JP5705416B2 - 半導体用硬化性シリコーン組成物及びそれを用いた半導体装置 - Google Patents
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Description
(A)1分子中にアルケニル基を2個以上有するポリオルガノシロキサンと、
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を2個以上有するオルガノシロキサンオリゴマーと、少なくとも1個のアルケニル基を有するイソシアヌレート化合物とのヒドロシリル化反応生成物であって、ケイ素原子に結合した水素原子を有する反応生成物(B1)と、平均組成式:R7 sHtSiO[4−(s+t)]/2(式中、R7は、アルキル基、アリール基、アラルキル基、およびこれらの基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子、シアノ基で置換されている、同一または異なる基である。s、tは、それぞれ正数であり、0.8≦s≦2.2、0.002≦t≦1、0.802≦s+t<3を満足する正数である。)で表される、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を2個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン(B2)とを必須成分として含むポリオルガノハイドロジェンシロキサン、および
(C)ヒドロシリル化反応触媒及び/又はラジカル開始剤を含有し、
前記(B)成分の配合量が、前記(A)成分のアルケニル基1モルに対して、ケイ素原子に結合した水素原子が0.1〜2.0モルとなる量(但し、前記オルガノシロキサンオリゴマーとイソシアヌレートとの反応生成物(B1)の配合量は、ケイ素原子に結合した水素原子が前記(A)成分のアルケニル基1モルに対して0.01〜1.5モルとなる量)であることを特徴としている。
(A)成分はベースポリマーであり、1分子中にアルケニル基を2個以上有するポリオルガノシロキサンを用いる。
(R4 3SiO1/2)a(R5 2SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d
で表される。式中、R4、R5、R6は、独立に置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、R4、R5及びR6のうち少なくとも一つはアルケニル基である。
(B)成分は架橋剤、かつ、接着性付与剤であり、本発明の特徴を付与する成分である。すなわち、半導体装置において、基板上のAgまたはAuを含む金属電極に対する接着性向上に寄与する成分である。
−(CH2)m−X,または式:
−(CH2)p−O−(CH2)q−Y
で表される基である。
次に、上記イソシアヌレート化合物と反応させるSiH基含有シロキサンオリゴマーについて説明する。
R7 sHtSiO[4−(s+t)]/2
で示されるものが用いられる。
本組成物では、ヒドロシリル化反応による硬化機構と、ラジカル反応による硬化機構の2つの硬化機構を用いることができ、ヒドロシリル化反応による硬化機構でも、ラジカル反応による硬化機構でも、これら両者を併用してもよい。2つの硬化機構を併用する場合には、まず、ヒドロシリル化反応による硬化反応が所定温度で進行し、続いて、前記温度よりも高い温度でラジカル反応による硬化反応が進行する。
本発明の半導体用硬化性シリコーン組成物は、上記(A)〜(C)の各成分を基本成分とし、これらに必要に応じて、ヒドロシリル化反応による硬化機構を使用する場合には、ヒドロシリル化反応を抑制する反応抑制剤を添加してもよい。
図2に示すように、幅25mmの長方形状のAgメッキ板11,12の各々の一方を厚さ1mmの硬化性シリコーン組成物13を挟む形で張り合わせ(接着面積:25mm×10mm=250mm2)、150℃で2時間加熱硬化させてテストピースを作製した。このテストピースのそれぞれの端部を図中の矢印方向に、引っ張り試験機(島津製作所製、オートグラフ)で引張速度10mm/分で引っ張り、Agメッキ板11,12表面のせん断接着力を測定した。Auメッキ板についても同様に測定した。
上記せん断接着力を測定した際のAgメッキ板11,12の表面を観察し、凝集破壊(シリコーン部分で破断)した部分の比率を凝集破壊率として測定した。Auメッキ板についても同様に測定した。
(A−1)式:
[(CH3)3SiO1/2]37[(CH2=CH)(CH3)SiO]7(SiO2)56
で表されるビニル基含有シリコーンレジン(Vi基量1.0mmol/g)の50wt%キシレン溶液68重量部(レジン34重量部分)と、(A−2)25℃における粘度が3000mPa・sであり、式:
[(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2][(CH3)2SiO]360[(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2]
で表される両末端にビニル基を含有したポリオルガノシロキサン(Vi基量0.075mmol/g)66重量部を減圧下、150℃で加熱混練してキシレンの除去を行った。冷却後、これに、(B1−1)TAIC(トリアリルイソシアヌレート)と、式:
H(CH3)2SiOSi(CH3)2H
で表されるSiH基含有シロキサンオリゴマーとの反応生成物(SiH基量4.6mmol/g)4.2重量部、(B2)式:
[(CH3)3SiO1/2][H(CH3)SiO]23[(CH3)2SiO]15[(CH3)3SiO1/2]
で表されるポリオルガノハイドロジェンシロキサン(SiH基量8.7mmol/g)2.2重量部、(C−1)ビニルダイマー白金錯体(Pt含有量1.8%)0.03重量部(白金量として5ppm)を添加、混練して、硬化性シリコーン組成物を得た。この組成物の特性を測定し、結果を表1に示した。なお、この組成物を硬化させて成る硬化物は、透明性の高いものであった。
実施例1の(B1−1)を2.5重量部、(B2)を3.1重量部とした以外は、実施例1と同様にして、硬化性シリコーン組成物を得た。この組成物の特性を測定し、結果を表1に示した。なお、この組成物を硬化させて成る硬化物は、透明性の高いものであった。
実施例1の(B1−1)を配合せずに(B1−2)式:
実施例1の(B1−1)を配合せずに(B1−2)を2.0重量部、(B2)を3.1重量部とした以外は、実施例1と同様にして、硬化性シリコーン組成物を得た。この組成物の特性を測定し、結果を表1に示した。
実施例1の(B1−1)を配合せずに(B1−2)を2.0重量部、(B2)を3.1重量部、(C−1)ビニルダイマー白金錯体を配合せずに(C−2)p−メチルベンゾイルパーオキサイド(有機過酸化物)を0.5重量部とした以外は、実施例1と同様にして、硬化性シリコーン組成物を得た。この組成物の特性を測定し、結果を表1に示した。
実施例1の(B1−1)を配合せずに(B1−2)を2.0重量部、(B2)を3.1重量部、(C−1)ビニルダイマー白金錯体0.03重量部と(C−2)有機過酸化物0.5重量部を併用した以外は、実施例1と同様にして、硬化性シリコーン組成物を得た。この組成物の特性を測定し、結果を表1に示した。
実施例1の(B1−1)を配合せずに(B1−3)式:
CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3
で表されるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランとの反応生成物(SiH基量4.0mmol/g)を3.0重量部、(B2)を6.5重量部とした以外は、実施例1と同様にして、硬化性シリコーン組成物を得た。この組成物の特性を測定し、結果を表1に示した。
実施例1の(B1−1)を配合せずに(B1−4)式:
Claims (6)
- (A)1分子中にアルケニル基を2個以上有するポリオルガノシロキサンと、
(B)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を2個以上有するオルガノシロキサンオリゴマーと、少なくとも1個のアルケニル基を有するイソシアヌレート化合物とのヒドロシリル化反応生成物であって、ケイ素原子に結合した水素原子を有する反応生成物(B1)と、平均組成式:R7 sHtSiO[4−(s+t)]/2(式中、R7は、アルキル基、アリール基、アラルキル基、およびこれらの基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子、シアノ基で置換されている、同一または異なる基である。s、tは、それぞれ正数であり、0.8≦s≦2.2、0.002≦t≦1、0.802≦s+t<3を満足する正数である。)で表される、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を2個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン(B2)とを必須成分として含むポリオルガノハイドロジェンシロキサン、および
(C)ヒドロシリル化反応触媒及び/又はラジカル開始剤
を含有し、
前記(B)成分の配合量が、前記(A)成分のアルケニル基1モルに対して、ケイ素原子に結合した水素原子が0.1〜2.0モルとなる量(但し、前記オルガノシロキサンオリゴマーとイソシアヌレートとの反応生成物(B1)の配合量は、ケイ素原子に結合した水素原子が前記(A)成分のアルケニル基1モルに対して0.01〜1.5モルとなる量)であることを特徴とする半導体用硬化性シリコーン組成物。 - 前記オルガノシロキサンオリゴマーのケイ素原子数は、2〜10個であることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体用硬化性シリコーン組成物。
- 前記(C)成分が、ヒドロシリル化反応触媒であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体用硬化性シリコーン組成物。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体用硬化性シリコーン組成物の硬化物で半導体素子を接着及び/又は封止されてなることを特徴とする半導体装置。
- 前記半導体素子を実装した基板上に配置された金属電極が、金または銀を含むことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
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