并无特别限定,具体举例则可以优选使用苯、甲苯、己烷、庚烷等烃类溶剂,四氢呋喃、1,4-二氧六环、1,3-二氧戊环、二***等醚类溶剂,丙酮、甲乙酮等酮类溶剂,氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷等卤素类溶剂。溶剂可以作为2种以上的混合溶剂使用。作为溶剂,优选甲苯、四氢呋喃、1,3-二氧戊环、氯仿。使用的溶剂量可以适当设定。
此外,出于控制反应性的目的等,可以使用各种添加剂。
在使1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物与(β)成分反应后,可以除去溶剂和/或未反应的1分子中至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物和/或(β)成分。通过除去这些挥发性成分,可以使获得的(A)成分不含有挥发性成分,因此,在与(B)成分固化时,不易产生因挥发性成分的挥发而导致的孔洞、裂纹的问题。作为除去方法,可以列举例如,减压脱挥,采用活性碳、硅酸铝、二氧化硅凝胶等进行处理等。减压脱挥的情况下,优选在低温下进行处理。在该情况下,温度的上限优选为100℃,更优选为60℃。如果在高温下进行处理,则容易同时发生粘度增加等变质现象。
作为上述1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物与(β)成分的反应物的(A)成分的例子,可以列举:双酚A二烯丙基醚和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,乙烯基环己烯和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,二乙烯基苯和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,双环戊二烯和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,三烯丙基异氰脲酸酯和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,二烯丙基单缩水甘油基异氰脲酸酯和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,乙烯基降冰片烯和双二甲基甲硅烷基苯的反应物等。
((A)成分的其他反应性基团)
作为(A)成分,可以具有其他反应性基团。作为该情况下的反应性基团,可以列举:环氧基、氨基、自由基聚合性不饱和基团、羧基、异氰脲酸酯基、羟基、烷氧基甲硅烷基等。在具有这些官能团时,所得固化性树脂组合物的粘接性容易变高,所得固化物的强度容易变高。从粘接性能够变得更高的观点出发,这些官能团中优选环氧基。此外,从所得固化物的耐热性容易变高的观点出发,优选平均1分子内具有1个以上的反应性基团。
((A)成分的混合)
(A)成分可以单独使用或将2种以上混合使用。
((B)成分)
(B)成分为1分子内至少含有2个SiH基的化合物。
对于(B)成分,只要是1分子内至少含有2个SiH基的化合物即可,并无特别限定,例如,可以使用国际公开WO96/15194记载的化合物中的1分子内至少含有2个SiH基的物质等。
其中,从获得的容易程度的观点出发,优选1分子内至少含有2个SiH基的链状和/或环状有机聚硅氧烷,从对(A)成分的相容性良好的观点出发,进一步优选下述通式(VI)
[化学式32]
(式中,R1表示碳原子数为1~6的有机基团,n表示3~10的数。)所表示的1分子内至少含有2个SiH基的环状有机聚硅氧烷。
通式(VI)所表示的化合物中的取代基R1,优选由C、H、O构成的基团,更优选为烃基,进一步优选为甲基。
作为通式(VI)所表示的化合物,从获得的容易程度的观点出发,优选为1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷。
(B)成分的分子量并无特别限定,可以适当地使用任意分子量的物质,但从更容易表现出流动性、容易与(E)成分和(F)成分等粉体均匀混合的观点出发,优选使用低分子量的物质。在这种情况下,分子量的下限优选为50,分子量的上限优选为100000,更优选为1000,进一步优选为700。
作为(B)成分,为了使其容易与其他成分,特别是(E)成分和(F)成分等粉体均匀混合,更具体而言,不需要为了均匀混合而加热到熔点以上使其成为液态,优选在23℃时为液体,作为其粘度,优选在23℃时为50Pa秒以下的物质,更优选为20Pa秒以下的物质,进一步优选5Pa秒以下的物质。粘度可以通过E型粘度计进行测定。
(B)成分可以单独使用或将2种以上混合使用。
((B)成分的优选结构)
从对(A)成分有良好相容性、以及能够降低(B)成分的挥发性从而不易产生从固化性树脂组合物中释放出气体的问题的观点出发,(B)成分优选为将1分子内含有1个以上与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物(α)和1分子内至少含有2个SiH基的化合物(β)进行反应而能够获得的化合物。
((α)成分)
在此,(α)成分可以使用与上述作为(A)成分的1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物相同的物质(α1)。如果使用(α1)成分,则所得固化物的交联密度变高,容易成为力学强度高的固化物。
此外,也可以使用1分子内含有1个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物(α2)。如果使用(α2)成分,则所得固化物容易变为低弹性。
((α2)成分)
作为(α2)成分,只要是1分子内含有1个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机化合物即可,并无特别限定,但从(B)成分对(A)成分的相容性变好的观点出发,更优选不是聚硅氧烷-有机嵌段共聚物或聚硅氧烷-有机接枝共聚物那样的含有硅氧烷单元(Si-O-Si)的化合物,而是构成元素中仅含C、H、N、O、S和卤素的化合物。
(α2)成分中,与SiH基具有反应性的碳-碳双键的键合位置并无特别限定,可以存在于分子内的任何位置。
(α2)成分的化合物可以分为聚合物类化合物和单体类化合物。
作为聚合物类化合物,可以使用例如:聚硅氧烷类、聚醚类、聚酯类、聚芳酯类、聚碳酸酯类、饱和烃类、不饱和烃类、聚丙烯酸酯类、聚酰胺类、酚醛类(酚醛树脂类)、聚酰亚胺类化合物。
此外,作为单体类化合物,可以列举例如:酚类、双酚类、苯、萘等芳香烃类;直链类、脂环类等脂肪烃类;多环类化合物,有机硅类化合物和上述化合物的混合物等。
作为(α2)成分中与SiH基具有反应性的碳-碳双键,并无特别限定,但从反应性的观点出发,优选为下述通式(I)
[化学式33]
(式中,R1表示氢原子或甲基。)所示的基团。此外,从原料获得的容易程度的观点出发,特别优选
[化学式34]
所示的基团。
作为(α2)成分中与SiH基具有反应性的碳-碳双键,从固化物的耐热性高的观点出发,优选为下述通式(II)
[化学式35]
(式中,R2表示氢原子或甲基。)所示的脂环族基团。此外,从原料获得的容易程度的观点出发,特别优选
[化学式36]
所示的脂环族基团。
与SiH基具有反应性的碳-碳双键可以直接键合到(α2)成分的骨架部分上,也可以介由2价以上的取代基共价键合。作为2价以上的取代基,只要是碳原子数为0~10的取代基即可,并无特别限定,但从(B)成分和(A)成分的相容性容易变好的观点出发,优选构成元素中仅含C、H、N、O、S和卤素的基团。作为这些取代基的例子,可以列举
[化学式37]
(n表示1~10的数。)
(n表示0~4的数。)
[化学式38]
(n表示0~4的数。)。
此外,也可以是2个以上这样的2价以上的取代基通过共价键连接而构成1个2价以上的取代基。
作为上述共价键合到骨架部分上的基团的例子,可以列举:乙烯基、烯丙基、甲代烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、2-羟基-3-(烯丙氧基)丙基、2-烯丙基苯基、3-烯丙基苯基、4-烯丙基苯基、2-(烯丙氧基)苯基、3-(烯丙氧基)苯基、4-(烯丙氧基)苯基、2-(烯丙氧基)乙基、2,2-双(烯丙氧基甲基)丁基、3-烯丙氧基-2,2-双(烯丙氧基甲基)丙基、
[化学式39]
(n表示满足5≧n≧2的数。)
(R表示选自-O-,-CH2-,的2价基团。)
(n表示0~4的数。)。
作为(α2)成分的具体例子,可以列举:丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯、出光石油化学公司制造的リニアレン、4,4-二甲基-1-戊烯、2-甲基-1-己烯、2,3,3-三甲基-1-丁烯、2,4,4-三甲基-1-戊烯等链状脂肪烃化合物类,环己烯、甲基环己烯、亚甲基环己烷、降冰片烯、乙叉环己烷、乙烯基环己烷、莰烯、蒈烯、α蒎烯、β蒎烯等环状脂肪烃化合物类,苯乙烯、α甲基苯乙烯、茚、苯乙炔、4-乙炔基甲苯、烯丙基苯、4-苯基-1-丁烯等芳香烃类化合物,烷基烯丙基醚、烯丙基苯基醚等烯丙基醚类,甘油单烯丙基醚、乙二醇单烯丙基醚、4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮等脂肪族化合物类,1,2-二甲氧基-4-烯丙基苯、o-烯丙基苯酚等芳香族化合物类,单烯丙基二苄基异氰脲酸酯、单烯丙基二缩水甘油基异氰脲酸酯等取代异氰脲酸酯类,乙烯基三甲基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三苯基硅烷等有机硅化合物等。进而还可以列举:一侧末端烯丙基化的聚氧乙烯、一侧末端烯丙基化的聚氧丙烯等聚醚类树脂,一侧末端烯丙基化的聚异丁烯等烃类树脂,一侧末端烯丙基化的聚丙烯酸丁酯、一侧末端烯丙基化的聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类树脂等一侧末端具有乙烯基的聚合物或低聚物类等。
(α2)成分的结构可以为线状,也可以为分枝状,分子量并无特别限定,可以使用各种分子量的物质。分子量分布也无特别限定,但从混合物的粘度变低、成型性容易变得良好的观点出发,优选分子量分布为3以下,更优选为2以下,进一步优选为1.5以下。
(α2)成分存在玻璃化转变温度时,对该玻璃化转变温度也无特别限定,可以使用各种玻璃化转变温度的物质,但从获得的固化物容易变得强韧的观点出发,优选玻璃化转变温度为100℃以下的物质,更优选为50℃以下的物质,进一步优选为0℃以下的物质。作为优选树脂的例子,可以列举聚丙烯酸丁酯树脂等。相反,从所得固化物的耐热性变高的观点出发,优选玻璃化转变温度为100℃以上的物质,更优选为120℃以上的物质,进一步优选为150℃以上的物质,最优选为170℃以上的物质。玻璃化转变温度可以是在动态粘弹性测试中,作为tanδ显示最大值时的温度求出。
作为(α2)成分,从所得固化物的耐热性变高的观点出发,优选烃化合物。此时碳原子数的下限优选为7,碳原子数的上限优选为10。
作为(α2)成分,可以具有其他反应性基团。此时作为反应性基团,可以列举:环氧基、氨基、自由基聚合性不饱和基团、羧基、异氰酸酯基、羟基、烷氧基甲硅烷基等。在具有这些官能团的情况下,所得固化性树脂组合物的粘接性容易变高,所得固化物的强度容易变高。从粘接性能够变得更高的观点出发,这些官能团中优选环氧基。此外,从所得固化物的耐热性容易变高的观点出发,优选平均1分子内具有1个以上的反应性基团。具体可以列举:单烯丙基二缩水甘油基异氰脲酸酯、烯丙基缩水甘油醚、烯丙氧基甲基丙烯酸乙酯、烯丙氧基丙烯酸乙酯、乙烯基三甲氧基硅烷等。
作为上述的(α1)成分和/或(α2)成分,可以使用单一物质,也可以将多种物质组合使用。
((β)成分)
(β)成分为1分子内至少含有2个SiH基的化合物,其例子包括链状和/或环状聚有机硅氧烷。
具体可以列举:
[化学式40]
[化学式41]
在此,从与(α)成分的相容性容易变好的观点出发,优选下述通式(VI)
[化学式42]
(式中,R1表示碳原子数为1~6的有机基团,n表示3~10的数。)所表示的1分子内至少含有3个SiH基的环状聚有机硅氧烷。
上述通式(VI)所表示的化合物中的取代基R1,优选为由C、H、O构成的取代基,更优选烃基,进一步优选甲基。
从获得的容易程度等的观点出发,优选为1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷。
作为(β)成分的其他例子,可以列举双二甲基甲硅烷基苯等具有SiH基的化合物。
上述各种(β)成分可以单独使用,或将2种以上混合使用。
((α)成分和(β)成分的反应)
下面,对采用(α)成分和(β)成分进行氢化硅烷化反应可获得的化合物作为本发明的(B)成分时,(α)成分和(β)成分的氢化硅烷化反应进行说明。
此外,如果使(α)成分和(β)成分进行氢化硅烷化反应,则有时可以获得含本发明的(B)成分的多种化合物的混合物,可以不将(B)成分从中分离而直接使用该混合物来制备本发明的固化性树脂组合物。
使(α)成分和(β)成分进行氢化硅烷化反应时,(α)成分和(β)成分的混合比例并无特别限定,但考虑到获得的(B)成分和(A)成分通过氢化硅烷化所形成的固化物的强度,优选(B)成分的SiH基较多,因此,一般优选混合的(α)成分中的与SiH基具有反应性的碳-碳双键的总数(X)、与混合的(β)成分中SiH基的总数(Y)之比Y/X≧2,更优选Y/X≧3。此外,从(B)成分和(A)成分的相容性容易变好的观点出发,优选10≧Y/X,更优选5≧Y/X。
在使(α)成分和(β)成分进行氢化硅烷化反应时,可以使用适宜的催化剂。作为催化剂,例如可以使用下述物质。可以列举:铂单质,将固体铂负载在氧化铝、二氧化硅、碳黑等载体上形成的催化剂,氯铂酸,氯铂酸与醇、醛、酮等的络合物,铂-烯烃络合物(例如,Pt(CH2=CH2)2(PPh3)2、Pt(CH2=CH2)2Cl2),铂-乙烯基硅氧烷络合物(例如,Pt(ViMe2SiOSiMe2Vi)n、Pt[(MeViSiO)4]m),铂-膦络合物(例如,Pt(PPh3)4、Pt(PBu3)4),铂-亚磷酸酯络合物(例如,Pt[P(OPh)3]4、Pt[P(OBu)3]4)(式中,Me表示甲基,Bu表示丁基,Vi表示乙烯基,Ph表示苯基,n、m表示整数。),二羰基二氯铂,Karstedt(Karstedt)催化剂,在Ashby(Ashby)的美国专利第3159601号和第3159662号说明书中记载的铂-烃复合物,以及Lamoreaux(Lamoreaux)的美国专利第3220972号说明书中记载的铂醇盐催化剂。进一步,在Modic(Modic)的美国专利第3516946号说明书中记载的氯化铂-烯烃复合物也适用于本发明。
此外,作为铂化合物以外的催化剂的例子,可以列举:RhCl(PPh)3、RhCl3、RhAl2O3、RuCl3、IrCl3、FeCl3、AlCl3、PdCl2·2H2O、NiCl2、TiCl4等。
其中,从催化活性的观点出发,优选氯铂酸、铂-烯烃络合物、铂-乙烯基硅氧烷络合物等。此外,这些催化剂可以单独使用,也可以2种以上并用。
催化剂的添加量并无特别限定,但为了具有充分的固化性且将固化性树脂组合物的成本控制在较低水平,相对于(β)成分的SiH基1mol,添加量的下限优选为10-8mol,更优选为10-6mol,相对于(β)成分的SiH基1mol,添加量的上限优选为10-1mol,更优选为10-2mol。
此外,可以在上述催化剂中并用助催化剂,作为助催化剂的例子,可以列举:三苯基膦等磷类化合物,马来酸二甲酯等1,2-二酯类化合物,2-羟基-2-甲基-1-丁炔等炔醇类化合物,单质硫等硫类化合物,三乙胺等胺类化合物等。助催化剂的添加量并不特别限定,但相对于氢化硅烷化催化剂1mol,添加量的下限优选为10-2mol,更优选为10-1mol,添加量的上限优选为102mol,更优选为10mol。
作为反应时(α)成分、(β)成分和催化剂的混合方法,可以采用各种方法,但优选将催化剂混合到(α)成分中,并将所得的混合物混合到(β)成分中的方法。如果采用将催化剂混合到(α)成分和(β)成分的混合物中的方法,则难以控制反应。在采用将(α)成分混合到(β)成分和催化剂的混合物中的方法时,由于在催化剂的存在下,(β)成分对混入的水分有反应性,因此有时会发生变质。
作为反应温度,可以设定为各种温度,但在该情况下,温度范围的下限优选为30℃,更优选为50℃,温度范围的上限优选为200℃,更优选为150℃。如果反应温度低,则为了充分反应,反应时间将变长,如果反应温度高,则不实用。反应可以在一定温度下进行,也可以根据需要多步或连续地改变温度。
反应时间、反应时的压力也可以根据需要设定为各种时间和压力。
进行氢化硅烷化反应时,可以使用溶剂。可以使用的溶剂只要不阻碍氢化硅烷化反应即可,并无特别限定,具体举例则可以适宜使用苯、甲苯、己烷、庚烷等烃类溶剂,四氢呋喃、1,4-二氧六环、1,3-二氧戊环、二***等醚类溶剂,丙酮、甲乙酮等酮类溶剂,氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷等卤素类溶剂。溶剂可以作为2种以上物质的混合溶剂使用。作为溶剂,优选苯、甲苯、四氢呋喃、1,3-二氧戊环、氯仿。使用的溶剂量可以适当设定。
此外,出于控制反应性的目的等,可以使用各种添加剂。
在使(α)成分和(β)成分反应后,可以除去溶剂和/或未反应的(α)成分和/或(β)成分。通过除去这些挥发性成分,可以使获得的(B)成分不含有挥发性成分,因此,在与(A)成分固化时,不易产生因挥发性成分的挥发而导致的孔洞、裂纹的问题。作为除去方法,可以列举例如,减压脱挥,通过活性碳、硅酸铝、二氧化硅凝胶等进行处理等。减压脱挥的情况下,优选在低温下进行处理。此时温度的上限优选为100℃,更优选为60℃。如果在高温下进行处理,则容易同时发生粘度增加等变质现象。
作为上述(α)成分与(β)成分的反应物的(B)成分的例子,可以列举:双酚A二烯丙基醚和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,乙烯基环己烯和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,二乙烯基苯和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,双环戊二烯和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,三烯丙基异氰脲酸酯和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,二烯丙基单缩水甘油基异氰脲酸酯和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,烯丙基缩水甘油醚和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,α甲基苯乙烯和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,单烯丙基二缩水甘油基异氰脲酸酯和1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的反应物,乙烯基降冰片烯和双二甲基甲硅烷基苯的反应物等。
((A)成分和(B)成分的混合)
关于(A)成分和(B)成分的组合,可以列举作为(A)成分的例子所列举的物质及其各种混合物/作为(B)成分的例子所列举的物质及其各种混合物的各种组合。
(A)成分和(B)成分的混合比例只要是不失去必要的强度即可,并无特别限定,但对于(B)成分中的SiH的数量(Y)相对于(A)成分中的碳-碳双键的数量(X)的比,优选范围的下限为Y/X≧0.3,更优选Y/X≧0.5,进一步优选Y/X≧0.7,优选范围的上限为3≧Y/X,更优选为2≧Y/X,进一步优选为1.5≧Y/X。偏离优选范围的情况下,有时不能获得充分的强度,或容易热劣化。
((C)成分)
(C)成分为氢化硅烷化催化剂。
作为氢化硅烷化催化剂,只要是对氢化硅烷化反应具有催化活性即可,并无特别限定,可以列举例如:铂单质,将固体铂负载在氧化铝、二氧化硅、碳黑等载体上的催化剂,氯铂酸,氯铂酸与醇、醛、酮等的络合物,铂-烯烃络合物(例如,Pt(CH2=CH2)2(PPh3)2、Pt(CH2=CH2)2Cl2),铂-乙烯基硅氧烷络合物(例如,Pt(ViMe2SiOSiMe2Vi)n、Pt[(MeViSiO)4]m),铂-膦络合物(例如,Pt(PPh3)4、Pt(PBu3)4),铂-亚磷酸酯络合物(例如,Pt[P(OPh)3]4、Pt[P(OBu)3]4)(式中,Me表示甲基,Bu表示丁基,Vi表示乙烯基,Ph表示苯基,n、m表示整数。),二羰基二氯铂,Karstedt(Karstedt)催化剂,在Ashby(Ashby)的美国专利第3159601号和第3159662号说明书中记载的铂-烃复合物,以及Lamoreaux(Lamoreaux)的美国专利第3220972号说明书中记载的铂醇盐催化剂。进一步,在Modic(Modic)的美国专利第3516946号说明书中记载的氯化铂-烯烃复合物也适用于本发明。
此外,作为铂化合物以外的催化剂的例子,可以列举:RhCl(PPh)3、RhCl3、RhAl2O3、RuCl3、IrCl3、FeCl3、AlCl3、PdCl2·2H2O、NiCl2、TiCl4等。
其中,从催化活性的观点出发,优选氯铂酸、铂-烯烃络合物、铂-乙烯基硅氧烷络合物等。此外,这些催化剂可以单独使用,也可以2种以上并用。
催化剂的添加量并无特别限定,但为了具有充分的固化性且将固化性树脂组合物的成本控制在较低水平,相对于(β)成分的SiH基1mol,添加量的下限优选为10-8mol,更优选为10-6mol,相对于(β)成分的SiH基1mol,添加量的上限优选为10-1mol,更优选为10-2mol。
此外,上述催化剂可以并用助催化剂,作为助催化剂的例子,可以列举:三苯基膦等膦类化合物,马来酸二甲酯等1,2-二酯类化合物,2-羟基-2-甲基-1-丁炔等炔醇类化合物,单质硫等硫类化合物,三乙胺等胺类化合物等。助催化剂的添加量并无特别限定,但相对于氢化硅烷化催化剂1mol,添加量的下限优选为10-2mol,更优选为10-1mol,添加量的上限优选为102mol,更优选为10mol。
((D)成分)
本发明的(D)成分为1分子内至少含有1个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的有机硅化合物。通过使用(D)成分,在与(E)成分无机填料混合时,可以成为提供具有更小线膨胀系数的固化物的固化性树脂组合物。
(D)成分的有机硅化合物实质上为其骨架由Si-O-Si键形成的化合物,可以使用直链状、环状、分枝状、具有部分网络的化合物等各种化合物。
该情况下,作为键合到骨架上的取代基,可以列举:甲基、乙基、丙基、辛基等烷基,苯基、2-苯基乙基、2-苯基丙基等芳基,甲氧基、乙氧基、异丙氧基等烷氧基,羟基等基团。其中,从耐热性容易变高的观点出发,优选甲基、苯基、羟基、甲氧基,更优选甲基、苯基。此外,作为含有与SiH基具有反应性的碳-碳双键的取代基,可以列举:乙烯基、烯丙基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酰氧丙基、甲基丙烯酰氧丙基等,其中,从反应性良好的观点出发,优选乙烯基。
作为(D)成分的例子,可以为下式表示的物质。
Rn(CH2=CH)mSiO(4-n-m)/2
(式中,R为选自羟基、甲基或苯基的基团,n、m为满足0≦n<4、0<m≦4、0<n+m≦4的数)
作为(D)成分的例子,可以列举:具有乙烯基作为端基或侧链基团的聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷或其中2种或3种的无规或嵌段共聚物、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷等。作为(D)成分,可以将多种物质混合使用。
其中,从更容易获得本发明的效果的观点出发,优选末端具有乙烯基的直链聚硅氧烷,更优选两末端具有乙烯基的直链聚硅氧烷,进一步优选两末端具有乙烯基的直链聚甲基苯基硅氧烷,作为两末端具有乙烯基的直链聚甲基苯基硅氧烷,特别优选相对于全部取代基,苯基的量为20mol%以上的硅氧烷。
作为(D)成分的分子量,优选重均分子量(Mw)为1000以上,更优选为5000以上,进一步优选为10000以上。分子量高的情况下,获得的固化物容易进一步变为低应力。此外,作为(D)成分的分子量,优选为1000000以下,更优选为100000以下。分子量大的情况下,难以获得和(A)成分的相容性。
作为(D)成分的量,相对于(A)成分和(B)成分的总重量,(D)成分的重量优选为30重量%以上,更优选为50重量%以上,进一步优选为80重量%以上。
对于(A)成分、(B)成分、(D)成分的混合比例,只要是不失去必要的强度即可,并无特别限定,但(B)成分中SiH基的数量(Y)相对于(A)成分和(D)成分中的与SiH基具有反应性的碳-碳双键的数量(X)的比,优选范围的下限为Y/X≧0.3,更优选为Y/X≧0.5,进一步优选为Y/X≧0.7,优选范围的上限为3≧Y/X,更优选为2≧Y/X,进一步优选为1.5≧Y/X。偏离优选范围的情况下,有时不能获得充分的强度,或变得容易热劣化。
(E)成分为无机填料。
(E)成分具有提高所得固化物的强度和硬度、降低线膨胀系数的效果。
作为(E)成分的无机填料,可以使用各种无机填料,可以列举一般作为环氧类等现有封装材料的填充材料使用和/或提出的无机填料等,例如:石英、气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、无水硅酸、熔融二氧化硅、结晶性二氧化硅、超微粉无定形二氧化硅等二氧化硅类无机填料,氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化锌、氮化硅、氮化硼、氮化铝、碳化硅、玻璃纤维、氧化铝纤维、碳纤维、云母、石墨、碳黑、石墨、硅藻土、白土、粘土、滑石、氢氧化铝、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、钛酸钡、钛酸钾、硅酸钙、无机微球、银粉等无机填料。作为无机填料,从不易使半导体元件遭受损害的观点出发,优选为低放射性。
无机填料可以适当地进行表面处理。作为表面处理,可以列举烷基化处理、三甲基甲硅烷化处理、有机硅处理、偶联剂处理等。
作为该情况下的偶联剂的例子,可以列举硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂,只要是分子中分别至少含有1个与有机基团具有反应性的官能团和水解性硅基的化合物即可,并无特别限定。作为与有机基团具有反应性的官能团,从操作性的观点出发,优选为选自环氧基、甲基丙烯基、丙烯基、异氰酸酯基、异氰脲酸酯基、乙烯基、氨基甲酸酯基中的至少1个官能团,从固化性和粘接性的观点出发,特别优选环氧基、甲基丙烯基、丙烯基。作为水解性硅基,从操作性的观点出发,优选烷氧基甲硅烷基,从反应性的观点出发,特别优选甲氧基甲硅烷基、乙氧基甲硅烷基。
作为优选的硅烷偶联剂,可以列举:3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷等具有环氧官能团的烷氧基硅烷类;3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷等具有甲基丙烯酰基或丙烯酰基的烷氧基硅烷类。
此外,还可以列举添加无机填料的方法。可以列举例如:将烷氧基硅烷、酰氧基硅烷、卤代硅烷等水解性硅烷单体或低聚物或钛、铝等金属的醇盐、酸盐、卤化物等添加到本发明的固化性树脂组合物中,使其在固化性树脂组合物中或固化性树脂组合物的部分反应物中反应,在固化性树脂组合物中生成无机填料的方法。
上述无机填料中,从难以阻碍固化反应、降低线膨胀系数的效果较大、与引线框架的粘接性容易变高的观点出发,优选二氧化硅类无机填料。进一步,从成型性、电特性等物理性能的平衡性良好的观点出发,优选熔融二氧化硅,从封装材料的热传导性容易变高、可以设计出放热性高的封装材料的观点出发,优选结晶性二氧化硅。从放热性容易变得更高的观点出发,优选氧化铝。此外,从封装树脂的光反射率高、所得发光二极管的光提取效率容易变高的观点出发,优选氧化钛。此外,从增强效果高、封装材料的强度容易变高的观点出发,优选玻璃纤维、钛酸钾、硅酸钙。
作为无机填料的平均粒径和粒径分布,并无特别限定,可以使用例如作为环氧类等现有封装材料的填充材料而被使用和/或提出的无机填料等各种无机填料,但通常使用的平均粒径的下限为0.1μm,从流动性容易变得良好的观点出发,优选为0.5μm,通常使用的平均粒径的上限为120μm,从流动性容易变得良好的观点出发,优选为60μm,更优选为15μm。
关于无机填料的比表面积,可以设定为各种比表面积,例如作为环氧类等现有封装材料的填充材料而被使用和/或提出的无机填料。
作为无机填料的形状,可以使用粉碎状、片状、球状、棒状等各种形状的物质。关于长径比,也可以使用各种长径比的物质。从所得固化物的强度容易变高的观点出发,优选长径比为10以上的物质。此外,从树脂各向同性收缩的观点出发,与纤维状相比,优选为粉末状。或者,从即使在高填充量时成型时的流动性也容易变好的观点出发,优选球状物质。
这些无机填料可以单独使用,也可以2种以上并用。
(E)成分的量并无特别限定,但优选(E)成分的总量占固化性树脂组合物整体的70重量%以上,更优选为80重量%以上,进一步优选为90重量%以上。如果(E)成分的量较少,则难以获得强度和硬度变高、降低线膨胀系数的效果。
作为(E)成分的无机填料的混合顺序,可以采用各种方法,但从固化性树脂组合物的中间原料的储存稳定性容易变得良好的观点出发,优选在(A)成分中混合:(C)成分和无机填料的混合物、以及(B)成分。采用在(B)成分中混合(C)成分和/或无机填料,并在获得的混合物中混合(A)成分的方法的情况下,由于在存在和/或不存在(C)成分时,(B)成分与环境中的水分和/或无机填料具有反应性,因此有时在储存过程中发生变质。此外,从作为反应成分的(A)成分、(B)成分、(C)成分良好混合、容易获得稳定的成型物的观点出发,优选将(A)成分、(B)成分、(C)成分混合后的混合物和无机填料混合。
作为(E)成分的无机填料的混合手段,可以使用迄今用于环氧树脂等和/或针对环氧树脂等提出的各种手段。可以列举例如:2辊或3辊机、行星式搅拌脱泡装置、均质机、分散器、行星式混合器等搅拌机,Plastomill等熔融混炼机等。其中,从即使在高填充量时也容易获得无机填料的充分分散性的观点出发,优选3辊机、熔融混炼机。无机填料的混合可以在常温下进行,也可以加热进行。此外,可以在常压下进行,也可以在减压状态下进行。从即使在高填充量时也容易获得无机填料的充分分散的观点出发,优选在加热状态下混合,从提高无机填料表面的涂覆性且容易获得充分分散性的观点出发,优选在减压状态下进行混合。
((F)成分)
本发明的固化性树脂组合物优选含有白色颜料((F)成分)。
(F)成分为白色颜料,具有使所得固化物的光反射率提高的效果。
作为(F)成分,可以使用各种物质,可以列举例如:氧化钛、氧化锌、氧化镁、氧化锑、氧化锆、氧化锶、氧化铌、氮化硼、钛酸钡、硫化锌、硫酸钡、碳酸镁、中空玻璃粒子等。其中,从操作的容易程度和可获得性、成本的观点出发,优选氧化钛或氧化锌。
作为(F)成分的氧化钛可以使用各种氧化钛,可以是锐钛矿型,也可以是金红石型,但从不具有光催化作用且固化性树脂组合物容易变得稳定的观点出发,优选为金红石型。
作为(F)成分的平均粒径,可以使用各种平均粒径的物质,但从所得固化物的光反射率容易变高,且固化性树脂组合物片变得更硬的观点出发,优选1.0μm以下的物质,更优选0.3μm以下的物质,最优选0.25μm以下的物质。
另一方面,从固化性树脂组合物的流动性高的观点出发,优选为0.05μm以上,更优选为0.1μm以上。
平均粒径可以采用激光衍射散射式粒度分布计进行测定。
作为(F)成分的氧化钛的制造方法,可以使用通过硫酸法、氯法等任意方法制造的物质。
(F)成分可以实施表面处理。
(F)成分进行表面处理时,在(F)成分的表面包覆选自无机化合物、有机化合物中的至少1种。作为无机化合物,可以列举例如:铝化合物、硅化合物、锆化合物、锡化合物、钛化合物、锑化合物等,此外,作为有机化合物,可以列举多元醇、烷基醇胺或其衍生物、有机硅氧烷等有机硅化合物、高级脂肪酸或其金属盐、有机金属化合物等。
在(F)成分的表面包覆无机化合物或有机化合物的情况下,可以采用公知的湿法或干法的方法,例如,可以在将氧化钛进行干法粉碎、淤浆化或湿法粉碎时进行。此外,还可以列举液相法、气相法等各种方法。
其中,由于所得固化物的光反射率高、耐热耐光性变得良好,因此,优选通过有机硅氧烷处理进行处理。此外,含有有机硅氧烷处理的氧化钛时,可以制造出光提取效率高,且即使长期使用光提取效率也不降低的优良的发光二极管,因而优选。
作为上述情况下的有机硅氧烷处理剂,可以使用各种物质。可以列举例如:聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷或上述物质的共聚物等聚硅氧烷类,六甲基环三硅氧烷、七甲基环四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷等环硅氧烷类,三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷等氯硅烷类,3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷等具有环氧官能团的硅烷类,3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷等具有甲基丙烯酰基或丙烯酰基的硅烷类,乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷等具有乙烯基的硅烷类,γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷等巯基硅烷类,γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-[双(β-羟乙基)]氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(β-氨基乙基)氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、N-(三甲氧基甲硅烷基丙基)亚乙基二胺、N-(二甲氧基甲基甲硅烷基异丙基)亚乙基二胺、N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等具有氨基的硅烷类,异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等具有异氰酸酯基的硅烷类,甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷等具有烷基的硅烷类,γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷等其他硅烷类等各种硅烷类的硅烷偶联剂,或六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷等。作为这些表面处理剂,优选为不含碳-碳双键的物质,如果含有碳-碳双键,则耐热性容易下降。此外,可以并用有机硅氧烷以外的表面处理,可以用Al、Zr、Zn等进行处理。
此外,可以采用无机化合物进行表面处理。
关于用无机化合物进行表面处理,并无特别限定,可以使用铝化合物、硅化合物、锆化合物等进行各种表面处理。对于氧化钛,有时为了提高耐久性和与媒介的亲和性,或出于防止粒子形状破坏等目的而采用无机化合物、有机化合物进行表面处理,但认为通过用无机化合物对(F)成分进行表面处理,可以提高与固化性树脂组合物所含成分的亲和性,并且(F)成分对固化性树脂组合物的分散性变好,固化物的强度得到提高。
作为表面处理方法,可以采用各种方法,可以例举湿法、干法、液相法、气相法等各种方法。
作为(F)成分的量,并无特别限定,但优选(F)成分的量占固化性树脂组合物整体的10重量%以上,更优选为15重量%以上,进一步优选为20重量%以上。如果低于10重量%,则有时所得固化物的光反射率降低。
((E)成分和(F)成分)
(E)成分和(F)成分的总量并无特别限定,但优选(E)成分和(F)成分的总量占固化性树脂组合物整体的85重量%以上,更优选为90重量%以上。
如果(E)成分和(F)成分的总量较少,则难以获得提高强度和硬度、或降低线膨胀系数的效果。
作为(F)成分的混合顺序,可以采用各种方法,但优选的方式与已经进行了说明的(E)成分相同。此外,可以同时添加(F)成分和(E)成分。
作为混合(F)成分的手段,可以采用与混合(E)成分的手段相同的手段。
((G)成分)
本发明的固化性树脂组合物最好含有金属皂((G)成分)。
(G)成分是为了改善固化性树脂组合物的脱模性等成型性而添加的。
作为(G)成分,可以列举迄今一直使用的各种金属皂。在此所述的金属皂,一般是指长链脂肪酸和金属离子结合所得的物质,只要是在一分子内同时具有基于脂肪酸的非极性或低极性部分和基于与金属结合的部分的极性部分,就可以使用。作为长链脂肪酸,可以列举碳原子数为1~18的饱和脂肪酸、碳原子数为3~18的不饱和脂肪酸、脂肪族二羧酸等。其中,从可获得性容易且工业实用性高的观点出发,优选碳原子数为1~18的饱和脂肪酸,进一步,从脱模性的效果高的观点出发,更优选碳原子数为6~18的饱和脂肪酸。作为金属离子,除碱金属、碱土类金属之外,可以列举锌、钴、铝、锶等。更具体地例示金属皂,则可以例举:硬脂酸锂、12-羟基硬脂酸锂、月桂酸锂、油酸锂、2-乙基己酸锂、硬脂酸钠、12-羟基硬脂酸钠、月桂酸钠、油酸钠、2-乙基己酸钠、硬脂酸钾、12-羟基硬脂酸钾、月桂酸钾、油酸钾、2-乙基己酸钾、硬脂酸镁、12-羟基硬脂酸镁、月桂酸镁、油酸镁、2-乙基己酸镁、硬脂酸钙、12-羟基硬脂酸钙、月桂酸钙、油酸钙、2-乙基己酸钙、硬脂酸钡、12-羟基硬脂酸钡、月桂酸钡、硬脂酸锌、12-羟基硬脂酸锌、月桂酸锌、油酸锌、2-乙基己酸锌、硬脂酸铅、12-羟基硬脂酸铅、硬脂酸钴、硬脂酸铝、油酸锰、蓖麻酸钡等。这些金属皂中,从可获得性容易、安全性高且工业实用性高的观点出发,优选硬脂酸金属盐类,特别地从经济性的观点出发,最优选为选自硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌中的1个以上的物质。
作为该金属皂的添加量,并无特别限定,优选量的下限为相对于固化性树脂组合物整体100重量份为0.01重量份,更优选为0.025重量份,进一步优选为0.05重量份,优选量的上限相对于固化性树脂组合物整体100重量份为5重量份,更优选为4重量份。添加量过多的情况下,有时会导致固化物的物性降低,如果添加量过少,则有时不能获得模具脱模性。
(添加剂)
本发明的固化性树脂组合物中可以添加各种添加剂。
(固化延迟剂)
出于改善本发明固化性树脂组合物的保存稳定性或调整制备过程中氢化硅烷化反应的反应性的目的,可以使用固化延迟剂。作为固化延迟剂,可以列举含有脂肪族不饱和键的化合物、有机膦化合物、有机硫化合物、含氮化合物、锡类化合物、有机过氧化物等,也可以将上述物质并用。
作为含有脂肪族不饱和键的化合物,可以例示:3-羟基-3-甲基-1-丁炔、3-羟基-3-苯基-1-丁炔、1-乙炔基-1-环己醇等炔丙醇类、烯-炔化合物类、马来酸二甲酯等马来酸酯类等。作为有机膦化合物,可以例示三有机膦类,二有机膦类,有机膦类,三有机亚磷酸酯类等。作为有机硫化合物,可以例示有机硫醇类,二有机硫化物类,硫化氢,苯并噻唑、噻唑、苯并噻唑二硫化物等。作为含氮化合物,可以例示氨、伯~叔烷基胺类、芳基胺类、尿素、肼等。作为锡类化合物,可以例示卤化亚锡的二水合物,羧酸亚锡等。作为有机过氧化物,可以例示二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、苯甲酰基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯等。
这些固化延迟剂中,从延迟活性良好、原料获得容易的观点出发,优选苯并噻唑、噻唑、马来酸二甲酯、3-羟基-3-甲基-1-丁炔、1-乙炔基-1-环己醇。
固化延迟剂的添加量可以设定为各种添加量,但相对于1mol使用的氢化硅烷化催化剂,添加量的下限优选为10-1mol,更优选为1mol,添加量的上限优选为103mol,更优选为50mol。
此外,这些固化延迟剂可以单独使用,也可以2种以上并用。
(粘接性改良剂)
本发明的固化性树脂组合物中,可以添加粘接性改良剂。作为粘接性改良剂,除了一般使用的粘接剂以外,还可以列举例如各种偶联剂、环氧化合物、酚醛树脂、香豆酮-茚树脂、松香酯树脂、萜烯-酚醛树脂、α-甲基苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、聚乙基甲基苯乙烯、芳族多异氰酸酯等。
作为偶联剂,可以列举例如硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂等。
偶联剂的例子和优选例子与上述相同。
作为偶联剂的添加量,可以设定为各种添加量,但相对于[(A)成分+(B)成分]100重量份,添加量的下限优选为0.1重量份,更优选为0.5重量份,添加量的上限优选为50重量份,更优选为25重量份。如果添加量较少,则不表现出改善粘接性的效果,如果添加量较多,则有时会对固化物的物性产生不良影响。
作为环氧化合物,可以列举例如:线性酚醛型环氧树脂、双酚型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、双酚F二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、2,2’-双(4-缩水甘油氧基环己基)丙烷、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、二氧化乙烯基环己烯、2-(3,4-环氧环己基)-5,5-螺-(3,4-环氧环己基)-1,3-二氧六环、双(3,4-环氧环己基)己二酸酯、1,2-环丙烷二羧酸二缩水甘油酯、三缩水甘油基异氰脲酸酯、单烯丙基二缩水甘油基异氰脲酸酯、二烯丙基单缩水甘油基异氰脲酸酯等。
作为环氧化合物的添加量,可以设定为各种添加量,相对于[(A)成分+(B)成分]100重量份,添加量的下限优选为1重量份,更优选为3重量份,添加量的上限优选为50重量份,更优选为25重量份。如果添加量较少,则不表现出改善粘接性的效果,如果添加量较多,则有时会对固化物的物理性能产生不良影响。
此外,这些偶联剂、硅烷偶联剂、环氧化合物等可以单独使用,也可以2种以上并用。
此外,本发明中,为了提高偶联剂或环氧化合物的效果,可以进一步使用硅醇缩合催化剂,从而能够提高粘接性和/或稳定化。作为这种硅醇缩合催化剂,并无特别限定,但优选硼类化合物和/或铝类化合物和/或钛类化合物。作为构成硅醇缩合催化剂的铝类化合物,可以列举:三异丙醇铝、仲丁氧基二异丙氧基铝、三仲丁醇铝等铝醇盐类;乙酰乙酸乙酯二异丙氧基铝,三(乙酰乙酸乙酯)铝,铝螯合物M(川研FineChemical制造,乙酰乙酸烷基酯二异丙氧基铝),三(乙酰丙酮)铝,铝单乙酰丙酮双(乙酰乙酸乙酯)等铝螯合物类等,从操作性的观点出发,更优选铝螯合物类。作为构成硅醇缩合催化剂的钛类化合物,可以例示:四异丙氧基钛、四丁氧基钛等四烷氧基钛类;四乙酰丙酮钛等钛螯合物类;具有氧乙酸或乙二醇等残基的常规的钛酸酯偶联剂。
作为构成硅醇缩合催化剂的硼类化合物,可以列举硼酸酯。作为硼酸酯,可以适宜地使用下述通式(VII)、(VIII)所示的物质。
[化学式43]
B(OR1)3(VII)
[化学式44]
B(OCOR1)3(VIII)
(式中,R1表示碳原子数为1~48的有机基团。)
作为硼酸酯的具体例子,可以适适宜地使用:硼酸三-2-乙基己酯、硼酸三正十八烷基酯、硼酸三正辛酯、硼酸三苯酯、三亚甲基硼酸酯、三(三甲基甲硅烷基)硼酸酯、硼酸三正丁酯、硼酸三仲丁酯、硼酸三叔丁酯、硼酸三异丙酯、硼酸三正丙酯、硼酸三烯丙酯、硼酸三乙酯、硼酸三甲酯、硼甲氧基乙醇化物(ほう素メトキシエトキシド)。
这些硼酸酯可以仅使用1种,也可以将2种以上混合使用。混合可以预先进行,或可以在制备固化物时进行混合。
这些硼酸酯中,从可以容易获得且工业实用性高的观点出发,优选硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三正丁酯,其中更优选硼酸三甲酯。
从可以抑制固化时的挥发性的观点出发,优选硼酸三正十八烷基酯、硼酸三正辛酯、硼酸三苯酯、三亚甲基硼酸酯、三(三甲基甲硅烷基)硼酸酯、硼酸三正丁酯、硼酸三仲丁酯、硼酸三叔丁酯、硼酸三异丙酯、硼酸三正丙酯、硼酸三烯丙酯、硼甲氧基乙醇化物,其中更优选硼酸三正十八烷基酯、硼酸三叔丁酯、硼酸三苯酯、硼酸三正丁酯。
从抑制挥发性及操作性良好的观点出发,优选硼酸三正丁酯、硼酸三异丙酯、硼酸三正丙酯,其中更优选硼酸三正丁酯。
从高温下的着色性低的观点出发,优选硼酸三甲酯、硼酸三乙酯,其中更优选硼酸三甲酯。
使用硅醇缩合催化剂时的用量可以设定为各种用量,但相对于偶联剂和/或环氧化合物环氧化合物100重量份,添加量的下限优选为0.1重量份,更优选为1重量份,添加量的上限优选为50重量份,更优选为30重量份。如果添加量较少,则不表现出改善粘接性的效果,如果添加量较多,则有时会对固化物的物性产生不良影响。
此外,这些硅醇缩合催化剂可以单独使用,也可以2种以上并用。
此外,本发明中为了进一步提高粘接性的改良效果,可以进一步使用提供硅醇的化合物,从而能够提高粘接性和/或稳定化。作为该提供硅醇的化合物,可以列举例如三苯基硅醇、二苯基二羟基硅烷等硅醇化合物,二苯基二甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷等烷氧基硅烷类等。
使用提供硅醇的化合物时的用量可以设定为各种用量,但相对于偶联剂和/或环氧化合物100重量份,添加量的下限优选为0.1重量份,更优选为1重量份,添加量的上限优选为50重量份,更优选为30重量份。如果添加量较少,则不表现出改善粘接性的效果,如果添加量较多,则有时会对固化物的物理性能产生不良影响。
此外,这些提供硅醇的化合物可以单独使用,也可以2种以上并用。
本发明中,为了提高硅烷偶联剂或环氧化合物的效果,可以使用羧酸类和/或酸酐类,从而能够提高粘接性和/或稳定化。作为这种羧酸类、酸酐类,并不特别限定,可以列举例如:
[化学式45]
(n表示0~30的数。)
2-乙基己酸、环己烷羧酸、环己烷二羧酸、甲基环己烷二羧酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、腐殖酸甲酯、降冰片烯二羧酸、氢化甲基纳迪克酸、马来酸、乙炔二羧酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、苯甲酸、羟基苯甲酸、桂皮酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四甲酸、萘羧酸、萘二羧酸和上述物质的单酸酐或复合酸酐。
这些羧酸类和/或酸酐类中,从具有氢化硅烷化反应性、从固化物中渗出的可能性较少、不易损害所得固化物的物性的观点出发,优选含有与SiH基具有反应性的碳-碳双键的物质。作为优选的羧酸类和/或酸酐类,可以列举例如:
[化学式46]
(n表示0~30的数。)、
四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸和其单酸酐或复合酸酐等。
使用羧酸类和/或酸酐类时的用量可以设定为各种用量,但相对于偶联剂和/或环氧化合物100重量份,添加量的下限优选为0.1重量份,更优选为1重量份,添加量的上限优选为50重量份,更优选为10重量份。如果添加量较少,则不表现出改善粘接性的效果,如果添加量较多,则有时会对固化物的物性产生不良影响。
此外,这些羧酸类和/或酸酐类可以单独使用,也可以2种以上并用。
本发明的固化性树脂组合物中,可以使用上述硅烷化合物。对于硅烷化合物,期待其提高对引线的密合性,有效防止水分从封装材料与引线的界面处浸入。举例说明该硅烷化合物,则可以列举:二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷等。其中特别优选二甲基二甲氧基硅烷。
(热固性树脂的固化物)
热固性树脂可以将固化后的树脂粉碎并以粒子状态混合。将热固性树脂分散使用时,平均粒径可以设定为各种平均粒径,但平均粒径的下限优选为10nm,平均粒径的上限优选为10μm。可以为粒子体系分布,也可以具有单分散或多峰粒径,但从固化性树脂组合物的粘度低、成型性容易变得良好的观点出发,粒径的变异系数优选为10%以下。
(热塑性树脂)
出于改善特性等的目的,可以向本发明的固化性树脂组合物中添加各种热塑性树脂。作为热塑性树脂,可以使用各种物质,可以列举例如:以甲基丙烯酸甲酯的均聚物或甲基丙烯酸甲酯与其他单体的无规、嵌段或接枝聚合物等以聚甲基丙烯酸甲酯类树脂(例如日立化成公司制造的OPTOREZ等)、丙烯酸丁酯的均聚物或丙烯酸丁酯与其他单体的无规、嵌段或接枝聚合物等以聚丙烯酸丁酯类树脂等为代表的丙烯酸类树脂;含有双酚A、3,3,5-三甲基环己叉基双苯酚等单体结构的聚碳酸酯树脂等聚碳酸酯类树脂(例如帝人公司制造的APEC等);降冰片烯衍生物、乙烯基单体等均聚或共聚的树脂,降冰片烯衍生物开环易位聚合的树脂,或其加氢产物等环烯烃类树脂(例如,三井化学公司制造的APEL,日本瑞翁公司制造的ZEONOR,ZEONEX,JSR公司制造的ARTON等),乙烯和马来酰亚胺的共聚物等烯烃-马来酰亚胺类树脂(例如,TOSOH公司制造的TI-PAS等),双酚A、双(4-(2-羟基乙氧基)苯基)芴等双酚类或二乙二醇等二元醇类与对苯二甲酸、间苯二甲酸等苯二甲酸类或脂肪族二元羧酸类缩聚所得的聚酯等聚酯类树脂(例如钟纺公司制造的O-PET等),聚醚砜树脂、聚芳酯树脂、聚乙烯醇缩乙醛树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂,聚苯乙烯树脂,聚酰胺树脂,有机硅树脂,氟树脂等,此外,还可以列举天然橡胶,EPDM等橡胶状树脂,但本发明并不限定于上述树脂。
作为热塑性树脂,其分子中可以具有与SiH基具有反应性的碳-碳双键和/或SiH基。从所得固化物容易变得更强韧的观点出发,优选平均1分子内具有1个以上与SiH基具有反应性的碳-碳双键和/或SiH基。
作为热塑性树脂,可以具有其他交联性基团。作为这种情况下的交联性基团,可以列举:环氧基、氨基、自由基聚合性不饱和基、羧基、异氰酸酯基、羟基、烷氧基甲硅烷基等。从所得固化物的耐热性容易变高的观点出发,优选平均1分子内具有1个以上的交联性基团。
作为热塑性树脂的分子量,并无特别限定,但从(A)成分和(B)成分的相容性容易变得良好的观点出发,优选数均分子量为10000以下,更优选为5000以下。相反,从所得固化物容易变得强韧的观点出发,优选数均分子量为10000以上,更优选为100000以上。对于分子量分布也没有特别限定,但从混合物的粘度变低、成型性容易变得良好的观点出发,优选分子量分布为3以下,更优选为2以下,进一步优选为1.5以下。
作为热塑性树脂的配合量,并无特别限定,用量的下限优选为固化性树脂组合物整体的5重量%,更优选为10重量%,用量的上限优选为固化性树脂组合物中的50重量%,更优选为30重量%。如果添加量较少,则所得固化物容易变脆,如果添加量较多,则耐热性(高温下的弹性模量)容易降低。
作为热塑性树脂,可以使用单一物质,也可以将多种物质组合使用。
热塑性树脂可以溶于(A)成分和/或(B)成分中成为均匀状态而混合,也可以进行粉碎以粒子状态混合,还可以溶于溶剂中混合等而成为分散状态。从所得固化物容易变得更透明的观点出发,优选溶于(A)成分和/或(B)成分中成为均匀状态而混合。在该情况下,可以将热塑性树脂直接溶解于(A)成分和/或(B)成分中,也可以用溶剂混合均匀,并可以随后除去溶剂成为均匀的分散状态和/或混合状态。
将热塑性树脂分散使用的情况下,平均粒径可以设定为各种粒径,但平均粒径的下限优选为10nm,平均粒径的上限优选为10μm。可以具有粒子类分布,也可以具有单分散或多峰粒径分布,从固化性树脂组合物的粘度低、成型性容易变得良好的观点出发,粒径的变异系数优选为10%以下。
(防老化剂)
本发明的固化性树脂组合物中可以添加防老化剂。作为防老化剂,除了受阻酚类等一般使用的防老化剂以外,还可以列举柠檬酸或磷酸、硫类防老化剂等。
作为受阻酚类防老化剂,可以使用各种物质,例如可以使用从CibaSpecialtyChemicals公司获得的IRGANOX1010。
作为硫类防老化剂,可以列举:硫醇类、硫醇盐类、包含硫化羧酸酯类或受阻酚类硫化物类的硫化物类、多硫化物类、二硫代羧酸盐类、硫脲类、硫代磷酸酯类、锍化合物、硫醛类、硫酮类、缩硫醛类、缩硫醇类、单硫代酸类,多硫代酸类,硫代酰胺类,亚砜类等。
此外,这些防老化剂可以单独使用,也可以2种以上并用。
(自由基抑制剂)
本发明的固化性树脂组合物中可以添加自由基抑制剂。作为自由基抑制剂,可以列举例如:2,6-二叔丁基-3-甲基苯酚(BHT)、2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、四(亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯)甲烷等酚类自由基抑制剂和苯基-β-萘胺、α-萘胺、N,N’-仲丁基对苯二胺、吩噻嗪、N,N’-二苯基对苯二胺等胺类自由基抑制剂等。
此外,这些自由基抑制剂可以单独使用,也可以2种以上并用。
(紫外线吸收剂)
本发明的固化性树脂组合物中可以添加紫外线吸收剂。作为紫外线吸收剂,可以列举例如:2(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)苯并***,双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)癸二酸酯等。
此外,这些紫外线吸收剂可以单独使用,也可以2种以上并用。
(溶剂)
本发明的固化性树脂组合物可以溶解在溶剂中使用。可以使用的溶剂并无特别限定,具体举例则可以优选使用:苯、甲苯、己烷、庚烷等烃类溶剂,四氢呋喃、1,4-二氧六环、1,3-二氧戊环、二***等醚类溶剂,丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等酮类溶剂,氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷等卤素类溶剂。
作为溶剂,优选甲苯、四氢呋喃、1,3-二氧戊环、氯仿。
使用的溶剂量可以适当设定,但相对于1g使用的固化性树脂组合物,用量的下限优选为0.1mL,用量的上限优选为10mL。如果用量较少,则难以获得降低粘度等使用溶剂的效果,此外,如果用量较多,则溶剂残留在材料中,容易产生热裂纹等问题,此外,成本方面也变得不利且工业利用价值降低。
这些溶剂可以单独使用,也可以作为2种以上的混合溶剂使用。
(用于制造发光二极管的添加剂)
进一步,本发明的固化性树脂组合物中可以根据需要添加各种用于改善发光二极管特性的添加剂。作为添加剂,可以列举例如:通过吸收来自发光元件的光而发出长波长的荧光,并通过铈激活的钇铝石榴石类荧光体等荧光体,或吸收特定波长的上蓝剂等着色剂,用于使光散射的氧化钛、氧化铝、蜜胺树脂、CTU胍胺树脂、苯并胍胺树脂等散射材料,铝硅酸盐等金属氧化物,氮化铝、氮化硼等金属氮化物等导热性填料等。
用于改善发光二极管特性的添加剂可以均匀地包含在内,也可以在含量方面存在梯度。
(脱模剂)
为了改善成型时的脱模性,本发明的固化性树脂组合物中可以添加各种脱模剂。
作为脱模剂,可以列举已经进行了说明的(G)成分和蜡类等。
作为蜡类,可以列举天然蜡、合成蜡、氧化或非氧化的聚烯烃、聚乙烯蜡等。
此外,在不添加脱模剂也可以获得充分脱模性的情况下,最好不使用脱模剂。
(其他添加剂)
本发明的固化性树脂组合物中,在不损害本发明的目的和效果的范围内,可以添加着色剂、阻燃剂、阻燃助剂、表面活性剂、消泡剂、乳化剂、流平剂、防缩孔剂、锑-铋等离子捕获剂、触变性赋予剂、粘着性赋予剂、保存稳定改良剂、抗臭氧劣化剂、光稳定剂、增粘剂、增塑剂、反应性稀释剂、抗氧剂、热稳定剂、导电性赋予剂、防静电剂、放射线屏蔽剂、成核剂、磷类过氧化物分解剂、润滑剂、颜料、金属钝化剂、导热性赋予剂、物性调整剂等。
(B阶段化)
本发明的固化性树脂组合物可以直接使用各成分和添加剂等的配合物,也可以通过加热等使其部分反应(B阶段化),然后再使用。通过进行B阶段化,可以调整粘度,并可以调整传递成型性。此外,还具有进一步抑制固化收缩的效果。
(固化性树脂组合物性状)
作为本发明的固化性树脂组合物,可以使用上述各种组合的物质,但从通过传递成型等的成型性良好的观点出发,优选在150℃以下的温度下具有流动性的固化性树脂组合物。
对于固化性树脂组合物的固化性,可以进行任意设定,但从可以缩短成型周期的观点出发,优选在120℃时的凝胶化时间为120秒以内,更优选为60秒以内。此外,优选150℃时的凝胶化时间为60秒以内,更优选为30秒以内。此外,优选100℃时的凝胶化时间为180秒以内,更优选为120秒以内。
该情形下的凝胶化时间可以通过下述方式测定。在调整为设定温度的热板上设置厚度为50μm的铝箔,在其上设置100mg的固化性树脂组合物,测定到凝胶化为止的时间,并将其作为凝胶化时间。
在使用固化性树脂组合物的制造工序中,从不易发生因固化性树脂组合物中产生孔洞和从固化性树脂组合物中释放出气体而导致的工序上的问题的观点出发,优选固化过程中的重量减少为5重量%以下,更优选为3重量%以下,进一步优选为1重量%以下。
固化过程中的重量减少可以通过下述方式获得。可以采用热重分析装置,以10℃/分钟的升温速度将10mg的密封剂从室温开始升温到150℃,求出减少的重量占初期重量的比例。
此外,作为电子材料等使用的情况下,从不易引起有机硅污染问题的观点出发,优选在该情况下挥发成分中Si原子的含量为1%以下。
(固化物性状)
从耐热性良好的观点出发,固化性树脂组合物固化所得的固化物的Tg优选为100℃以上,更优选为150℃以上。
在该情况下,Tg可以通过下述方式测定。采用3mm×5mm×30mm的棱柱状试验片,在拉伸模式、测定频率10Hz、偏差0.1%、静/动力比为1.5、升温速度为5℃/分钟的条件下进行动态粘弹性测试(使用IT计测控制公司制造的DVA-200),将tanδ的峰值温度作为Tg。
此外,从不易发生向引线框架等进行离子迁移等的问题和可靠性变高的观点出发,从固化物提取出的离子含量优选低于10ppm,更优选低于5ppm,进一步优选低于1ppm。
在该情况下,提取出的离子含量可以通过下述方式获得。将1g剪切后的固化物与50ml超纯水一起装入特氟龙制的容器(特氟龙为注册商标)中并密闭,在121℃、2大气压、20小时的条件下进行处理。用ICP质量分析法(使用横河analyticalsystems公司制造的HP-4500)对获得的提取液进行分析,并将获得的Na和K的含量值换算为使用的固化物中的浓度而求出。另一方面,采用离子色谱法(使用戴安公司制造的DX-500,柱:AS12-SC)对相同的提取液进行分析,并将获得的Cl和Br的含量值换算为所使用的固化物中的浓度而求出。将如上所得的Na、K、Cl、Br在固化物中的含量相加,作为提取离子含量。
作为固化物的线膨胀系数,并无特别限定,但从对引线框架等金属或陶瓷等的粘接性容易变得良好的观点出发,优选从23℃到150℃的平均线膨胀系数为30ppm以下,更优选为20ppm以下,更优选为10ppm以下。
此外,本发明的固化性树脂组合物固化后,在420nm、440nm、460nm处的光谱反射率为80R%以上,期待在180℃、72小时的耐热试验后,光谱反射率的保持率(耐热试验后的光谱反射率/初期的光谱反射率×100)为90%以上。
固化物的光谱反射率可以通过下述方式测定。
采用微小面分光色差计(日本电色工业公司制造的VSS400),测定在波长400nm~700nm(间隔20nm)处的光谱反射率。在此,各波长处的测定值采用封装材料上表面任意4处(测定面积)的测定值的平均值。
从发光二级管的光提取效率容易变高的观点出发,优选在420~700nm的波长带范围,光谱反射率为75%以上,更优选为80%以上。
此外,耐热试验(例如,在180℃的烘箱中加热72小时的试验)后的光谱反射率相对于初期光谱反射率的保持率通过下述计算式求出。
保持率(%)=(耐热试验后的光谱反射率)/(初期光谱反射率)×100
从作为电子材料使用时的稳定性高的观点出发,保持率优选为80%以上,更优选为85%以上,进一步优选为90%以上。
此外,作为将本发明的固化性树脂组合物固化所获得的成型体,优选其表面对波长470nm的光线的反射率为90%以上,更优选为95%以上,进一步优选为97%以上,特别优选为99%以上。
表面光反射率可以通过下述方式测定。
采用PET膜作为脱模膜,在指定的温度条件下进行加压成型,由此制造无孔洞的0.5mm厚的成型体。根据需要对获得的成型体实施指定的后固化。采用设置了积分球的分光光度计对获得的成型体测定470nm处的全反射,由此可以求出表面光反射率。
(固化性树脂组合物片)
本发明的固化性树脂组合物,在除了(A)~(E)成分以外还至少含有(F)成分的情况下,可以形成固化性树脂组合物片。
具体而言,固化性树脂组合物片含有:(A)成分和(B)成分,所述(A)成分和(B)成分中的至少之一为23℃时的粘度为50Pa秒以下的液体,用于使(A)成分和(B)成分固化的(C)成分,同时含有作为粉体的(E)成分和(F)成分,进一步含有(D)成分。该固化性树脂组合物片因高温下(A)成分和(B)成分的粘度降低而使得固化性树脂组合物整体变得可以流动,如果继续加热,则进行固化反应,能够成型为所期望的形状。
作为成型方法,并无特别限定,可以采用一般用于固化性树脂组合物成型的传递成型或压缩成型等成型方法。采用这些成型方法的情况下,如果作为原料的固化性树脂组合物为糊状或粘土状,则不能保持一定形状,发生互相粘着、成为一体化或变形等,因此,计量、搬运、供给至成型机变得非常困难。另一方面,如果为片状,则计量、搬运、供给至成型机变得容易,还变得能够自动化,生产性得以大幅度地提高。此处所述的片,是指在室温下保持一定的形状,并且其形状基本不随时间变化而变化,而且在相互接触时,也不相互粘着或成为一体的固体。
本发明的片的形状并无特别限定,包括圆柱状、棱柱状、圆盘状、球状等形状,但优选一般用于传递成型的圆柱状。
作为(E)成分和(F)成分占本发明固化性树脂组合物片中的总比例(下文有时称为填充率),优选为70~95重量%。对于填充率中(E)成分和(F)成分的配比并无特别限定,可以自由设定。
如果填充率为70重量%以下,则所得固化物的热膨胀率变大,成型体的尺寸变化成为问题,或者固化性树脂组合物成为硬糊状或粘土状,存在变得不能成片的问题。如果填充率为95重量%以上,则有时高温下的粘度变得过高,成型性下降或所得的片变得过脆。
本发明的固化性树脂组合物中,如果(A)成分和(B)成分中的至少之一在常温下为液体,则在填充率低的情况下,容易成为糊状或粘土状。此时,虽然不能成片,但在高温下的成型性呈容易变得良好的倾向。另一方面,填充率高的情况下,由于产生流动的成分少,因此,容易成为碎片状或粉状。可以通过将其压缩而压成片状,但在高温下缺乏流动性,存在成型性容易降低的倾向。迄今为止,仅仅通过增加填充率而同时实现成片和成型性是困难的。
然而,本发明的固化性树脂组合物中,通过使(E)成分和(F)成分合计的粉体中,12μm以下的粒子所占比例为40体积%以上,可以同时实现成片和成型性。
上述现象的理由推测如下。认为在液体和粒子的混合体系中,液体成分包覆在粒子的表面,包覆了全部粒子后,剩余的液体成分可以赋予变形性。因此,即使填充率相同,小粒子的比例越多,总表面积越大,则包覆所需要的液体成分增加,并变得难以变形。由于液体的粘度随温度升高而显著下降,因此,在高温下,流动性的变化相对于小粒子的比例较小,但由于在低温下,液体的粘度变高,因此,如果小粒子较多,则不能像糊状或粘土状那样地流动,而成为片状或粉状。
换言之,通过增加粒子中小粒子的比例,可以维持固化性树脂组合物在高温下的流动性,同时可以保持常温下的状态。这是由使用常温下为固体的环氧树脂或有机硅类树脂的文献(日本特开2008-112977号公报、日本特开2009-155415号公报),和连粒子的粒度分布也未提及而仅记载了平均粒径的专利文献3所不能想到的。
(半导体的封装材料)
本发明中所述半导体的封装材料,是指为了支撑固定和/或保护半导体元件和/或外部取出电极等而设置的构件。可以是不直接覆盖半导体元件而支撑固定外部取出电极等的材料,或形成发光二极管的反射器等半导体元件的周围或底面的材料。
作为该情况下的半导体元件,可以列举各种元件。可以列举例如:IC、LSI等集成电路,晶体管、二极管、发光二极管等元件,此外,还可以列举CCD等受光元件等。
对于形状并无特别限定,但在半导体的封装材料具有基本上在金属的一面成型有树脂的形状时(MAP型),特别容易获得本发明的效果。
此外,在上述本发明的半导体封装材料不直接包覆半导体元件的情况等下,可以进一步使用密封剂进行密封,例如可以使用迄今一直使用的环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂、脲醛树脂、酰亚胺树脂等密封树脂。此外,可以使用日本特开2002-80733、日本特开2002-88244中提出的包含1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键的脂肪族类有机化合物,1分子内至少含有2个SiH基的化合物及含有氢化硅烷化催化剂的固化性树脂组合物的密封剂,从对封装树脂的粘接性高、透明性高、本发明的封装材料的耐光性高的效果显著的观点出发,优选使用该密封剂。另一方面,也可以不采用树脂密封,而采用玻璃等进行包覆并通过热熔密封进行密封。
此外,在发光二极管或受光元件的情况等下,可以进一步使用透镜,也可以将密封剂成型为透镜形状,使其具有透镜的功能。
(成型方法)
作为本发明所述半导体封装材料的成型方法,可以采用各种方法。可以采用例如注射成型、传递成型、RIM成型、浇铸成型、加压成型、压缩成型等一般用于热塑性树脂或环氧树脂、有机硅树脂等热固性树脂的各种成型方法。其中,从成型周期短、成型性良好的观点出发,优选传递成型。成型条件也可以任意设定,例如成型温度可以为任意温度,但从固化迅速、成型周期短、成型性容易变得良好的观点出发,优选100℃以上,更优选120℃以上,进一步优选150℃以上的温度。通过上述各种方法成型后,可以根据需要任意进行后固化(aftercure)。若进行了后固化,则耐热性容易变高。
成型可以在一定温度下进行,也可以根据需要多步或连续地改变温度。从容易获得无偏差的均匀固化物的观点出发,与在一定温度下进行相比,优选一边多步或连续地使温度上升,一边进行反应。此外,从可以缩短成型周期的观点出发,优选在一定温度下进行。
固化时间也可以设定为各种时间,但从容易获得无偏差的均匀固化物的观点出发,与在高温下短时间内进行反应相比,优选在稍低温下长时间内进行反应。相反,从可以缩短成型周期的观点出发,优选在高温下短时间内进行反应。
成型时的压力也可以根据需要设定为各种压力,可以在常压、高压或减压状态下进行成型。从抑制孔洞产生、改善填充性、根据情况容易除去产生的挥发成分的观点出发,优选在减压状态下进行固化。从可以防止成型体产生裂纹的观点出发,优选在加压状态下进行固化。
(发光二极管的用途)
本发明的半导体可以用于迄今公知的各种用途。具体可以列举:逻辑、存储器等的LSI、各种传感器、受光和发光装置等。此外,半导体为发光二极管的情况下,也可以用于迄今公知的各种用途。具体可以列举:液晶显示装置等的背光、照明、感应光源、车辆用仪表光源、信号灯、显示灯、显示装置、面状发光体的光源、显示器、装饰、各种灯等。
(翘曲)
本发明的固化性树脂组合物在发光二极管用引线框架的一面上成型并作为封装材料时,封装材料的翘曲较好为±1.0mm以下。
该情况下的翘曲根据JISC6481中记载的最大翘曲的测定方法进行测定。将半导体封装材料在一条边的中央处垂直悬挂,将直尺平行于该边贴在该边上。直尺贴在半导体封装材料的凹面上,用金属制直尺以1.0mm为单位测定直尺与半导体封装材料的基材表面之间的最大距离。在半导体封装材料的凹面上成型有树脂时,用金属制直尺以1.0mm为单位测定直尺与成型于半导体封装材料上的树脂表面之间的最大距离,将该值减去树脂厚度所得的值以1.0mm为单位四舍五入。
对其他边也依次进行测定,将最大距离作为翘曲。此外,用于测定翘曲的半导体封装材料采用实施例(成型方法)中所示的半导体封装材料。
实施例
以下示出本发明的实施例和比较例,但是本发明并不限定于以下内容。
(合成例1)
在5L的四口烧瓶中设置搅拌装置、滴液漏斗、冷却管。在该烧瓶中装入甲苯1800g、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷1440g,在120℃的油浴中加热、搅拌。用50分钟滴加三烯丙基异氰脲酸酯200g、甲苯200g和铂乙烯基硅氧烷络合物的二甲苯溶液(含3重量%的铂)1.44ml的混合液。将所得溶液直接加热6小时并搅拌,然后减压蒸馏除去未反应的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷和甲苯。通过1H-NMR进行测定可知,该物质为1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的一部分SiH基与三烯丙基异氰脲酸酯进行了反应并具有下述结构的物质。
[化学式47]
(合成例2)
在2L反应釜中装入甲苯720g、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷240g,用氮气置换气相部分,然后,在加热套于50℃加热、搅拌。用90分钟滴加烯丙基缩水甘油醚171g、甲苯171g和铂乙烯基硅氧烷络合物的二甲苯溶液(含3重量%的铂)0.049g的混合液。滴完后将加热套升温至60℃,反应40分钟,通过1H-NMR确认烯丙基的反应率为95%以上。将三烯丙基异氰脲酸酯17g、甲苯17g的混合液滴完后,将加热套升温至105℃,用30分钟滴加三烯丙基异氰脲酸酯66g、甲苯66g和铂乙烯基硅氧烷络合物的二甲苯溶液(含3重量%的铂)0.033g的混合液。滴完4小时后,用1H-NMR确认烯丙基的反应率为95%以上,并通过冷却终止反应。1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的未反应率为0.8%。减压蒸馏,使未反应的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、甲苯和烯丙基缩水甘油醚的副产物(烯丙基缩水甘油醚的乙烯基内转移物(顺式体和反式体))总计为5000ppm以下,获得无色透明液体。通过1H-NMR进行测定可知,该物质为1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷的一部分SiH基与烯丙基缩水甘油醚和三烯丙基异氰脲酸酯进行了反应的物质,且平均具有以下结构。
[化学式48]
(a+b=3,c+d=3,e+f=3,a+c+e=3.5,b+d+f=5.5)
(配合例1~4)
根据表1中的内容配合各成分,制备组合物A~D。
【表1】
(实施例1~5和比较例1)
根据表2中的内容混合各成分,作为本发明的固化性树脂组合物。
(测定例1)
将固化性树脂组合物在150℃下加压成型,并使获得的成型体在烘箱中在150℃/1小时,180℃/0.5小时的条件下进行后固化。对于该样品,采用热机械分析(TMA)测定线膨胀系数。TMA的测定方法如下。
用金刚石割刀将成型为内尺寸20×20×4.0mm厚的片状样品剪切成20×10×4.0mm,并在20mm的方向,用BRUKER制造的热分析装置TMA4000SA测定在压缩模式下以5℃/分钟的升温速度加热到280℃,保持20分钟,冷却至室温时的尺寸变化。将加热时曲线斜率变化的点作为Tg,并分别求出Tg以下的线膨胀系数α1,Tg以上的线膨胀系数α2。
各成分的数值表示相对重量比例。
各实施例、比较例中,按给定比例称取,使总量为100g,混合均匀,制备固化性组合物。
*Gelest制造,两末端具有乙烯基的直链甲基苯基有机硅(苯基相对于全部取代基的量为22~25摩尔%)
**石原产业(株)制造
***(株)龙森制造
如表2所示,可知采用本发明的固化性树脂组合物,线膨胀系数小。
使用镀银的铜引线框架、通过传递将实施例5制备的固化性树脂组合物成型,获得具有在金属的一个表面上成型了树脂的形状(MAP型)的封装材料。成型在下述条件下进行。
成型温度:170℃
成型时间:180秒
成型压力:7.8~13.7MPa
进一步,在上述成型后,在180℃下进行1小时的固化。
(测定例2)
对于由上述成型获得的固化性树脂组合物的封装材料和比较例2~6的封装材料,采用微小面分光色差计(日本电色工业公司制造的VSS400)测定波长400nm~700nm(间隔20nm)处的光谱反射率。在此,各波长处的测定值采用封装材料上表面的任意4处(测定面积0.1mmΦ)测定值的平均值。此外,由下述计算式求出耐热试验(180℃的烘箱中加热72小时的试验)后的光谱反射率相对于初期光谱反射率的保持率。
保持率(%)=(耐热试验后的光谱反射率)/(初期光谱反射率)×100
光谱反射率的结果示于表3。
实施例5、比较例1和比较例2的初期和180℃的耐热试验后的光谱反射率示于图1和2。
(实施例6~8、比较例7~9)
表4记载了固化性树脂组合物各成分的配合比例。(D)成分、(E)成分和(F)成分中使用的各原料如下。
((D)成分)
PDV2331(Gelest制造,两末端具有乙烯基的二苯基二甲基有机硅)
((E)成分)
球状二氧化硅(龙森制造的MSR-3500,比重为2.2,平均粒径为36.5μm,12μm以下的粒子的比例:19%)
球状二氧化硅(龙森制造的MSR-2212-TN,比重为2.2,平均粒径为24.8μm,12μm以下的粒子的比例:28%)
球状二氧化硅(Admatechs制造的ADMAFINESO-C2,比重为2.2,平均粒径为0.5μm,12μm以下的粒子的比例:100%)
((F)成分)
氧化钛(石原产业制造的TIPAQUEPC-3,金红石型,比重为4.2,氯法,表面有机:Al、Si、聚甲基氢硅氧烷,平均粒径为0.21μm,12μm以下的粒子的比例:100%)
(固化性树脂组合物的配合)
在另行制造的组合物A、B和(D)成分的混合液中,分别少量添加预先混合的(F)成分和(E)成分的混合粉体,并混炼。获得的固化性树脂组合物为糊状的情况下,用搅拌棒进行混炼并使其均匀。在为粘土状的情况下,用圆棒状的工具挤压抻拉后,进行折叠,并再次重复挤压抻拉操作,使其均匀。在为碎片状或粉状的情况下,用研钵研碎使其均匀。
(成片)
制造的固化性树脂组合物为碎片状或粉状的情况下,用包括金属制的杵和臼的制片工具进行压缩,形成片。
固化性树脂组合物中各成分的最终配合比例和树脂性状示于表4。
(成型方法)
在发光二极管用引线框架的一个表面上,成型表4所示的实施例6~8和比较例7~9的固化性树脂组合物,制造了MAP型(半导体的封装材料具有基本上在金属的一面上成型有树脂的形状的类型)发光二极管用封装材料。
准备镀Ag的长50mm、宽55mm、厚0.25mm的Cu制引线框架。成型后的MAP包括15纵列、12横行,总计180个的反射器。各反射器的上表面底面(锥度:15度)、高度0.55mm,沿横向直径距右端0.45mm处纵向设置了宽度0.20mm的包含本发明的固化性树脂组合物固化所得的白色混配物的电极片。各反射器之间的间距在横纵直径方向上均为1.1mm。引线框架和模具只要能够制作满足上述条件的带引线框架的反射器,就无特别限定。成型品的概念图示于图3。
传递成型采用APICYAMADA株式会社制造的G-Linemannualpress进行。锁模力30ton,注入压力8MPa,注入速度3mm/秒。称取白色混配物5.0g,装填入料筒内成型,使其成为圆柱状。成型条件设为150℃、5分钟。成型后,在热风烘箱中在150℃1小时+180℃30分钟的条件下进行后固化(aftercure)。
(翘曲)
根据JISC6481中记载的最大翘曲的测定方法通过下述方法测定翘曲。将半导体封装材料在一条边的中央处垂直悬挂,将直尺贴在半导体封装材料凹面的一侧,使直尺平行于该边,用金属制直尺以1.0mm为单位测定直尺与半导体封装材料的基材表面之间的最大距离。在半导体封装材料的凹面上成型有树脂时,用金属制直尺以1.0mm为单位测定直尺与成型于半导体封装材料上的树脂表面之间的最大距离,将该值减去树脂厚度所得的值以1.0mm为单位四舍五入。对其他边也依次进行测定,将最大距离作为翘曲。测定结果示于表4。
比较实施例和比较例可知,含有(D)成分的情况下,可以获得翘曲为1.0mm以下的半导体封装材料。
(波长470nm处的光反射率)
采用以PET膜为脱模膜、内尺寸为80mm×50mm、厚度为0.5mm的不锈钢(SUS304)制的长方形模板,在150℃/5分钟的条件下对表4的固化性树脂组合物进行加压成型。使制作的长方形板状加压成型体在烘箱中于150℃/1小时、180℃/0.5小时的条件下进行后固化。用设置有积分球的分光光度计(日本分光(株)制造,紫外可见光光度计V-560)测定所获得的成型体在波长470nm处的光反射率。反射率以Labsphere制造的Spectralon板作为标准板进行测定。测定结果示于表4。
(实施例9~11)
表5记载了固化性树脂组合物各成分的配合比例。使用的各原料如下。
((D)成分)
PDV2331(Gelest制造,两末端具有乙烯基的二苯基二甲基有机硅)
((E)成分)
球状二氧化硅(龙森制造的MSR-3500,比重为2.2,平均粒径为36.5μm,12μm以下的粒子的比例:19%)
((F)成分)
氧化钛(石原产业制造的TIPAQUECR-60,金红石型,比重为4.2,氯法,表面处理:铝化合物,平均粒径0.21μm,12μm以下的粒子的比例:100%)
氧化钛(石原产业制造的TIPAQUEPC-3,金红石型,比重为4.2,氯法,表面处理:铝化合物、硅化合物、有机硅化合物,平均粒径0.21μm,12μm以下的粒子的比例:100%)
氧化钛(石原产业制造的TIPAQUEPF690,金红石型,比重为4.2,氯法,表面处理:铝化合物、硅化合物、有机化合物,平均粒径0.21μm,12μm以下的粒子的比例:100%)
最终的(A)(B)(C)(D)(E)(F)成分的比例示于表6。
(固化性树脂组合物的配合)
在另行制造的组合物A、B和(D)成分的混合液中分别少量添加预先混合的(F)成分和(E)成分的混合粉体,并混炼。将获得的固化性树脂组合物用圆棒状的工具挤压抻拉后,进行折叠,并再次重复挤压抻拉操作,使其均匀。在为碎片状或粉状的情况下,用研钵研碎使其均匀。
(制作将固化性树脂组合物热固化后的平板)
采用以PET膜为脱模膜、内尺寸为80mm×50mm、厚度为0.5mm的不锈钢(SUS304)制的长方形模板,在150℃/5分钟的条件下对表5的固化性树脂组合物进行加压成型。使制作的长方形板状加压成型体在烘箱炉中在150℃/1小时、180℃/0.5小时的条件下进行后固化,制作平板。
(强度的测定方法)
从制作的平板上切取试验片,使试验片的长度为50mm以上、80mm以下,宽度为7mm至8mm左右,相对的2边平行。如图4所示,在圆角长方体的金属制支点之间设置试验片,使支点之间形成的形状为长方形。对试验片的宽度和厚度,测定进入支点间的试验片的3处,并将其各自的平均值作为测定结果,测定至0.01mm。由试验片的宽度和厚度算出面积。用StableMicroSystems公司制造的TextureAnalyzerTA.plus,用宽度10mm的玻璃制圆角直角三角形构成的加压楔,对试验片的中央以2.0mm/秒的速度施加载荷,测定试验片折断时的载荷(最大载荷)。取5次测定值的平均值作为测定结果。用最大载荷除以面积算出最大应力。
将测定结果示于表6。可知,采用用铝化合物进行了表面处理的氧化钛的情况下,与用铝化合物和二氧化硅化合物进行表面处理并用有机硅化合物或有机化合物进行了表面处理的氧化钛的情况下相比,最大载荷更大。认为其主要原因是仅用铝化合物进行了表面处理时,作为(D)成分的氧化钛对固化性树脂组合物的分散性良好。
(波长470nm处的光反射率)
采用设置了积分球的分光光度计(日本分光(株)制造,紫外可见光光度计V-560)测定所制作的试验片在波长470nm处的光反射率。反射率以Labsphere制造的Spectralon板作为标准板进行测定。测定结果示于表6。
(实施例12~18)
根据表7、8中的内容混合各成分,形成本发明的固化性树脂组合物。
(测定例1)
在用PET膜(25×30×0.15mm)和聚酰亚胺带包覆的1片SUS304板(冷压延不锈钢钢板:(株)太佑机材制造;25×70×0.15mm)和加工成L字型并具有冲压孔的SUS304板(25×50×0.15mm)之间夹持固化性树脂组合物0.5g,在室温条件下以5MPa加压10秒钟。将其在170℃的热板上,一边施加5kg的重量,一边加压固化5分钟。将获得的固化物成型体在170℃的热板上,一边按压SUS板试样的SUS304板的一端,一边采用推拉力计(DS2-20N:IMADA)以5mm/秒的速度从弯曲成L字的SUS304板上揭下SUS304板,并测定揭下SUS304板时的树脂剥离强度。进一步,观察剥离面的状态,并将树脂自身破环的状态评价为凝集破坏(CF),将树脂和SUS板间干净地剥离时评价为界面剥离(AF)。
【表7】
(1)石原产业(株)制造
(2)(株)龙森制造
(3)Gelest制造,两末端含乙烯基的直链甲基苯基有机硅(苯基相对于全部取代基的量为mol%)
(4)和光纯药(株)制造
如表7所示,使用本发明的固化性树脂组合物,可以获得脱模性优异的材料。
(带有MAP(MoldArrayPackage)状引线框架的反射器的制作)
采用表8中示出的实施例14~18的固化性树脂组合物,按下述方法制作了带有MAP状引线框架的反射器。
准备镀Ag的长50mm、宽55mm、厚0.25mm的Cu制引线框架。成型后的MAP包括15纵列、12横行,总计180个的反射器。各反射器的上表面底面(锥角:15度)、高度0.55mm,沿横向直径距右端0.45mm处纵向设置了宽度0.20mm的包含本发明的固化性树脂组合物固化所得的白色混配物的电极片。各反射器之间的间距在横纵直径方向上均为1.1mm。引线框架和模具如果能够制作满足上述条件的带引线框架的反射器,就无特别限定。该成型品的形状称为3030MAP型。
传递成型采用APICYAMADA株式会社制造的G-Linemannualpress进行。锁模力30ton,注入压力和注入速度设定为表8中示出的值。称取白色混配物5.0g,装填入料筒内,并在模具表面涂布喷涂式氟类脱模剂(DAIKIN工业公司制造:DAIFREE-GA-7500)并成型,使其成为圆柱状。成型条件为170℃/3分钟。成型后,在180℃/1小时的条件下进行后固化。
(6)(株)龙森制造
如表8所示,3030MAP成型时,在添加硬脂酸钙的系列中,可以获得MAP的填充性更优异、几乎无翘曲的优良产品。另一方面,在未添加硬脂酸钙的系列中,填充性差且成型体中观测到翘曲。从而发现:像这样添加(G)成分,不仅使表7所例示的脱模性提高,而且改善了树脂的填充性,有利于降低成形品的翘曲。
(填充率)
填充率由混配树脂的成型部分被完全填充的状态为100%时未填充面积的比例决定。
(翘曲的判定)
MAP品的翘曲定义如下:使成型部分在上,放置在平滑表面上,从正旁边看成型部分的状态为凹时定义为顺翘曲,为凸时定义为反翘曲。翘曲程度是将MAP品置于平滑表面上,用数值表示偏离表面的4边中距离最远的值(mm)。
(实施例19~22)
将表9中记载的成分分别混合,获得本发明的固化性树脂组合物。获得的固化性树脂组合物为糊状的情况下,用搅拌棒混炼并使其均匀。为粘土状的情况下,用圆棒状工具挤压抻拉后,进行折叠,并再次反复进行挤压抻拉操作,使其均匀。为碎片状或粉状的情况下,用研钵研碎使其均匀。
a)堺化学工业公司制造:平均粒径0.6μm
b)三井化学公司制造:平均粒径1μm
c)共立material公司制造:平均粒径0.662μm
(样品制作)
采用以PET膜为脱模膜、内尺寸为80mm×50mm、厚度为0.5mm的不锈钢(SUS304)制的长方形模板,在170℃/3分钟的条件下对表9的固化性树脂组合物进行加压成型。使制作的长方形板状加压成型体在烘箱中在180℃/1小时的条件下进行后固化。将其剪切成50mm×25mm的尺寸,形成评价用样品。
作为耐久试验,采用下述方法进行耐热试验、耐光试验和恒温恒湿试验。此外,耐久试验前,测定样品在波长470nm处的光反射率作为初期反射率。
(耐热试验)
将如上述制作的样品在温度设定为180℃的对流式烘箱内(空气中)放置20小时。然后,测定波长470nm处的光反射率。
(耐光试验:金属)
采用SUGA试验机(株)制造的耐候性试验机(形式M6T)。将如上述制作的样品在黑板温度120℃,放射强度0.53kW/m2、累计放射强度50MJ/m2下进行照射,然后测定波长470nm处的光反射率。
(恒温恒湿试验:85℃/85%RH)
采用NAGANOSCIENCE公司制造的低温恒温恒湿器(LH43-13M)。将如上述制作的样品在温度85℃、85%RH的条件下放置90小时。然后,测定波长470nm处的光反射率。
(波长470nm处的光反射率)
对耐久试验前后的样品,采用设置了积分球的分光光度计(日本分光(株)制造,紫外可见光光度计V-560)测定波长470nm处的光反射率。反射率以Labsphere制造的Spectralon板为标准板进行测定。测定结果示于表9。
Claims (29)
1.固化性树脂组合物,其含有下述物质作为必须成分:
(A)1分子内至少含有2个与SiH基具有反应性的碳-碳双键且构成元素中不含除C、H、N、O、S和卤素以外的元素的有机化合物、或该有机化合物与具有SiH基的化合物的反应物,
(B)1分子内至少含有2个SiH基的化合物,
(C)氢化硅烷化催化剂,
(D)末端具有乙烯基的直链状聚硅氧烷,
(E)无机填料,以及
(F)白色颜料,
(E)成分和(F)成分的总含量为70~95重量%。
2.根据权利要求1所述的固化性树脂组合物,其中,(D)成分的重均分子量为1000以上且1000000以下。
3.根据权利要求1或2所述的固化性树脂组合物,其中,(E)成分为球状二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分的平均粒径为1.0μm以下。
5.根据权利要求1所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分为氧化钛。
6.根据权利要求5所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分为用有机硅氧烷进行了表面处理的氧化钛。
7.根据权利要求5所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分为用无机化合物进行了表面处理的氧化钛。
8.根据权利要求7所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分用铝化合物进行了表面处理。
9.根据权利要求1所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分为选自氧化锌、氧化锆、氧化锶、氧化铌、氮化硼、钛酸钡和硫酸钡中的至少一种。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的固化性树脂组合物,其还含有(G)金属皂。
11.根据权利要求10所述的固化性树脂组合物,其中,(G)成分为硬脂酸金属盐。
12.根据权利要求11所述的固化性树脂组合物,其中,(G)成分为选自硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸铝中的1种以上。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,相对于(A)成分和(B)成分的总重量,(D)成分的重量为30重量%以上。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,(E)成分的总量占固化性树脂组合物整体的70重量%以上。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,(F)成分的含量占固化性树脂组合物整体的10重量%以上。
16.根据权利要求10~15中任一项所述的固化性树脂组合物,其中,(G)成分的含量占固化性树脂组合物整体的0.01~5重量%。
17.根据权利要求1~16中任一项所述的固化性树脂组合物,其固化后在420nm、440nm、460nm处的光谱反射率为80R%以上,在180℃、72小时的耐热试验后,光谱反射率的保持率(耐热试验后的光谱反射率/初期光谱反射率×100)为90%以上。
18.根据权利要求1~17中任一项所述的固化性树脂组合物,其固化所形成的成型体的表面对波长为470nm的光线的反射率为90%以上。
19.根据权利要求1~18中任一项所述的固化性树脂组合物,其成型在发光二极管用引线框架的一面而作为封装材料时,封装材料的翘曲为±1.0mm以下。
20.根据权利要求1~19中任一项所述的固化性树脂组合物,其用于半导体的封装材料。
21.固化性树脂组合物片,其包含权利要求1~20中任一项所述的固化性树脂组合物中的含有(F)白色颜料作为必须成分的固化性树脂组合物,其中,(A)成分和(B)成分的至少之一为在23℃时的粘度为50Pa秒以下的液体,12μm以下的粒子占(E)成分和(F)成分总量的比例为40体积%以上。
22.成型体,其由权利要求1~19中任一项所述的固化性树脂组合物固化而成,且其表面对波长为470nm的光线的反射率为90%以上。
23.半导体封装材料,其使用权利要求20所述的固化性树脂组合物成型而得到。
24.半导体封装材料,其使用权利要求20所述的固化性树脂组合物与金属一体化成型而得到。
25.根据权利要求23或24所述的半导体封装材料,其通过传递模塑将固化性树脂组合物和引线框架一体化成型而得到。
26.根据权利要求23~25中任一项所述的半导体封装材料,其中,半导体封装材料实质上是将树脂成型于金属的一面上而得到的封装材料。
27.半导体封装材料,其使用权利要求20所述的固化性树脂组合物进行传递成型而得到。
28.半导体部件,其使用权利要求23~27中任一项所述的半导体封装材料来制造。
29.发光二极管,其使用权利要求23~27中任一项所述的半导体封装材料来制造。
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