JP2009292855A - 光半導体封止用重合体およびその製造方法、ならびに光半導体封止用組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記(i)(ii)工程を含む、重量平均分子量が1000〜100000の範囲にある光半導体封止用重合体の製造方法。(i)特定の構造を有するエポキシ基含有アルコキシシラン(A)と、重量平均分子量が1000〜20000の範囲にあるヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン(B)とを塩基性化合物または金属キレート化合物の存在下反応させる工程、(ii)工程(i)で得られた生成物を塩基性化合物または金属キレート化合物の存在下、水と反応させる工程。
【選択図】なし
Description
(i) 下記式(1)
たは置換の1価の炭化水素基を示し、mは1または2、nは2または3である)
で表される少なくとも1種のエポキシ基含有アルコキシシラン(A)と、
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が1000〜20000の範囲にあるヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン(B)とを塩基性化合物および金属キレート化合物から選ばれる少なくとも一種の存在下反応させる工程
(ii)工程(i)で得られた生成物を塩基性化合物、および金属キレート化合物から選ばれる少なくとも一種の存在下、水と反応させる工程
前記光半導体封止用重合体の製造方法の好適な態様として、
前記工程(i)において、エポキシ基含有アルコキシシラン(A)とヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン(B)とを、((A)の量):((B)の量)として、5:1〜1:5(モル比)の割合で反応させ、
前記式(1)中のREがエポキシシクロアルキル基、グリシジル基のうち少なくとも1
つを含有する。
前記光半導体封止用組成物の好適な態様として、前記金属キレート化合物がアルミニウムキレートであり、
シリカ粒子をさらに含有する。
他の発明は、前記硬化体からなる光半導体封止材である。
また他の発明は、下記式(I)で表される構成単位および下記式(II)で表される構成単位を、(式(I)で表される構成単位の量):(式(II)で表される構成単位の量)として、2:4〜2:250(モル比)の割合で含有し、シラノール当量が150〜20000であることを特徴とする光半導体封止用重合体である。
水素基、非置換または置換のアルコキシル基、またはヒドロキシル基を示し、*は重合体への結合部分を示し、mは1または2、lは0,1,または2である。式(II)中、R4
およびR5はそれぞれ独立に非置換または置換の1価の炭化水素基を示す。)
本発明の光半導体封止用重合体の製造方法は、
(i) 下記式(1)
たは置換の1価の炭化水素基を示し、mは1または2、nは2または3である)
で表される少なくとも1種のエポキシ基含有アルコキシシラン(A)と、
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が300〜5000の範囲にあるヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン(B)とを塩基性化合物および金属キレート化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物(以下、「特定化合物」ともいう。)の存在下反応させる工程(以下「工程(i)」ともいう。)(ii)上記工程(i)で得られた生成物を塩基性化合物および金属キレート化合物から選ばれる少なくとも一種(特定化合物)の存在下、水と反応させる工程(以下「工程(ii)」ともいう。)
を含むことを特徴とする。
以下、各工程について説明する。
〔工程(i)〕
〔エポキシ基含有アルコキシシラン〕
エポキシ基含有アルコキシシラン(以下成分(A)ともいう。)は、上記式(1)に示
すように、エポキシ基を含有する有機基と2個または3個のアルコキシ基を有するシラン化合物である。上記式(1)において、REはエポキシ基を含有する有機基であり、たと
えば、γ−グリシドキシプロピル基、並びに3,4−エポキシシクロペンチル基、3,4−エポキシシクロヘキシル基、2−(3,4−エポキシシクロペンチル)エチル基、および2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基等のエポキシシクロアルキル基等の、炭素数5〜20のエポキシ基含有炭化水素基が挙げられる。これらの有機基のうち、後述する工程(ii)時の安定性の点でエポキシシクロアルキル基を含有する有機基が好ましく、エポキシシクロヘキシルエチル基を含有する有機基がより好ましい。R1、R2はそれぞれ独立に非置換または置換の1価の炭化水素基であり、たとえば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基である。
上記エポキシ基含有アルコキシシランのうち、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及び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が好ましく、後述する工程(ii)における安定性の点で、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が特に好ましい。
本発明においては、硬化物の硬度調整のため、エポキシ基含有アルコキシシラン以外のアルコキシシランを適宜加えることができる。例えば、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等を挙げることができる。
ヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン(以下「成分(B)」ともいう。)は、その分子の主鎖および/または側鎖の末端に少なくとも1つ、好ましくは2つ以上のヒドロキシ基を有する。このようなヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサンは、たとえば、ジメチルジアルコキシシランまたはジメチルジクロロシランを加水分解・縮合させることによって製造できる。
本工程は、上記成分(A)と上記成分(B)とを、触媒である特定化合物の存在下反応させ、主として脱アルコールカップリング反応によりシロキサン結合を形成するものである。本工程は、極力水が存在しない状態で実施することが望ましい。水の存在下では反応工程に加水分解・脱水縮合過程が含まれ、この過程は平衡反応のため系全体の反応率を高めることが困難となる。
ましくは15〜70℃である。反応時間は、好ましくは1〜48時間、より好ましくは1〜24時間、特に好ましくは2〜12時間である。反応は、各成分を反応容器に一括で仕込んで実施してもよいし、一方の成分に他方の成分を間欠的にもしくは連続的に添加しながら行なってもよい。
上記塩基性化合物としては、アンモニア(アンモニア水溶液を含む)、有機アミン化合物、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド等のアルカリ金属のアルコキシドが挙げられる。これらのうち、アンモニアおよび有機アミン化合物が好ましい。
アルキルアミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、N,N−ジメチルアミン、N,N−ジエチルアミン、N,N−ジプロピルアミン、N,N−ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミンなどの炭素数1〜4のアルキル基を有するアルキルアミンなどが挙げられる。
チルジブタノールアミン、N−(アミノメチル)メタノールアミン、N−(アミノメチル)エタノールアミン、N−(アミノメチル)プロパノールアミン、N−(アミノメチル)ブタノールアミン、N−(アミノエチル)メタノールアミン、N−(アミノエチル)エタノールアミン、N−(アミノエチル)プロパノールアミン、N−(アミノエチル)ブタノールアミン、N−(アミノプロピル)メタノールアミン、N−(アミノプロピル)エタノールアミン、N−(アミノプロピル)プロパノールアミン、N−(アミノプロピル)ブタノールアミン、N−(アミノブチル)メタノールアミン、N−(アミノブチル)エタノールアミン、N−(アミノブチル)プロパノールアミン、N−(アミノブチル)ブタノールアミンなどの炭素数1〜4のアルキル基を有するアルカノールアミンが挙げられる。
さらに、上記以外の有機アミンとして、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロキサイド、テトラブチルアンモニウムハイドロキサイドなどのテトラアルキルアンモニウムハイドロキサイド;テトラメチルエチレンジアミン、テトラエチルエチレンジアミン、テトラプロピルエチレンジアミン、テトラブチルエチレンジアミンなどのテトラアルキルエチレンジアミン;メチルアミノメチルアミン、メチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミン、メチルアミノブチルアミン、エチルアミノメチルアミン、エチルアミノエチルアミン、エチルアミノプロピルアミン、エチルアミノブチルアミン、プロピルアミノメチルアミン、プロピルアミノエチルアミン、プロピルアミノプロピルアミン、プロピルアミノブチルアミン、ブチルアミノメチルアミン、ブチルアミノエチルアミン、ブチルアミノプロピルアミン、ブチルアミノブチルアミンなどのアルキルアミノアルキルアミン;ピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、モルホリン、メチルモルホリン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセンなども挙げられる。
(金属キレート化合物)
金属キレート化合物としては、トリ−n−ブトキシ・エチルアセトアセテートジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(n−プロピルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウムなどのジルコニウムキレート化合物;ジ−i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセテート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトン)チタニウムなどのチタンキレート化合物;ジ−i−プロポキシ・エチルアセトアセテートアルミニウム、ジ−i−プロポキシ・アセチルアセトナートアルミニウム、i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノアセチルアセトナート・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウムあるいはこれらの部分加水分解物などのアルミニウムキレート化合物、あるいは有機スズ化合物などが挙げられる。
(C4H9)2SnO、(C8H17)2SnOなどの有機スズオキサイドや、これらの有機ス
ズオキサイドとシリケート、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、フタル酸ジオクチルなどのエステル化合物との反応生成物;
などが挙げられる。
また、塩基性化合物を用いる場合は、1〜50重量部、好ましくは2〜30重量部、より好ましくは2〜20重量部添加される。
上記工程(i)においては、有機溶剤を用いることもできる。
有機溶剤としては、たとえば、アルコール類、芳香族炭化水素類、エーテル類、ケトン類、エステル類などを挙げることができる。上記アルコール類としては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、i−ブチルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−オクチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレンモノメチルエーテルアセテート、ジアセトンアルコールなどを挙げることができる。また、芳香族炭化水素類としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙げられ、エーテル類としては、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどが挙げられ、ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトンなどが挙げられ、エステル類としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、炭酸プロピレン、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ノルマルプロピル、乳酸イソプロピル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチルなどが挙げられる。これらの有機溶剤は、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。これらの有機溶剤のうち、反応を促進する観点から、アルコール以外の有機溶剤、たとえば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレンなどを使用することが好ましい。
〔工程(ii)〕
本工程においては、上記工程(i)で得られた生成物を塩基性化合物、および金属キレート化合物から選ばれる少なくとも一種の存在下、水と反応させる。この反応により、アルコキシ基含有ポリシロキサン中に含まれるアルコキシ基が水酸基に変換され、シラノール基が生成されると考えられる(以下、この反応により得られたポリシロキサンを「シラノール基エポキシ基含有ポリシロキサン」という)。
していてもよい。また、上記シラノール基エポキシ基含有ポリシロキサンのシラノール基の一部は、縮合していてもよい。
上記で得られたシラノール基エポキシ基含有ポリシロキサンの貯蔵安定性の点から、工程(ii)後に脱特定化合物工程として水洗を行うことが好ましい。特に特定化合物として塩基性化合物を使用した場合、反応後に酸性化合物による中和を行った上で、水洗を行うことがより好ましい。
中和後の水洗に使用する水は、ヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサンオリゴマーとエポキシ基含有アルコキシシランとの合計100重量部に対して、通常10〜500重量部
、好ましくは20〜300部、より好ましくは30〜200部である。
本発明の光半導体封止用重合体は、下記式(I)で表される構成単位(以下「構成単位(I)」ともいう。)および下記式(II)で表される構成単位(以下「構成単位(II)」ともいう。)とを含有する。本発明の光半導体封止用重合体は、上記光半導体封止用重合体の製造方法などによって製造することができる。
水素基、非置換または置換のアルコキシル基、またはヒドロキシル基を示し、*は重合体への結合部分を示し、mは1または2、lは0,1,または2である。式(II)中、R4
およびR5はそれぞれ独立に非置換または置換の1価の炭化水素基を示す。)
上記重合体は、上記構成単位(I)と上記構成単位(II)とを、(式(I)で表される構成単位の量):(式(II)で表される構成単位の量)として、2:4〜2:250、好ましくは2:40〜2:250(モル比)の割合で含有する、
また、上記重合体のシラノール当量は150〜20000、好ましくは150〜10000である。
<光半導体封止用組成物>
本発明に係る光半導体封止用組成物は、上記光半導体封止用重合体であるシラノール基エポキシ基含有ポリシロキサンと金属キレート化合物とを含有する。
〔金属キレート化合物〕
金属キレート化合物としては、トリ−n−ブトキシ・エチルアセトアセテートジルコニウム、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(n−プロピルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウムなどのジルコニウムキレート化合物;ジ−i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセテート)チタニウム、ジ−i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトン
)チタニウムなどのチタンキレート化合物;ジ−i−プロポキシ・エチルアセトアセテートアルミニウム、ジ−i−プロポキシ・アセチルアセトナートアルミニウム、i−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、i−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノアセチルアセトナート・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウムあるいはこれらの部分加水分解物などのアルミニウムキレート化合物、あるいは前記有機スズ化合物などが挙げられ、これらのうち、得られる硬化物の硬化性と耐湿熱性の観点でアルミニウムキレート化合物が好ましい。
〔その他の成分〕
本発明の硬化性ポリシロキサン組成物は、さらにシリカ粒子などの無機粒子や、密着助剤として上記シラノール基エポキシ基含有ポリシロキサン以外のエポキシ基含有ポリシロキサン、あるいはオキセタン化合物、チオール化合物、イソシアヌル環構造を有する化合物、アルコキシシランやその加水分解物または縮合物などを含んでいてもよい。また、本発明の光半導体封止用組成物は、さらに蛍光体を含有することができ、蛍光体を含有した光半導体封止用組成物の硬化体は、LED封止材として使用することができる。
[無機粒子]
無機粒子としてシリカ粒子を配合する場合は、粉体、またはイソプロピルアルコールなどの極性溶媒やトルエンなどの非極性溶媒に分散した溶媒系のゾルもしくはコロイドなどの形態で使用することもできる。溶媒系のゾルもしくはコロイドの場合、配合後に溶媒溜去すればよい。シリカ粒子の分散性を向上させるために表面処理して用いてもよい。
シリカ粒子溶媒系のゾルもしくはコロイドである場合、その固形分濃度は通常0重量%を超えて50量%以下、好ましくは0.01重量%以上40重量%以下である。
[密着助剤]
次に挙げたような物質を密着助剤として添加することもできる。
、pは0〜2の整数である)
で表されるアルコキシシランとの加水分解縮合物や、シラノール基を含有しないエポキシ基含有ポリジメチルシロキサンなどが挙げられる。
トキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン類(式(III)においてp=0);
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、i−プロピルトリメトキシシラン、i−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ペンチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘプチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどのトリアルコキシシラン類(式(III)においてp=1);
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−i−プロピルジメトキシシラン、ジ−i−プロピルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ペンチルジメトキシシラン、ジ−n−ペンチルジエトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジエトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジメトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジエトキシシラン、ジ−n−オクチルジメトキシシラン、ジ−n−オクチルジエトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどのジアルコキシシラン類(式(III)においてp=2);
が挙げられる。
られる。
表されるアルコキシシランやその加水分解物、またはその縮合物が挙げられる。式(III
)の縮合物としては、上述に例示したアルコキシシランの単独縮合物や2種以上のアルコキシシランの縮合物として、テトラメトキシシランオリゴマー、テトラエトキシシランオリゴマー、メチルトリメトキシシランオリゴマー、メチルトリメトキシシランとジメチルジメトキシシランの縮合物が挙げられる。アルコキシシランの縮合物を使用する場合は、上記シラノール基含有エポキシ基含有ポリシロキサンへの相溶性の点からMwが3000以下であることが好ましい。
本発明に係る硬化体は、前記光半導体封止用組成物を硬化することにより得られる。前記光半導体封止用組成物は公知の方法により硬化することができ、たとえば、本組成物を基板上に塗布した後、100〜180℃で3〜13時間加熱することによって硬化させ、硬化体を作製することができる。硬化は段階的に昇温を行う過程(ステップキュア)で行ってもよい。
おける封止材51を、本発明に係る硬化体で形成することができる。
本発明の光半導体封止用組成物でLED素子等の発光素子を封止し、硬化させることにより発光装置を得ることができる。LED素子としては、青色LED素子、紫外LED素子等を用いることができる。さらに、硬化体中に蛍光体を含有させ、LED素子から発せられた光を変換することもできる。
[実施例]
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例および比較例中の「部」および「%」は、特記しない限り、「重量部」および「重量%」を示す。また、実施例および比較例における各種測定は、下記の方法により行った。
シロキサンの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により下記条件で測定し、ポリスチレン換算値として示した。
装置:HLC−8120C(東ソー社製)
カラム:TSK−gel MultiporeHXL−M(東ソー社製)
溶離液:THF、流量0.5mL/min、負荷量5.0%、100μL
測定温度:40℃
(2)保存安定性
得られたシラノール基含有エポキシ基含有ポリシロキサンをポリエチレン製容器内で常温で1ヶ月間密栓保存して、ゲル化の有無を目視により判定した。ゲル化していないものについては東京計器社製のBM型粘度計により25℃で粘度測定を行い、下記基準で評価した。
A:保存前後の粘度変化率が20%以下
B:保存前後の粘度変化率が20%超
(3)硬化性
得られた組成物を乾燥膜厚が2mmになるようにテフロン(登録商標)シャーレに流し入れ、オーブンで100℃で1hr乾燥させ、次いで150℃で6hr、次いで180℃で2時間加熱し、硬化物を作製した。この硬化体の硬化性を下記基準で評価した。
A:流動性は無く、タックも無し
B:流動性は無いが、タックが僅かに有る。
C:流動性有り
(4)透明性
得られた組成物を乾燥膜厚が1mmになるように石英ガラス上に塗布した後、100℃で1時間乾燥硬化させ、次いで150℃で6時間、次いで180℃で2時間乾燥硬化させて硬化体を作製した。この硬化体について、波長400〜700nmの分光透過率を紫外可視分光光度計により測定し、下記基準で評価した。
A:光透過率が90%超
B:光透過率が70〜90%
C:光透過率が70%未満
(5)耐光性
得られた組成物を乾燥膜厚が1mmになるように石英ガラス上に塗布した後、100℃で1時間乾燥硬化させ、次いで150℃で6時間、次いで180℃で2時間乾燥硬化させて硬化体を作製した。この硬化体に波長350nm以下の光をカットしたスポットUV照射装置(ウシオ電機社製:SP−VII)を使用して照度5000mW/cm2の紫外線を500時間照射した。紫外線照射後の硬化体の外観を目視で観察し、下記基準で評価した。A:変化なし
B:黄変した
C:黒く焼け焦げた
(6)耐熱性
得られた組成物を乾燥膜厚が1mmになるように石英ガラス上に塗布した後、100℃で1時間乾燥硬化させ、次いで150℃で6時間、次いで180℃で2時間乾燥硬化させて硬化体を作製した。この硬化体を150℃で500時間保管し、保管後の硬化体の外観を目視で観察し、下記基準で評価した。
(色変化)A:変化なし
B:わずかに変色
C:黄色化した
(クラック)A:変化無し
B:少量発生
C:全面に発生
(7)耐湿熱性
得られた組成物約2gをアルミ皿に正確に秤量し、100℃で1時間乾燥硬化させ、次いで150℃で6時間、次いで180℃で2時間乾燥硬化させて硬化体を作製した。この硬化体を温度85℃、湿度85%RHの条件下で14日間保管し、保管前後の重量から重量保持率を算出し、下記基準で評価した。
A:99%以上
B:95%以上〜99%未満
C:95%未満
(8)エポキシ当量
JIS C2105に準拠し、得られたシラノール基エポキシ基含有ポリシロキサンの
エポキシ当量を測定した。
(9)シラノール当量
得られたシラノール基エポキシ基含有ポリシロキサンのシラノール当量は、Si−NMRにより測定した。
(10)吸湿・リフロー時の剥離・クラック耐性
得られた組成物を市販のLEDパッケージ(表面実装型、トップビュータイプ)中に注入し、100℃で1時間乾燥硬化させ、次いで150℃で6時間、次いで180℃で2時間乾燥硬化させて硬化体サンプルを作製した。得られたサンプルを恒温恒湿槽(エスペック製PL−3KP)中で85℃85%RH下で5時間保管した後、卓上はんだリフロー装置(千住金属工業株式会社製STR−2010)を用いてMAX260℃10秒のリフロー工程を2回行った。光学顕微鏡でリフロー処理後のパッケージ内の硬化体とパッケージ樹脂との間の剥離および封止材樹脂部分のクラックの有無を観察し、下記基準で評価した
。各サンプルに対し、10個ずつ実施した。
(剥離耐性)
A:剥離発生なし
B:剥離発生1〜2個
C:剥離発生3個以上
(クラック耐性)
A:クラック発生なし
B:クラック発生1〜2個
C:クラック発生3個以上
結果を表1に示す。
攪拌して分散液を得た。さらにモノアセチルアセトナート・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウムの4重量%イソプロピルアルコール溶液を2部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを5部加えて十分に攪拌した(以下、「組成物(2)」という)。組成物(2)について、上記方法により硬化性、透明性、耐熱性、耐光性、耐湿熱性および吸湿・リフロー時の剥離・クラック耐性を評価した。結果を表1に示す。
。結果を表1に示す。
シランとして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24部、触媒としてジアザビシクロウンデセン11部を混合し、25℃で8時間脱アルコール反応させた。
[比較例1]
[比較例2]
[比較例3]
[比較例4]
[比較例5]
シルエポキシタイプ、エポキシ当量1700)100重量部にトリス(アセチルアセトナート)アルミニウムの4重量%トルエン溶液を3重量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを7重量部加えて十分に攪拌した(以下、「組成物(比5)」という)。組成物(比5)について、上記方法により硬化性、透明性、耐熱性、耐光性、耐湿熱性および吸湿・リフロー時の剥離・クラック耐性を評価した。結果を表2に示す。
[比較例6]
[比較例7]
[比較例8]
51封止材
52蛍光部
53バインダー
54蛍光体
Claims (9)
- 下記(i)(ii)工程を含むことを特徴とする、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が1,000〜100,000の範囲にある光半導体封止用重合体の製造方法。
(i) 下記式(1)
(式(1)中、REはエポキシ基を含有する有機基、R1、R2はそれぞれ独立に非置換ま
たは置換の1価の炭化水素基を示し、mは1または2、nは2または3である)
で表される少なくとも1種のエポキシ基含有アルコキシシラン(A)と、
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が1000〜20000の範囲にあるヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン(B)とを塩基性化合物および金属キレート化合物から選ばれる少なくとも一種の存在下反応させる工程
(ii)工程(i)で得られた生成物を塩基性化合物および金属キレート化合物から選ばれる少なくとも一種の存在下、水と反応させる工程 - 前記工程(i)において、エポキシ基含有アルコキシシラン(A)とヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン(B)とを、((A)の量):((B)の量)として、5:1〜1:5(モル比)の割合で反応させることを特徴とする請求項1に記載の光半導体封止用重合体の製造方法。
- 前記式(1)中のREがエポキシシクロアルキル基、グリシジル基のうち少なくとも1
つを含有する有機基であることを特徴とする請求項1または2に記載の光半導体封止用重合体の製造方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法によって得られた光半導体封止用重合体と金属キレート化合物とを含有することを特徴とする光半導体封止用組成物。
- 前記金属キレート化合物がアルミニウムキレートであることを特徴とする請求項4に記載の光半導体封止用組成物。
- シリカ粒子をさらに含有することを特徴とする請求項4または5に記載の光半導体封止用組成物。
- 請求項4〜6のいずれかに記載の光半導体封止用組成物を硬化してなる硬化体。
- 請求項7に記載の硬化体からなる光半導体封止材。
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