TW201835167A - 硬化性樹脂組成物、硬化物及半導體裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種硬化性樹脂組成物,即使稀土族化合物的添加量增多,對矽酮樹脂的溶解性也良好,不會析出,藉由硬化可形成透明性良好、耐熱性優良、特別是在250℃左右的高溫條件下也能抑制硬度的提昇或脆化之硬化物。
本發明的硬化性樹脂組成物,係含有:由分子內有2個以上烯基之聚有機矽氧烷(A1)及分子內有2個以上烯基之聚有機矽氧基矽伸烷(A2)所成群組中選擇之至少1種聚矽氧烷(A),由分子內有2個以上氫矽基的聚有機矽氧烷(B1)及分子內有2個以上氫矽基之聚有機矽氧基矽伸烷(B2)所成群組中選擇之至少1種聚矽氧烷(B),以及以式(1)所示的稀土族化合物(C),相對於硬化性樹脂組成物全量,稀土族金屬原子的含量是30至500ppm。又,前述式(1)所示的稀土族化合物(C)係如說明書中之記載。
Description
本發明是有關硬化性樹脂組成物、前述硬化性樹脂組成物的硬化物、將前述硬化性樹脂組成物作為密封劑使用而密封半導體元件所得到的半導體裝置。本申請案主張於2016年11月2日在日本提出申請的特願2016-214739號之優先權,在此援用其內容。
作為在半導體裝置中被覆而保護半導體元件用的密封劑(硬化性樹脂組成物)者,係使用各種樹脂。特別是,對於在光半導體裝置中的密封劑係要求:於硬化時對半導體元件產生的熱可以有耐性之耐熱性,即使在高溫條件下硬度也不會上昇,而可以維持柔軟性。
作為在光半導體裝置中的密封劑(硬化性樹脂組成物)者,特別是在照明的用途中,如在專利文獻1中記載,使用有優良耐熱性的甲基矽酮系樹脂是為主流。然而,甲基矽酮系樹脂中,200℃左右的高溫條件下,甲基矽酮會劣化,而失去柔軟性,而有硬度上昇而脆化之課題。
為了解決上述的課題,在專利文獻2及3 中揭示,於氫矽基化硬化型矽酮橡膠組成物中,添加鈰等稀土族化合物之羧酸鹽。專利文獻2及3中報導,添加鈰等稀土族化合物之羧酸鹽可以抑制甲基矽酮之劣化,即使在200℃左右高溫條件下也不會變硬而可以維持柔軟性,可以得到透明性高的硬化物。
[專利文獻1]國際公開第2014/109349號
[專利文獻2]日本專利第5422755號
[專利文獻3]國際公開第2015/186722號
近年,由於隨著LED等的照明高亮度化而產生的熱量也變大,因而要求具有更高之耐熱性,且要求即使在250℃左右的高溫條件下也不變硬而可以維持柔軟性的材料。在此,本發明人等,為了在250℃左右的高溫條件下也可以發揮效果,針對在上述專利文獻2及3中記載的組成物進行了驗證。已知在專利文獻2及3中記載的組成物中,使稀土族化合物的羧酸鹽之添加量變多時,稀土族化合物的羧酸鹽會變成不溶於矽酮樹脂中,稀土族化合物的羧酸鹽會析出(本申請案的比較例1)。又,已知為了防止稀土族化合物的羧酸鹽的析出,而將稀土族化合物的羧酸鹽之添加量減少時,於250℃左右的高溫條件下,對於硬度提昇沒有效果(本申請案的比較例2)。
於是,本發明的目的係提供一種硬化性樹脂組成物,即使增加稀土族化合物的添加量,對矽酮樹脂的溶解性也良好,藉由硬化可以形成硬化物,該硬化物有良好的透明性,耐熱性優良,特別是即使在250℃左右的高溫條件下也可以抑制硬度的上昇或脆化。又,本發明的其他目的係提供一種硬化物,其透明性良好,耐熱性優良,特別是,即使在250℃左右的高溫條件下硬度也不會提高,可以維持柔軟性。又,本發明的其他目的係提供一種半導體裝置,係將上述硬化性樹脂組成物當作密封劑使用,經密封之半導體元件(特別是光半導體元件)則成為品質與耐久性優良的半導體裝置(特別是光半導體裝置)。
本發明人等發現:若依據以特定量含有分子內有2個以上烯基之特定聚矽氧烷、分子內有2個以上氫矽基之特定聚矽氧烷、以及特定稀土族化合物之硬化性樹脂組成物,則稀土族化合物的對矽酮樹脂之溶解性良好,藉由硬化,可以形成特別是即使在250℃左右的高溫條件下硬度也不昇高之硬化物,遂而完成本發明。
亦即,本發明提供一種硬化性樹脂組成物,含有:聚矽氧烷(A),係由分子內有2個以上烯基之聚有機矽氧烷(A1)及分子內有2個以上烯基之聚有機矽氧基矽伸烷(A2)所成群組中選擇之至少1種;聚矽氧烷(B),係由分子內有2個以上氫矽基之聚有機矽氧烷(B1)及分子內有2個以上氫矽基之聚有機矽氧基矽伸烷(B2)所成群組中 選擇之至少1種;以及下述式(1)所示的稀土族化合物(C)[M(L1)(L2)(L3)] (1)[式(1)中,M是稀土族金屬原子,L1、L2及L3是相同或相異的配體,且為以下述式(1a)表示的β-二酮或β-酮酯之陰離子或烯醇陰離子
R31COCHR32COR33 (1a)(式(1a)中,R31表示也可以含有作為取代基的鹵原子之直鏈或分歧鏈狀的碳數1至30的烷基,R32表示氫原子、或也可以含有作為取代基的鹵原子之碳數1至30的烷基,R33表示可以含有鹵原子之直鏈或分歧鏈狀的碳數1至30的烷基、芳香族雜環基、或-OR34基。R34表示可以含有作為取代基的鹵原子之直鏈或分歧鏈狀的碳數1至30的烷基。R31及R32可以互相結合而形成環,R32及R33可以互相結合而形成環)], 相對於硬化性樹脂組成物全量,稀土族金屬原子的含量是30至500ppm之硬化性樹脂組成物。
又,本發明的硬化性樹脂組成物中,前述稀土族金屬原子是由鈰、鑭、鐠、釹、釤、及釔所成群組中選擇之至少1種者為佳。
又,本發明的硬化性樹脂組成物,係以更更含有氫矽基化觸媒(E)者為佳。
又,本發明的硬化性樹脂組成物,係以含有由下述平均單元式(a-1)所示的聚有機矽氧烷、及以下述平均單元式(a-2)所示的聚有機矽氧基矽伸烷所成群組中選 擇之至少1種聚矽氧烷(D)作為前述聚矽氧烷(A)為較佳平均單元式(a-1):(R1SiO3/2)a1(R1 2SiO2/2)a2(R1 3SiO1/2)a3(SiO4/2)a4(X1O1/2)a5[平均單元式(a-1)中,R1表示相同或相異,碳數1至10的烷基、碳數6至14的芳基、或碳數2至8的烯基。但是,R1的一部分是烯基,且為分子內成為2個以上之範圍。X1表示氫原子或碳數1至6的烷基。a1、a2、a3、a4、及a5,分別表示滿足:1>a1≧0、1>a2≧0、1>a3>0、1>a4≧0、0.05≧a5≧0、a1+a4>0、及a1+a2+a3+a4+a5=1的數值]
平均單元式(a-2):(R2 2SiO2/2)b1(R2 3SiO1/2)b2(R2SiO3/2)b3(SiO4/2)b4(RA)b5(X2O1/2)b6[平均單元式(a-2)中,R2是相同或相異,表示碳數1至10的烷基、碳數6至14的芳基、或碳數2至8的烯基。但是,R2的一部分是烯基,且為分子內是成為2個以上之範圍。RA是相同或相異,表示碳數1至14的伸烷基。X2表示氫原子或碳數1至6的烷基。b1、b2、b3、b4、b5、及b6分別表示滿足:1>b1≧0、1>b2>0、1>b3≧0、1>b4≧0、0.7>b5>0、0.05≧b6≧0、b3+b4>0、及b1+b2+b3+b4+b5+b6=1之數值]。
又,本發明的硬化性樹脂組成物,係以含有由下述平均單元式(a-1)’所示的聚有機矽氧烷,及下述平均單元式(a-1)’’所示的聚有機矽氧基矽伸烷所成群組中選擇之至少一種者作為前述聚矽氧烷(D)較佳 平均單元式(a-1)’:(R1SiO3/2)a1(R1 3SiO1/2)a3(X1O1/2)a5[平均單元式(a-1)’中,R1是相同或相異,係與前述相同。X1與前述相同。a1、a3、及a5是分別表示滿足:1>a1>0、1>a3>0、0.05≧a5≧0、及a1+a3+a5=1之數值]
平均單元式(a-1)’’:(R1 3SiO1/2)a3(SiO4/2)a4(X1O1/2)a5[平均單元式(a-1)’’中,R1及X1與前述相同。a3、a4、及a5是分別表示滿足:1>a3>0、1>a4>0、0.05≧a5≧0、及a3+a4+a5=1的數值]。
又,本發明的硬化性樹脂組成物,前述平均單元式(a-1)’所示的聚有機矽氧烷,較佳為矽倍半氧烷為佳。
又,本發明的硬化性樹脂組成物,相對於前述聚矽氧烷(A)全量,前述聚矽氧烷(D)的含量是以1至70重量%為較佳。
又,本發明的硬化性樹脂組成物,較佳為密封劑。
又,本發明的硬化性樹脂組成物,較佳為透鏡形成用樹脂組成物。
又,本發明提供前述的硬化性樹脂組成物之硬化物。
又,本發明的硬化物,厚度為3mm時在波長450nm中之光線透過率較佳為80%以上。
又,本發明提供一種半導體裝置,係具有半導體元件與密封前述半導體元件的密封材,其中,前述密封材是前述硬化性樹脂組成物的硬化物。
又,本發明的半導體裝置,係具有半導體元件與透鏡,其中,前述透鏡較佳為前述的硬化性樹脂組成物的硬化物。
又,本發明的半導體裝置,係具有半導體元件、密封前述半導體元件之密封材與透鏡,其中,前述密封材較佳為前述的硬化性樹脂組成物之硬化物,前述透鏡較佳為前述的硬化性樹脂組成物之硬化物。
又,本發明的半導體裝置較佳為光半導體裝置。
本發明的硬化性樹脂組成物,由於有上述結構,即使增加稀土族化合物的添加量,對矽酮樹脂的溶解性也良好,經由硬化可以形成透明性良好、耐熱性也優良、特別是即使在250℃左右的高溫條件下也能抑制硬度的上昇或脆化的硬化物。本發明的硬化物透明性良好,耐熱性優良,特別是即使在250℃左右的高溫條件下硬度也不上昇,可以維持柔軟性。本發明的半導體裝置有優良的品質與耐久性。
100‧‧‧反射板
101‧‧‧金屬配線(電極)
102‧‧‧光半導體元件
103‧‧‧連接線
104‧‧‧硬化物(密封材)
第1圖表示由本發明的硬化性樹脂組成物之硬化物密 封光半導體元件的光半導體裝之一個實施形態的概略圖。左側圖(a)是斜視圖,右側圖(b)是截面圖。
<硬化性樹脂組成物>
本發明的硬化性樹脂組成物,係含有:由分子內有2個以上烯基之聚有機矽氧烷(A1)及分子內有2個以上烯基之聚有機矽氧基矽伸烷(A2)所成群組中選擇之至少1種的聚矽氧烷(A)(有簡單稱為「聚矽氧烷(A)」的情形);由分子內有2個以上氫矽基之聚有機矽氧烷(B1)及分子內有2個以上氫矽基之聚有機矽氧基矽伸烷(B2)所成群組中選擇之至少1種的聚矽氧烷(B)(有簡單地稱為「聚矽氧烷(B)」的情形);以及以式(1)表示之稀土族化合物(C)(有簡單地稱為「稀土族化合物(C)」的情形)作為必須成分。本發明的硬化性樹脂組成物,除了上述的必須成分之外,例如,也可以含有後述的氫矽基化觸媒(E)、硬化延遲劑(F)、矽烷偶合劑(G)等其他成分。
[聚矽氧烷(A)]
前述聚矽氧烷(A)是如上述,在分子內有2個以上烯基之聚矽氧烷。即,聚矽氧烷(A)係有烯基之聚矽氧烷,為有氫矽基的成分(例如,後述的聚矽氧烷(B)等)與氫矽基化反應而產生的成分。
前述聚矽氧烷(A)係含有:由分子內有2個 以上烯基之聚有機矽氧烷(A1)(有簡單地稱為「聚有機矽氧烷(A1)」的情形)及分子內有2個以上烯基之聚有機矽氧基矽伸烷(A2)(有簡單地稱為「聚有機矽氧基矽伸烷(A2)」的情形)所成群組中選擇之至少1種。
前述聚有機矽氧基矽伸烷(A2)是指,在作為主鏈的-Si-O-Si-(矽氧烷結合)之外,尚含有-Si-RA-Si-(矽伸烷基結合:RA表示伸烷基)的聚有機矽氧烷。此外,前述聚有機矽氧烷(A1)是不含前述矽伸烷基結合作為主鏈之聚有機矽氧烷。
(聚有機矽氧烷(A1))
作為前述聚有機矽氧烷(A1)者,可以列舉直鏈狀、有一部分分歧的直鏈狀、分歧鏈狀、有網目狀的分子結構者。又,聚有機矽氧烷(A1),可以單獨使用1種,也可以組合2種以上而使用。具體而言,可以併用2種以上分子結構不同的聚有機矽氧烷(A1),例如,可以併用直鏈狀的聚有機矽氧烷(A1)與分歧鏈狀的聚有機矽氧烷(A1)。
作為前述聚有機矽氧烷(A1)之分子內所具有的烯基者,可以列舉乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基等有取代或無取代烯基。取代基可以列舉鹵原子、羥基、羧基等。其中,烯基較佳為乙烯基。又,聚有機矽氧烷(A1)可以是只具有1種的烯基者,也可以是具有2種以上的烯基者。聚有機矽氧烷(A1)所具有的烯基,較佳為結合矽原子者。
前述聚有機矽氧烷(A1)有的烯基以外的基,例如,可以列舉氫原子、有機基等。作為有機基,例如,可以列舉烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等)、環烷基(例如,環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環十二烷基等)、芳基(例如,苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等)、環烷基-烷基(例如,環己基甲基、甲基環己基等)、芳烷基(例如,苄基、苯乙基等)、在烴基中1個以上的氫原子經以鹵原子取代之鹵化烴基(例如,氯甲基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基等鹵化烷基等)等一價的取代或無取代烴基等。又,本說明書中「結合在矽原子的基」,通常是指不含矽原子的基。
又,前述聚有機矽氧烷(A1)中,結合在矽原子的基可以有羥基、烷氧基。
前述聚有機矽氧烷(A1)(聚矽氧烷(A))較佳為下述平均單元式(a-1)所示的聚有機矽氧烷。此平均單元式(a-1)所示的聚有機矽氧烷,係後述聚矽氧烷(D)的1種。
平均單元式(a-1):(R1SiO3/2)a1(R1 2SiO2/2)a2(R1 3SiO1/2)a3(SiO4/2)a4(X1O1/2)a5
上述平均單元式(a-1)中,R1係相同或相異,表示碳數1至10的烷基(理想的是碳數1至6的烷基)、碳數6至14的芳基(理想的是苯基)、或碳數2至8的烯基(理想的是碳數2至6的烯基)。但是,R1的一部分是烯基(理想的是乙烯基),且為分子內成為2個以上之範圍。X1表示氫原子或碳數1至6的烷基(理想的是碳數1至4的烷基,特別理想 的是甲基)。
上述平均單元式(a-1)中,a1是0或未達1的正數(1>a1≧0),a2是0或未達1的正數(1>a2≧0),a3是未達1的正數(1>a3>0),a4是0或未達1的正數(1>a4≧0),a5是0或0.05以下的正數(0.05≧a5≧0),a1與a4的合計是正數(a1+a4>0),且a1至a5的合計是1(a1+a2+a3+a4+a5=1)。
又,聚有機矽氧烷(A1)以下述平均單元式(a-1)’所示的聚有機矽氧烷,或以平均單元式(a-1)’’所示的聚矽有機氧烷為佳。平均單元式(a-1)’所示的聚有機矽氧烷,較佳為矽倍半氧烷。此平均單元式(a-1)’所示的聚有機矽氧烷,及平均單元式(a-1)所示的聚有機矽氧烷以平均單元式(a-1)’’所示的聚有機矽氧烷,係前述平均單元式(a-1)所示的聚有機矽氧烷,及後述的聚矽氧烷(D)的1種。
平均單元式(a-1)’:(R1SiO3/2)a1(R1 3SiO1/2)a3(X1O1/2)a5
上述平均單元式(a-1)’中,R1是相同或相異,係與前述相同。X1與前述相同。
上述平均單元式(a-1)’中,a1、a3、及a5,係與前述相同,a1、a3及a5的合計是1(a1+a3+a5=1)。
平均單元式(a-1)’’:(R1 3SiO1/2)a3(SiO4/2)a4(X1O1/2)a5平均單元式(a-1)’’中,R1及X1與前述相同。
上述平均單元式(a-1)’’中,a3、a4、及a5與前述相 同,a3、a4、及a5的合計是1(a3+a4+a5=1)。
作為聚有機矽氧烷(A1)的一例,例如,可以列舉分子內有2個以上烯基之直鏈狀聚有機矽氧烷。此直鏈狀聚有機矽氧烷所具有的烯基,雖可以列舉上述的烯基之具體例,但其中較佳為乙烯基。又,可以是只有1種的烯基,也可以是有2種以上的烯基者。又,在上述直鏈狀聚有機矽氧烷中之烯基以外的結合在矽原子之基,例如,雖可以列舉一價的取代或無取代烴基,但其中,較佳為烷基(特別是甲基)、芳基(特別是苯基)。
在上述直鏈狀聚有機矽氧烷中,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),烯基的比率較佳為0.1至40莫耳%。又,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),烷基(特別是甲基)的比率較佳為1至20莫耳%。又,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),芳基(特別是苯基)的比率較佳為30至90莫耳%。特別是,藉由使用相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%)之芳基(特別是苯基)的比率為40莫耳%以上(例如45至80莫耳%)者,作為上述直鏈狀聚有機矽氧烷,則硬化物之對於腐蝕性氣體的阻隔性有更提昇之傾向。又,藉由使用相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%)烷基(特別是甲基)的比率為90莫耳%以上(例如,95至99莫耳%)者,硬化物的耐熱衝擊性有更提高之傾向。
前述直鏈狀聚有機矽氧烷,例如,係以下述式(I-1)表示。
作為聚有機矽氧烷(A1)的其他例者,可以列舉:分子內有2個以上烯基,以RSiO3/2所示的具有矽氧烷單元(T單元)之分歧鏈狀聚有機矽氧烷。又,R是一價的取代或無取代烴基。此分歧鏈狀聚有機矽氧烷所具有的烯基雖可以列舉上述的烯基的具體例,但其中較佳為乙烯基。又,可以是只具有1種的烯基者,也可以具有2種以上的烯基者。又,在上述分歧鏈狀聚有機矽氧烷中,作為烯基以外的結合在矽原子的基者,例如可以列舉上述的一價之取代或無取代烴基,其中較佳為烷基(特別是甲基)、芳基(特別是苯基)。又作為上述T單元中的R者,其中又以烷基(特別是甲基)、芳基(特別是苯基)為佳。
在前述分歧鏈狀聚有機矽氧烷中,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),烯基的比率,從硬化性樹脂組成物的硬化性之觀點而言,較佳為0.1至40莫耳%。又,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),烷基(特別是甲基)的比率較佳為10至40莫耳%。再者,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),芳基(特別是苯基)的比率較佳為5至70莫耳%。特別是,就上述分歧鏈 狀聚有機矽氧烷而言,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),藉由使用芳基(特別是苯基)的比率為40莫耳%以上(理想的是45至60莫耳%)者,硬化物之對於腐蝕性氣體之阻隔性有更提昇的傾向。又,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),藉由使用烷基(特別是甲基)的比率為50莫耳%以上(理想的是60至99莫耳%)者,則硬化物的耐熱衝擊性有更為提昇之傾向。
前述分歧鏈狀聚有機矽氧烷,可為以a1是正數的上述平均單元式表示。此情形,較佳為a2/a1是0至10的數,a3/a1是0至0.5的數,a4/(a1+a2+a3+a4)是0至0.3的數,a5/(a1+a2+a3+a4)是以0至0.4的數。又,上述分歧鏈狀聚有機矽氧烷的分子量,係藉由凝膠滲透層析分析法(GPC)換算成標準聚苯乙烯的重量平均分子量,較佳為500至2萬,更佳為700至6000。
作為聚有機矽氧烷(A1)的其他例子者,例如,可以列舉:上述平均單元式中,a1及a2是0,X1是氫原子的下述平均單元式:(R1a 2R1bSiO1/2)a6(R1a 3SiO1/2)a7(SiO4/2)a8(HO1/2)a9所示的聚有機矽氧烷。上述平均單元式中,R1a是相同或相異,表示C1-10烷基,例如,可以列舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、環戊基、環己基,其中較佳為甲基。又,R1b是相同或相異,表示烯基,其中較佳為乙烯基。又,a6、a7、a8及a9中,任何1個都是滿足:a6+a7+a8=1、a6/(a6+a7+a8)=0.01至0.35、a8/(a6+a7+a8)=0.40至0.65、 a9/(a6+a7+a8)=0.005至0.03之正數。但是,a7也可以是0。從硬化性樹脂組成物的硬化性之觀點而言,a6/(a6+a7+a8)較佳為0.2至0.3。又,從硬化物的硬度或機械強度的觀點而言,a8/(a6+a7+a8)較佳為0.55至0.60。又,從硬化物的接著性或機械強度的觀點而言,a9/(a6+a7+a8)較佳為0.01至0.025。作為如此之聚有機矽氧烷,例如,可以列舉以SiO4/2單元與(CH3)2(CH2=CH)SiO1/2單元所構成的聚有機矽氧烷,以SiO4/2單元與(CH3)2(CH2=CH)SiO1/2單元與(CH3)3SiO1/2單元所構成的聚有機矽氧烷等。
(聚有機矽氧基矽伸烷(A2))
聚有機矽氧基矽伸烷(A2),如上述般,分子內具有2個以上烯基,在矽氧烷結合之外,也含有矽伸烷基結合-Si-RA-Si-(矽伸烷基結合:RA表示伸烷基)作為主鏈之聚有機矽氧烷。即,聚有機矽氧基矽伸烷(A2)中係不含:如上述的聚有機矽氧烷(A1)之不含矽伸烷基結合之聚有機矽氧烷。本發明的硬化性樹脂組成物,係藉由含有如此之聚有機矽氧基矽伸烷(A2),而可以形成對於腐蝕性氣體之阻隔性與耐熱衝擊性更優良之硬化物。
聚有機矽氧基矽伸烷(A2)在分子內所具有的矽伸烷基結合中之伸烷基(RA),例如,可以列舉亞甲基、伸乙基、伸丙基等直鏈或分歧鏈狀的C1-12伸烷基等,其中,較佳為C2-4伸烷基(特別是,伸乙基)。上述聚有機矽氧基矽伸烷(A2),與聚有機矽氧烷(A1)相比較,由於製造步驟 中較難產生低分子量的環,又,藉由加熱等分解,很難產生矽烷醇基(-SiOH),故使用聚有機矽氧基矽伸烷(A2)時,硬化性樹脂組成物的硬化物表面,黏著性降低,有更難黃變之傾向。
聚有機矽氧基矽伸烷(A2)可以列舉直鏈狀、有一部分分歧之直鏈狀、分歧鏈狀、有網目狀的分子結構者。又,聚有機矽氧基矽伸烷(A2)可以單獨使用1種,也可以使用2種以上的組合。具體而言,可以併用2種以上分子結構是相異的聚有機矽氧基矽伸烷(A2),例如,可以併用直鏈狀的聚有機矽氧基矽伸烷(A2)與分歧鏈狀的聚有機矽氧基矽伸烷(A2)。
聚有機矽氧基矽伸烷基(A2)在分子內中所具有的烯基,可以列舉上述的取代或無取代烯基,其中,較佳為乙烯基。又,聚有機矽氧基矽伸烷(A2),可以使用只有1種的烯基,也可以使用有2種以上的烯基。聚有機矽氧基矽伸烷(A2)具有的烯基,較佳為結合在矽原子者。
聚有機矽氧基矽伸烷(A2)所具有的烯基之外的結合在矽原子之基,例如,可以列舉氫原子、有機基等。作為有機基,例如,可以列舉上述的有機基(例如,烷基、環烷基、芳基、環烷基-烷基、芳烷基、鹵化烴基等取代或無取代烴等)。
又,聚有機矽氧基矽伸烷(A2)中,結合在矽原子之基也可以有羥基、烷氧基。
聚有機矽氧基矽伸烷(A2)較佳為下述平均 單元式(a-2)所示的聚有機矽氧基矽伸烷。此平均單元式(a-2)所示的聚有機矽氧基矽伸烷,係後述的聚矽氧烷(D)的1種。
平均單元式(a-2):(R2 2SiO2/2)b1(R2 3SiO1/2)b2(R2SiO3/2)b3(SiO4/2)b4(RA)b5(X2O1/2)b6
上述平均單元式(a-2)中,R2是相同或相異,表示碳數1至10的烷基(理想的是碳數1至6的烷基)、碳數6至14的芳基(理想的是苯基)、或碳數2至8的烯基(理想的是碳數2至6的烯基)。但是,R2的一部分是烯基(理想的是乙烯基),且為分子內是成為2個以上之範圍。RA是相同或相異,表示碳數1至14的伸烷基(理想的是碳數1至8的伸烷基)。X2表示氫原子或碳數1至6的烷基(理想的是碳數1至4的烷基,特別理想的是甲基)。
上述平均單元式(a-2)中,b1表示0或未達1的正數(1>b1≧0),b2是未達1的正數(1>b2>0),b3是未達1的正數(1>b3>0),b4是0或未達1的正數(1>b4≧0),b5是0.07以下的正數(0.7≧b5>0),b6是0或0.05以下的正數(0.05≧b6≧0),b3與b4的合計是正數(b3+b4>0),並且b1至b6的合計是1,即(b1+b2+b3+b4+b5+b6=1)。
作為聚有機矽氧基矽伸烷(A2)者,更具體而言,例如,可以列舉有下述式(I-2)所示結構的聚有機矽氧基矽伸烷。
上述式(I-2)中,R12是相同或相異,為氫原子、或一價的取代或無取代烴基。R12可以列舉上述的一價取代或無取代烴基之具體例(例如,烷基、芳基、芳烷基、鹵化烴基等),及上述的烯基。但是,R12的至少2個是烯基(特別是乙烯基)。又,烯基之外的R12較佳為烷基(特別是甲基)、芳基(特別是苯基)。
上述式(I-2)中,RA與上述相同,表示伸烷基,其中,較佳為碳數2至4的伸烷基(特別是,伸乙基)。又,存在複數的RA之情形,此等也可以是相同,也可以是相異。
上述式(I-2)中,r1表示1以上的整數(例如,1至100)。又,r1是2以上的整數之情形,r1所附括弧內之結構,各個也可以是相同,也可以是相異。
上述式(I-2)中,r2表示1以上的整數(例如,1至400)。又,r2是2以上的整數之情形,r2所附括弧內之結構,各個也可以是相同,也可以是相異。
上述式(I-2)中,r3表示0或1以上的整數(例如,0至50)。又,r3是2以上的整數之情形,r3所附括弧內之結構,各個也可以是相同,也可以是相異。
上述式(I-2)中,r4表示0或1以上的整數(例 如,0至50)。又,r4是2以上的整數之情形,r4所附括弧內之結構,各個也可以是相同,也可以是相異。
上述式(I-2)中,r5表示0或1以上的整數(例如,0至50)。又,r5是2以上的整數之情形,r5所附括弧內之結構,各個也可以是相同,也可以是相異。
在上述式(I-2)中各結構單元的加成形態,可以是不規則型,也可以是嵌段型。又,各結構單元的序列之順序也無特別限定。
有式(I-2)所示的結構之聚有機矽氧基矽伸烷之末端結構,例如,可以列舉矽醇基、烷氧基矽基、三烷基矽基(例如,r5所附括弧內之結構、三甲基矽基等)等。在上述聚有機矽氧基矽伸烷的末端,也可以導入烯基或氫矽基等各種基。
聚有機矽氧基矽伸烷(A2)可以藉由習知乃至慣用的方法而製造,關於其製造方法,例如,藉由在日本特開2012-140617號公報中所記載的方法等而可以製造。又,就含有聚有機矽氧基矽伸烷(A2)的製品而言,例如可由商品名「ETERLED GD 1130」、「ETERLED GD 1125」、「ETERLED GS 5145」、「ETERLED GS 5135」、「ETERLED GS 5120」(任何一種都是長興材料工業(股)製)等取得。
又,本發明的硬化性樹脂組成物中聚矽氧烷(A),可以單獨使用1種,也可以組合2種以上而使用。聚矽氧烷(A)的性狀,在25℃中,可以是液狀,也可以是固體狀。
又,聚矽氧烷(A)在分子內有2個以上烯基的話即可,又也可以有氫矽基。此情形,聚矽氧烷(A)也可以是後述的聚矽氧烷(B)。
在本發明的硬化性樹脂組成物中,聚矽氧烷(A)的含量(調配量)(總量),相對於硬化性樹脂組成物的全量(100重量%),較佳為50至99重量%,更佳為60至97重量%,再更佳為70至95重量%。藉由含量是設在50重量%以上,硬化物的強韌性,有透明性更為提昇的傾向。又,聚矽氧烷(A)可含有後述的聚矽氧烷(D)。
作為在本發明的硬化性樹脂組成物中之聚矽氧烷(A),可以只使用聚有機矽氧烷(A1),也可以只使用聚有機矽氧基矽伸烷(A2),又,也可以併用聚有機矽氧烷(A1)與聚有機矽氧基矽伸烷(A2)。併用聚有機矽氧烷(A1)與聚有機矽氧基矽伸烷(A2)時,此等的比率無特別限定,可適當設定。
(聚矽氧烷(D))
聚矽氧烷(D)是由前述平均單元式(a-1)所示的聚有機矽氧烷,及前述平均單元式(a-2)所示的聚有機矽氧基矽伸烷所成群組中選擇之至少1種。又,聚矽氧烷(D)是前述聚矽氧烷(A)的1種,其中也具有分歧鏈結構之聚矽氧烷。本發明的硬化性樹脂組成物中,聚矽氧烷(D)較佳係與前述聚矽氧烷(A)組合而使用。作為聚矽氧烷(D),較佳為前述平均單元式(a-1)’所示的聚有機矽氧烷、前述平均單元式 (a-1)’’所示的聚有機矽氧烷。又,聚矽氧烷(D),可以單獨使用1種,也可以組合2種以上而使用。
前述聚矽氧烷(D)的合計含量,相對於前述聚矽氧烷(A)全量,例如是1至70重量%,較佳為3至50重量%,更佳為5至40重量%,特佳為8至30重量%。又,聚矽氧烷(D)的合計含量,相對於硬化性樹脂組成物的全量,例如是1至60重量%,較佳為2至50重量%,更佳為3至40重量%,特佳為5至30重量%,在上述範圍含有聚矽氧烷(D)時,可以得到韌性提高,強度優良的硬化物。又,在前述聚矽氧烷(A)中,係含有聚矽氧烷(D)。
[聚矽氧烷(B)]
本發明的硬化性樹脂組成物之必須成分的聚矽氧烷(B),如上述般,為分子內有2個以上氫矽基(Si-H)之聚有機矽氧烷。即,聚矽氧烷(B)是具有氫矽基的聚矽氧烷,係與具有烯基的成分(例如,聚矽氧烷(A)等)之氫矽基化反應而產生的成分。
聚矽氧烷(B)是由分子內有2個以上氫矽基之聚有機矽氧烷(B1)(有簡單地稱為「聚有機矽氧烷(B1)」之情形)及分子內有2個以上氫矽基之聚有機矽氧基矽伸烷(B2)(有簡單地稱為「聚有機矽氧基矽伸烷(B2)」的情形)所成群組中選擇之至少1種之聚有機矽氧烷。
前述聚有機矽氧基矽伸烷(B2)是指,在-Si-O-Si-(矽氧烷結合)之外,尚含有-Si-RA-Si-(矽伸烷基結 合:RA表示伸烷基)作為主鏈之聚有機矽氧烷。此外,在本說明書中,聚有機矽氧烷(B1)是不含有上述矽伸烷基結合作為主鏈之聚有機矽氧烷。又,在上述矽伸烷基結合中,RA(伸烷基)係與上述相同,例如,可以列舉直鏈或分歧鏈狀的C1-12伸烷基,較佳為直鏈或分歧鏈狀的C2-4伸烷基(特別是,伸乙基)。
(聚有機矽氧烷(B1))
前述聚有機矽氧烷(B1)可以列舉直鏈狀、有一部分分歧的直鏈狀、分歧鏈狀、有網目狀的分子結構者。又,聚有機矽氧烷(B1)可以是單獨使用1種,也可以是組合2種以上而使用。具體而言,可以併用2種以上分子結構不同之聚有機矽氧烷(B1),例如,可以併用直鏈狀的聚有機矽氧烷(B1)與分歧鏈狀的聚有機矽氧烷(B1)。
前述聚有機矽氧烷(B1)所具有的結合在矽原子之基中除了氫原子之外,例如是上述之一價取代或無取代的烴基,更詳細而言,可以列舉烷基、方基、芳烷基、鹵化烴基等。其中,較佳為烷基(特別是甲基)、芳基(特別是苯基)。又,聚有機矽氧烷(B1)可以具有烯基(例如,乙烯基)作為氫原子之外的結合在矽原子之基,也可以沒有。
聚有機矽氧烷(B1)的性狀,可以是液狀,也可以是固體狀。其中較佳為液狀,更佳為25℃之黏度是在0.1至10億mPa‧s的液狀。
作為聚有機矽氧烷(B1),較佳為下述平均單 元式(B-1)所示的聚有機矽氧烷。
平均單元式(B-1):(R3SiO3/2)c1(R3 2SiO2/2)c2(R3 3SiO1/2)c3(SiO4/2)c4(X3O1/2)c5
上述平均單元式(B-1)中,R3是相同或相異,為氫原子,或一價的取代或無取代烴基,可以列舉氫原子、上述的一價取代或無取代烴基的具體例(例如,烷基、芳基、芳烷基、鹵化烷基等)、及上述的烯基。但是,R3的一部分是氫原子(構成氫矽基的氫原子),其比率係調控氫矽基為分子內成為2個以上之範圍。例如,相對於R3的全量(100莫耳%),氫原子的比率較佳為0.1至40莫耳%。藉由調控氫原子的比率在上述範圍中,硬化性樹脂組成物的硬化性有更提昇之傾向。又,氫原子之外的R3較佳為烷基(特別是甲基)、芳基(特別是苯基)。
上述平均單元式(B-1)中,X3是氫原子或烷基。烷基可以列舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等,特佳為甲基。
在上述平均單元式(B-1)中,c1是0或正數,c2是0或正數,c3是0或正數,c4是0或正數,c5是0或正數,並且,c1至c3的合計(c1+c2+c3)是正數。
作為聚有機矽氧烷(B1)之一個例子,例如,可以列舉分子內有2個以上氫矽基之直鏈狀聚有機矽氧烷。在上述直鏈狀聚有機矽氧烷中,氫原子之外的結合在矽原子之基,例如可以列舉上述的一價取代或無取代烴基及上述的烯基,其中,較佳為烷基(特別是甲基)、芳基(特 別是苯基)。
前述直鏈狀聚有機矽氧烷中,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),氫原子(結合在矽原子的氫原子)的比率較佳為0.1至40莫耳%。又,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),烷基(特別是甲基)的比率較佳為20至99莫耳%。又,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),芳基(特別是苯基)的比率較佳為40至80莫耳%。特別是,藉由使用相對於結合結合在矽原子之基的全量(100莫耳%)芳基(特別是苯基)的比率為40莫耳%以上(理想的是45至70莫耳%)者,作為上述直鏈狀聚有機矽氧烷時,則硬化物之對於腐蝕性氣體之阻隔性有更提昇之傾向。又,藉由使用相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%)烷基(特別是甲基)的比率為90莫耳%以上(理想的是95至99莫耳%)者時,硬化物的耐熱衝擊性有更提昇之傾向。
前述直鏈狀聚有機矽氧烷例如下述式(II-1)所示。
前述聚矽氧烷(B1)的其他例子,可以列舉分 子內有2個以上氫矽基、有RSiO3/2所示的矽氧烷單元(T單元)之分歧鏈狀聚有機矽氧烷。R是氫原子或一價的取代或無取代烴基。在上述分歧鏈狀聚有機矽氧烷中氫原子之外的結合在矽原子之基,例如,可以列舉上述的一價取代或無取代烴基,及上述的烯基,其中,較佳為烷基(特別是甲基),芳基(特別是苯基)。又,上述T單元中的R,可以列舉氫原子、上述的一價取代或無取代烴基,及上述的烯基,其中,較佳為烷基(特別是甲基)、芳基(特別是苯基)。相對於上述T單元中的R全量(100莫耳%)之芳基(特別是苯基)的比率,從硬化物之對於腐蝕性氣體之阻隔性的觀點而言,較佳為30莫耳%以上。
上述分歧鏈狀聚有機矽氧烷中,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),烷基(特別是甲基)的比率較佳為70至95莫耳%。又,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),芳基(特別是苯基)的比率較佳為10至70莫耳%。特別是,藉由使用相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%)芳基(特別是苯基)的比率為10莫耳%以上(例如,10至70莫耳%)者,作為上述分歧鏈狀聚有機矽氧烷時,則硬化物之對於腐蝕性氣體之阻隔性有更提昇之傾向。又,藉由使用相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%)烷基(特別是甲基)的比率為50莫耳%以上(例如,50至90莫耳%)者時,則硬化物的耐熱衝擊性有更提昇之傾向。
上述分歧鏈狀聚有機矽氧烷,例如是,能 以c1是正數之上述平均單元式表示。此情形,較佳為c2/c1是0至10的數,c3/c1是0至0.5的數,c4/(c1+c2+c3+c4)是0至0.3的數,c5/(c1+c2+c3+c4)是0至0.4的數。又,上述分歧鏈狀聚有機矽氧烷的分子量,藉由凝膠滲透層析分析法(GPC)換算標準聚苯乙烯的重量平均分子量較佳為300至1萬為佳,更佳為500至3000。
(聚有機矽氧基矽伸烷(B2))
前述聚有機矽氧基矽伸烷(B2)是如上述般,分子內有2個以上氫矽基,除了矽氧烷結合之外,尚含有矽伸烷基結合作為主鏈的聚有機矽氧烷。又,結合在上述矽伸烷基的伸烷基,例如,較佳為碳數2至4的伸烷基(特別是乙烯基)。上述聚有機矽氧基矽伸烷(B2),與聚有機矽氧烷(B1)相比較,在製造步驟中難以產生低分子量的環,又,由於很難藉由加熱等分解產生矽烷醇基(-SiOH),故使用聚有機矽氧基矽伸烷(B2)時,硬化性樹脂組成物的硬化物之表面黏著性降低,有更難黃變之傾向。
前述聚有機矽氧基矽伸烷(B2)可以列舉直鏈狀、有一部分分歧之直鏈狀、分歧鏈狀、有網目狀的分子結構者等。又,聚有機矽氧基矽伸烷(B2),可以是單獨使用1種,也可以組合2種以上而使用。具體而言,可以併用2種以上之分子結構為相異的聚有機矽氧基矽伸烷(B2),例如,也可以併用直鏈狀的聚有機矽氧基矽伸烷(B2)與分歧鏈狀的聚有機矽氧基矽伸烷(B2)。
前述聚有機矽氧基矽伸烷(B2)所具有的氫原子之外的結合在矽原子之基,例如可以列舉有機基等。有機基例如可以列舉上述的一價取代或無取代烴基及上述的烯基等。其中,較佳為烷基(特別是甲基)、芳基(特別是苯基)。又,聚有機矽氧烷(B2),可以具有烯基(例如,乙烯基)作為氫原子之外的結合在矽原子之基,也可以沒有。
聚有機矽氧基矽伸烷(B2)較佳為以下述平均單元式(B-2)所示的聚有機矽氧基矽伸烷。
平均單元式(B-2):(R4 2SiO2/2)d1(R4 3SiO1/2)d2(R4SiO3/2)d3(SiO4/2)d4(RA)d5(X4O)d6
上述平均單元式(B-2)中,R4是相同或相異,為氫原子、或一價的取代或無取代烴基,可以列舉氫原子、上述的一價的取代或無取代烴基的具體例(例如,烷基、芳基、芳烷基、鹵化烷基等),及上述的烯基等。但是,R4的一部分是氫原子,其比率是調控分子內變成2個以上之範圍。例如,相對於R4的全量(100莫耳%),氫原子的比率較佳為0.1至50莫耳%,更佳為5至35莫耳%。藉由調控氫原子的比率在上述範圍,硬化性樹脂組成物的硬化性有更提昇之傾向。又,氫原子之外的R4較佳為烷基(特別是甲基)、芳基(特別是苯基)。
上述平均單元式中,RA是如上述般為伸烷基。特佳為伸乙基。
上述平均單元式(B-2)中,X4與上述X3相同,為氫原子、或烷基。烷基可以列舉甲基、乙基、丙基、 丁基、戊基、己基等,特佳為甲基。
上述平均單元式(B-2)中,d1是正數,d2是正數,d3是0或正數,d4是0或正數,d5是正數,d6是0或正數。其中,d1較佳為1至50,d2較佳為1至50,d3較佳為0至10,d4較佳為0至5,d5較佳為1至30。
聚有機矽氧基矽伸烷(B2)更具體而言,例如,可以列舉有下述式(II-2)所示結構之聚有機矽氧基矽伸烷。
上述式(II-2)中,R22是相同或相異,為氫原子、或一價的取代或無取代烴基。R22可以列舉氫原子、上述的一價取代或無取代烴基的具體例(例如,烷基、芳基、芳烷基、鹵化烴基等)、及上述的烯基。但是,R22的至少2個是氫原子。又,氫原子之外的R22較佳為烷基(特別是甲基)、芳基(特別是苯基)。
上述式(II-2)中,RA與在式(I-2)中之RA相同,表示伸烷基,其中,較佳為C2-4伸烷基(特別是伸乙基)。又,在複數的RA存在之情形,此等也可以是相同,也可以是相異。
上述式(II-2)中,q1表示1以上的整數(例如,1至100)。又,q1是2以上的整數之情形,q1所附括 弧內之結構可以是各個相同,也可以是相異。
上述式(II-2)中,q2表示1以上的整數(例如,1至400)。又,q2是2以上的整數之情形,q2所附括弧內之結構,各個可以是相同,也可以是相異。
上述式(II-2)中,q3表示0或1以上的整數(例如,0至50)。又,q3是2以上的整數之情形,q3所附括弧內之結構,各個可以是相同,也可以是相異。
上述式(II-2)中,q4表示0或1以上的整數(例如,0至50)。又,q4是2以上的整數之情形,q4所附括弧內之結構,各個可以是相同,也可以是相異。
上述式(II-2)中,q5表示是0或1以上的整數(例如,0至50)。又,q5是2以上的整數之情形,q5所附括弧內之結構,各個可以是相同,也可以是相異。
又,在上述式(II-2)中,各結構單元的加成形態,可以是無規則型,也可以是嵌段型。
有以式(II-2)所示的結構之聚有機矽氧基矽伸烷的末端結構,例如是,可以列舉矽醇基、烷氧基矽基、三烷基矽基(例如,q5所附括弧內的結構、三甲基矽基等)等。在上述聚有機矽氧基矽伸烷的末端,也可以導入氫矽基等各種基。
聚有機矽氧基矽伸烷(B2),可以藉由習知乃至慣用的方法而製造,關於其製造方法,例如藉由在日本特開2012-140617號公報中記載的方法等而可以製造。
又,本發明的硬化性樹脂組成物中,聚矽 氧烷(B)可以單獨使用1種,也可以組合2種以上而使用。聚矽氧烷(B)的性狀,例如在25℃,可以是液狀,也可以是固體狀。
在本發明的硬化性樹脂組成物中,相對於聚矽氧烷(A)的全量100重量份,聚矽氧烷(B)的含量(調配量)例如是1至100重量份,較佳為1.5至50重量份,更佳為2至30重量份,再更佳為2.5至15重量份。藉由調控聚矽氧烷(B)的含量在上述範圍,硬化性樹脂組成物的硬化性有更提昇,可以有效率地形成硬化物之傾向。聚矽氧烷(B)的含量是在上述範圍內時,藉由充分地進行硬化反應等,硬化物的耐熱性、耐熱衝擊性、耐回焊性等特性有更提昇之傾向。
本發明的硬化性樹脂組成物中之聚矽氧烷(B)可以只使用聚矽氧烷(B1),也可以只使用聚有機矽氧基矽伸烷(B2),又,也可以併用聚矽氧烷(B1)與聚有機矽氧基矽伸烷(B2)。併用聚有機矽氧烷(B1)與聚有機矽氧基矽伸烷(B2)時,此等的比率是無特別限定,可以適當設定。
聚矽氧烷(A)與聚矽氧烷(B)的含量合計(合計含量),相對於硬化性樹脂組成物全量,較佳為60至99重量%,更佳為70至96重量%,再更佳為80至90重量%。藉由調控上述合計含量在上述範圍,硬化物的強韌性、耐熱性、透明性有更提昇的傾向。
[梯型矽倍半氧烷]
本發明的硬化性樹脂組成物可以含有梯型矽倍半氧烷作為前述矽倍半氧烷的一例。本發明的硬化性樹脂組成物藉由含有梯型矽倍半氧烷成分,柔軟性、耐熱衝擊性有顯著提昇之傾向。作為梯型矽倍半氧烷者,可以使用分子內有1個以上(理想的是2個以上)烯基與1個以上(理想的是2至50個)芳基,有梯形結構的-Si-O-Si-骨幹之矽倍半氧烷。
梯型矽倍半氧烷分子內所具有的烯基、芳基,可以列舉與作為聚有機矽氧烷(A1)分子內所具有的烯基、芳基之上述例示者相同者。梯型矽倍半氧烷所具有的烯基、芳基,較佳為結合在矽原子之基。
梯型矽倍半氧烷分子內所具有的烯基及芳基之外的結合在矽原子之基,例如,可以列舉氫原子、有機基等。作為有機基,例如,可以列舉上述的一價取代或無取代烴基等。其中,較佳為烷基(特別是甲基)。又,梯型矽倍半氧烷可以具有羥基、烷氧基作為結合在矽原子之基。
關於在前述梯型矽倍半氧烷全體(100重量%)中所佔的烯基之比率,只要是調控成分子內烯基為1個以上之範圍,則無特別限定,例如為1.0至20.0重量%,較佳為1.5至15.0重量%。芳基的比率,例如,1.0至50.0重量%,較佳為5.0至25.0重量%。藉由在上述範圍具有芳基,則有容易得到耐熱性等各種物性、耐破裂性、氣體阻隔性優良的硬化物之傾向。烷基的比率,例如,10.0至50.0 重量%,較佳為20.0至40.0重量%。又,在梯型矽倍半氧烷中烯基、芳基、烷基的比率,例如可以藉由NMR光譜(例如,1H-NMR光譜)測定而算出。
矽倍半氧烷是將T單元(是由矽原子與3個氧原子結合的3價基所成之單元)當作基本構成單元之聚矽氧烷,其基本構造式(實驗式)是以RSiO3/2表示。矽倍半氧烷的Si-O-Si骨幹的構造,可以列舉:無規結構、籠型結構、梯型結構。
梯型矽倍半氧烷的重量平均分子量(Mw)較佳為100至80萬,更佳為200至10萬,再更佳為300至1萬,特佳為500至8000,最佳為1700至7000。Mw未達100時,硬化物的耐熱性有下降之情形。另一方面,Mw超過80萬時,與其他的成分之相溶性有下降之情形。又,上述Mw是藉由凝膠滲透層析分析法(GPC)換算標準聚苯乙烯的值。
梯型矽倍半氧烷的數平均分子量(Mn)較佳為80至80萬,更佳為150至10萬,再更佳為250至1萬,特佳為400至8000,最佳為1500至7000。Mn未達80時,硬化物的耐熱性有降低的情形。另一方面,Mn超過80萬時,與其他成分的相溶性有下降之情形。又,上述Mn是藉由凝膠滲透層析分析法(GPC)換算標準聚苯乙烯的值。
梯型矽倍半氧烷之藉由凝膠滲透層析分析法(GPC)換算標準聚苯乙烯的分子量分散度(Mw/Mn),較佳為1.00至1.40,更佳為1.35以下(例如,1.05至1.35),再 更佳為1.30以下(例如,1.10至1.30)。分子量分散度超過1.40時,例如,低分子矽氧烷增加,硬化物的密著性等有降低之傾向。另一方面,例如,藉由將分子量分散度設成1.05以上時,於室溫中有容易變成液體(液狀),處理性有提昇之情形。
上述數平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw),及分子量分散度(Mw/Mn)是藉由下述的裝置及條件而可以測定。
Alliance HPLC系統2695(Waters公司製)
Refractive Index Detector 2414(Waters公司製)
管柱:Tskgel GMHHR-M‧2(東麗(股)公司製)
保護柱:Tskgel guard column HHRL(東麗(股)公司製)
柱溫箱:COLUMN HEATER U-620(Sugai公司製)
溶媒:THF
測定溫度:40℃
分子量:換算標準聚苯乙烯
梯型矽倍半氧烷在常溫(約25℃)較佳為液體。更具體而言,其在23℃,黏度較佳為100至100000mPa‧s,更佳為500至10000mPa‧s,再更佳為1000至8000mPa‧s。黏度未達100mPa‧s時,硬化物的耐熱性有下降之情形。另一方面,黏度超過100000mPa‧s時,硬化性樹脂組成物的調製或操作有變困難之情形。又,在23℃黏度是使用流變儀(商品名「Physican UDS-200」,Anton Paar公司製)與錐板(圓錐直徑:16mm,錐角=0°),於溫度:23℃, 回轉數:8rpm的條件而可以測定。
又,在本發明的硬化性樹脂組成物中,梯型矽倍半氧烷可以使用單獨1種,也可以組合2種以上而使用。
本發明的硬化性樹脂組成物,從硬化物的強度(樹脂強度)、柔軟性、耐熱衝擊性的觀點而言,較佳為含有梯型矽倍半氧烷。
本發明的硬化性樹脂組成物含有梯型矽倍半氧烷之情形,在本發明的硬化性樹脂組成物中,梯型矽倍半氧烷的含量(調配量),相對於聚矽氧烷(A)與聚矽氧烷(B)的合計100重量份,較佳為0.05至50重量份,更佳為0.1至45重量份,再更佳為0.2至40重量份。又,上述梯型矽倍半氧烷的含量(調配量),相對於硬化性樹脂組成物(100重量%),較佳為0.01至20重量%,更佳為0.05至15重量%,再更佳為0.1至10重量%。藉由調控上述梯型矽倍半氧烷的含量在上述範圍,硬化物的柔軟性、耐熱衝擊性有顯著地提昇之傾向。
[稀土族化合物(C)]
本發明的硬化性樹脂組成物,含有下述式(1)所示的稀土族化合物(C)(稀土族錯體化合物)。
[M(L1)(L2)(L3)] (1)式(1)中,M表示稀土族金屬原子,L1、L2及L3表示相同或相異之配體,且為下述式(1a)所示的β-二酮或β-酮酯的 陰離子或烯醇陰離子。
R31COCHR32COR33 (1a)
式(1a)中,R31表示可以含有作為取代基的鹵原子之直鏈或分歧鏈狀的碳數1至30之烷基,作為碳數1至30的烷基,較佳為碳數1至20的烷基,更佳為碳數2至15的烷基,再更佳為碳數3至10的烷基,特佳為有分歧鏈之碳數3至10的烷基。有分歧鏈之碳數3至10的烷基,可以列舉異丙基、異丁基、t-丁基、s-丁基、異戊基、t-戊基、異己基、t-己基、異庚基、t-庚基、異辛基、t-辛基、2-乙基己基、異壬基、異癸基等。此等的基,較佳為異丙基、異丁基、t-丁基、s-丁基、異戊基、t-戊基。前述取代基可以列舉鹵原子、羥基、羧基等,較佳為有鹵原子,鹵原子可以列舉氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,其中較佳為氟原子。
式(1a)中,R32表示氫原子、或可以含有作為取代基之鹵原子之碳數1至30的烷基,碳數1至30的烷基雖較佳為上述R31所列舉之基,但R32中最佳的基,係氫原子、碳數1至4的烷基。上述取代基與上述R31所列舉者相同。
式(1a)中,R33表示可以含有作為取代基的鹵原子之碳數1至30的烷基、芳香族雜環基、或-OR34基。上述R34表示可以含有作為取代基的鹵原子之碳數1至30的烷基。此等碳數1至30的烷基,較佳為與上述R31所列舉者相同之基。上述芳香族雜環基,例如,可以列舉吡啶 基、嘧啶基、吡唑基、噠嗪基、吡嗪基、三嗪基、呋喃基、噻吩基、吲哚基、噁唑基,噻唑基、咪唑基等。上述取代基與上述R31中列舉者相同。上述R31及R32也可以互相結合而形成環,上述R32及R33也可以相互結合而形成環。
又,在上述式(1a)的β-二酮或β-酮酯的陰離子或烯醇陰離子中,陰離子是式(1a’)所示的結構,烯醇陰離子是式(1a’’)所示的結構。在式(1a’)及式(1a’’)中,R31、R32、及R33與上述相同。
前述稀土族化合物(C),例如是下述式(1’)所示的化合物。
在上述M中稀土族金屬原子是如上述,在上述R35、R36、R37、及R38中,可以含有作為取代基的鹵原子之碳數1至30的烷基,較佳為上述R31列舉之基,上述芳香族雜環基與在上述R33列舉者相同之基,上述取代基與上述R31列舉之基相同。
前述稀土族金屬原子例如雖可以列舉鈰、鑭、鐠、釹、釤、釔等,但其中由於容易取得故較佳為鈰。
在前述稀土族化合物(C)之中,以與矽酮樹脂的溶解性優良,耐熱性也優良之觀點而言,以下述式(1-1)所示化合物[鈰三甲基辛烷二酮]、式(1-2)所示化合物[Ce(DPM)3:鈰三(三甲基乙醯基甲烷)]、式(1-3)所示的化合物[Ce(HFAA)3:鈰三(六氟乙醯丙酮)]為特佳。
本發明的硬化性樹脂組成物中,稀土族化合物(C)可以是使用單獨1種,也可以是組合2種以上而使用。又,稀土族化合物(C)也可以使用市售品。
前述稀土族金屬原子的含量(重量基準),相對於硬化性樹脂組成物全量是30至500ppm,較佳為35至400ppm,更佳為40至300ppm,再更佳為50至200ppm,特佳為60至150ppm。稀土族金屬原子的含量,未達30ppm時,變成不能抑制高溫條件下的硬化物之硬度上昇,超過500ppm時,硬化物的透明性有變差之情形。
稀土族化合物(C)的含量(調配量),只要稀土族金屬原子的含量是成為30至500ppm的量的話即可而無特別限制,但相對於前述聚矽氧烷(A)100重量份,較佳 為0.01至0.5重量份,更佳為0.015至0.4重量份,再更佳為0.02至0.3重量份,特佳為0.02至0.2重量份。稀土族金屬原子的含量太少的情形時,變成不能抑制高溫條件下的硬化物之硬度上昇,太多的情形,硬化物的透明性有變差之情形。又,聚矽氧烷(A)中,係含有前述聚矽氧烷(D)。
本發明的硬化性樹脂組成物,即使增加稀土族化合物(C)的添加量,對矽酮樹脂(特別是,聚矽氧烷(A))的溶解性也良好,於添加中作成硬化物時的耐熱性也變良好,特別是在250℃左右的高溫條件下,硬度不上昇,可以維持柔軟性。
[氫矽基化觸媒(E)]
本發明的硬化性樹脂組成物,也可以含有氫矽基化觸媒(E)。本發明的硬化性樹脂組成物是藉由含有氫矽基化觸媒,於加熱時,硬化性樹脂組成物中的脂肪族碳-碳雙鍵結合(特別是烯基)與氫矽基之間的氫矽基化反應可以有更有效率的進行之傾向。又,前述氫矽基化觸媒(E),可以是單獨使用1種,可以是組合2種以上而使用。
前述氫矽基化觸媒(E)可以例示鉑系觸媒、銠系觸媒、鈀系觸媒等周知之氫矽基化反應用觸媒,具體而言,可以列舉鉑微粉末、鉑黑、鉑擔載二氧化矽微粉末、鉑擔載活性碳、氯化鉑酸、氯化鉑酸與醇、醛類、酮類等的錯體、鉑的烯烴錯體、鉑-羰基乙烯基甲基錯體等鉑羰基錯體、鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯體或鉑-環乙烯基甲 基矽氧烷錯體等鉑乙烯基甲基矽氧烷錯體、鉑-膦錯體、鉑-亞磷酸錯體等的鉑系觸媒、以及含有取代上述鉑系觸媒中的鉑原子為鈀原子或銠原子的鈀系觸媒或銠系觸媒。其中,作為氫矽基化觸媒者,鉑-乙烯基甲基矽氧烷錯體或鉑-羰基乙烯基甲基錯體或氯化鉑酸與醇、醛類的錯體由於反應速度良好,故為較佳。
本發明的硬化性樹脂組成物含有氫矽基化觸媒的情形,前述氫矽基化觸媒的含量(調配量),相對於硬化性樹脂組成物中所含之脂肪族碳-碳雙鍵結合(特別是烯基)的全量1莫耳,較佳為1×10-8至1×10-2莫耳,更佳為1.0×10-6至1.0×10-3莫耳。藉由含量設成1×10-8莫耳以上,可以有更效率地形成硬化物之傾向。另一方面,藉由含量設成1×10-2莫耳以下,可以得到有色相更優良(著色少)的硬化物之傾向。
前述氫矽烷化觸媒(E)的含量(配合量),例如,氫矽烷化觸媒中的鉑金、鈀,或銠之重量單元,相對於硬化性樹脂組成物全量,係以在0.01至1000ppm的範圍內之量為佳,以在0.1至500ppm的範圍內之量為更佳。氫矽烷化觸媒的含量是在如此的範圍時,可以更有效率地形成硬化物,又,有得到色相可以更優良的硬化物之傾向。
[硬化延遲劑(F)]
本發明的硬化性樹脂組成物,也可以含有硬化延遲劑(F)。硬化延遲劑(F)是調控鉑族金屬系觸媒的觸媒活性,本 發明的硬化性樹脂組成物在加熱硬化前,為了不引起增黏或皂化而因應必要可以任意添加者。
作為硬化延遲劑(F)者,係使用可以延遲硬化的習知乃至慣用的化合物,雖無特別限定,但可以列舉1-乙炔基-1-環己醇、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、3-甲基-3-三甲基矽氧基-1-丁炔、3-甲基-3-三甲基矽氧基-1-戊炔、3,5-二甲基-3-三甲基矽氧基-1-己炔、1-乙炔基-1-三甲基矽氧基環己烷等炔基化合物,聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇、冠醚化合物(例如,12-冠-4、15-冠-5、18-冠-6、24-冠-8等)等聚醚系化合物;吡咯化合物、吡唑化合物、3,5-二甲基吡唑化合物、咪唑化合物、1,2,3-三唑化合物、1,2,4-三唑化合物等唑系化合物等。
又,前述硬化延遲劑(F),可以是單獨使用1種,也可以是組合2種以上而使用。又,硬化延遲劑(F)可藉由習知乃至慣用的方法製造,也可以由市售品取得。
前述硬化延遲劑(F)的含量(調配量),在不妨礙本發明之效果範圍的話,雖無特別限定,但相對於前述聚矽氧烷(A)與聚矽氧烷(B)與聚矽氧烷(D)的合計100重量份,例如,0.001至5重量份,較佳為0.005至3重量份,更佳為0.01至2重量份。
[矽烷偶合劑(G)]
本發明的硬化性樹脂組成物,也可以是含有矽烷偶合 劑(G)。本發明的硬化性樹脂組成物含有矽烷偶合劑(G)的情形,特別是,硬化物之對於被著體之密著性有更提昇之傾向。
作為矽烷偶合劑(G)者,可以使用習知乃至慣用的矽烷偶合劑,例如,可以列舉:3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷等含有環氧基之矽烷偶合劑;N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽基-N-(1,3-二甲基-丁烯基)丙基胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(乙烯基苄基)-2-胺基乙基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷的鹽酸鹽、N-(β-胺基乙基)-γ-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷等含有胺基之矽烷偶合劑;四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基參(甲氧基乙氧基矽烷)、苯基三甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、巰基伸丙基三甲氧基矽烷、巰基伸丙基三乙氧基矽烷、烷氧基寡聚物(例如,商品名「X-41-1053」、 「X-41-1059A」、「KR-516」、「X-41-1085」、「X-41-1818」、「X-41-1810」、「X-40-2651」、「X-40-2665A」、「KR-513」、「KC-89S」、「KR-500」、「X-40-9225」、「X-40-9246」、「X-40-9250」;以上,信越化學工業(股)製)等。其中,較佳可以使用含有環氧基之矽烷偶合劑(特別是3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷)。
本發明的硬化性樹脂組成物中,矽烷偶合劑(G),可以是單獨使用1種,也可以是組合2種以上而使用。又,作為矽烷偶合劑(G),也可以是使用市售品。
本發明的硬化性樹脂組成物含有矽烷偶合劑(G)的情形,在本發明的硬化性樹脂組成物中,矽烷偶合劑(G)的含量(調配量),相對於硬化性樹脂組成物(100重量%),較佳為0.01至15重量%,更佳為0.1至10重量%,再更佳為0.5至5重量%。藉由矽烷偶合劑(G)的含量設成0.01重量%以上,硬化物之對於被著體的密著性有更提昇之傾向。另一方面,藉由將矽烷偶合劑(G)的含量設定在15重量%以下,進行充分的硬化反應,硬化物的韌性、耐熱性有更提昇之傾向。
又,本發明的硬化性樹脂組成物,也可以含有上述成分之外的其他成分。作為其他成分,例如,可以列舉:聚矽氧烷(A)及聚矽氧烷(B)之外的矽氧烷化合物(例如,環狀矽氧烷化合物、低分子量直鏈或分歧鏈狀矽氧烷化合物等)、異氰酸酯化合物、氫矽基化反應抑制劑、溶媒、各種添加劑等。作為添加劑者,例如,可以列舉沈降 二氧化矽、濕式二氧化矽、氣相二氧化矽、煅燒二氧化矽、氧化鈦、氧化鋁、玻璃、石英、矽酸鋁、氧化鐵、碳酸鈣、碳黑、碳化矽、氮化矽、氮化硼等無機質充填劑、將此等的充填劑藉由有機鹵矽烷、有機烷氧基矽烷、有機化矽氮烷等有機矽化合物處理之無機質充填劑;上述之外的矽酮樹脂、環氧樹脂、含氟樹脂等有機樹脂微粉末;銀、銅等導電性金屬粉末等充填劑、溶劑、安定化劑(抗氧化劑、紫外線吸收劑、耐光安定劑、熱安定化劑等)、難燃劑(磷系難燃劑、鹵系難燃劑、無機系難燃劑等)、難燃助劑、補強材(其他的充填劑等)、核劑、偶合劑、滑劑、蠟、可塑劑、離型劑、耐衝擊性改良劑、色相改良劑、流動性改良劑、著色劑(染料、顏料等)、分散劑、消泡劑、脫泡劑、抗菌劑、防腐劑、黏度調整劑、增黏劑、螢光體等。此等的其他成分,可以是單獨使用1種,也可以是組合2種以上而使用。又,其他成分的含量(調配量),在不損及本發明的效果範圍下可以適當選擇。
本發明的硬化性樹脂組成物,相對於硬化性樹脂組成物中存在的氫矽基1莫耳,脂肪族碳-碳雙鍵結合(特別是,烯基)較佳成為0.2至4莫耳之組成(調配組成),更佳為0.5至3.0莫耳,再更佳為0.8至2.0莫耳。藉由調控氫矽基與脂肪族碳-碳雙鍵結合(特別是,烯基)的比率在上述範圍,硬化物的耐熱性、透明性、耐熱衝擊性及耐回焊性、以及對於腐蝕性氣之阻隔性有提昇之傾向。
本發明的硬化性樹脂組成物,可以藉由將 上述的各成分在室溫攪拌.混合而調製。又,本發明的硬化性樹脂組成物,也可以使用將各成分預先混合者直接作成1液系的組成物而使用,例如,亦可將各別保管中之2個以上成分以前面所定的比率混合作為多液系(例如,2液系)組成物而使用。調製時因應必要也可以在不硬化程度加溫(例如,30至100℃)。
本發明的硬化性樹脂組成物,可以是有固體、液體的任何一種狀態者,但通常,在常溫(約25℃)是液體。
本發明的硬化性樹脂組成物在23℃的黏度,較佳為300至2萬mPa‧s,更佳為500至1萬mPa‧s,再更佳為1000至8000mPa‧s。藉由將黏度設在300mPa‧s以上,硬化物的耐熱性有更提昇之傾向。另一方面,藉由將黏度設在2萬mPa‧s以下,硬化性樹脂組成物的調製容易,其生產性或處理性更為提昇,又,硬化物由於不容易殘留氣泡,故硬化物(特別是密封材)的生產性或品質有提昇之傾向。
[密封劑]
本發明的硬化性樹脂組成物,在半導體裝置中可以適合使用作為半導體元件的密封用組成物(有稱為「本發明的密封劑」的情形)。具體而言,前述密封劑,可特別適合使用在光半導體裝置之光半導體元件(LED元件)的密封用途(即,作為光半導體用密封劑)。藉由將前述密封劑硬化而 得到的硬化物,不僅有聚矽氧烷系材料特有的高耐熱性及透明性,且特別是在250℃左右的高溫條件下也不提高硬度,可以維持柔軟性。為此,前述密封劑,特別可以適合使用作為高亮度、短波長的光半導體元件之密封劑等。
本發明的硬化性樹脂組成物,並不限定上述的密封劑用途,密封劑之外,也適合使用作為形成透鏡(光學透鏡、耐熱塑膠透鏡等)、光學構件、機能性塗布劑、透明機器、接著劑(耐熱透明接著劑等)、電絕緣材(絕緣膜等)、積層板、塗裝、油墨、塗料、密封膠、抗阻劑、複合材料、透明基材、透明片、透明膜、光學元件、光造形、電子紙、觸控板、太陽電池基板、光波導路、導光板、全像記憶體等光學相關或半導體相關的用途,其中,從作為硬化物時的透明性優良的觀點而言,可以適合作為透鏡之形成用之使用。即,本發明的硬化性樹脂組成物是可以適合使用作為形成透鏡用的樹脂組成物。
<硬化物>
藉由硬化本發明的硬化性樹脂組成物(特別是藉由氫矽基化反應而硬化),可以得到硬化物(有簡單地稱為「本發明的硬化物」的情形)。硬化(特別是藉由氫矽基化反應而硬化)之際的條件,雖可以適當選擇以往習知的條件,但從反應速度之點而言,溫度(硬化溫度)較佳為25至180℃,更佳為60至150℃,時間(硬化時間)較佳為5至720分鐘。又,硬化可以是一階段實施,也可以是經多階段實施。作 為本發明的硬化物者,例如,可以列舉密封材、透鏡等。本發明的硬化物是不僅有聚矽氧烷系材料特有的高耐熱性及透明性,特別是在250℃左右的高溫條件下硬度不上昇,而可以維持柔軟性。
本發明的硬化物,有高透明性。本發明的硬化物的光線透過率,厚度是3mm,於波長450nm,較佳為80%以上,更佳為85%以上,再更佳為90%以上。光線透過率是可以使用光線透過率計(紫外可見光分光光度計)而測定。
<半導體裝置>
藉由使用本發明的硬化性樹脂組成物(本發明的密封劑)密封半導體元件,可以得到半導體裝置(有簡單地稱為「本發明的半導體裝置」之情形)。即,本發明的半導體裝置至少是有半導體元件與將其密封的密封材之半導體裝置,前述密封材是本發明硬化性樹脂組成物(本發明的密封劑)的硬化物之半導體裝置。本發明的半導體裝置的製造,可藉由習知乃至慣用的方法實施,例如,將本發明的密封劑注入預定的成形模具內,以預定的條件加熱硬化而可以實施。硬化溫度與硬化時間,可以是以與硬化物的調製時同樣的範圍而設定。本發明的半導體用密封劑,有耐熱性及透明性,特別是由於在250℃左右的高溫條件下硬度不上昇,可以維持柔軟性,故適合用於光半導體裝置。
將本發明的光半導體裝置之一例示於第1 圖。第1圖中,100表示反射板,101是金屬配線(電極),102是光半導體元件,103是接合線,104是硬化物(密封材)。
本發明的半導體裝置為具有半導體元件與透鏡之半導體裝置,前述透鏡較佳為具有本發明的硬化性樹脂組成物的硬化物。又,本發明的半導體裝置為具有半導體元件、密封前述半導體元件之密封材與透鏡之半導體裝置,前述密封材較佳為本發明的硬化性樹脂組成物(本發明的密封劑)的硬化物,前述透鏡較佳為本發明的硬化性樹脂組成物的硬化物。
[實施例]
以下,根據實施例而更詳細說明本發明,但本發明是不侷限於此等的實施例。
生成物的1H-NMR分析是藉由JEOL ECA500(500MHz)進行。又,生成物的重量平均分子量之測定,係藉由Alliance HPLC系統2695(Waters製),Refractive Index Detector 2414(Waters製),管柱:Tskgel GMHHR-M×2(東麗(股)製),保護管柱(Guard Column):Tskgel guard Column HHRL(東麗(股)製),管柱烘箱:COLUMN HEATER U-620(Sugai製),溶媒:THF,測定條件:40℃而進行。
製造例1
[稀土族化合物C-1的合成]
在四口燒瓶中,計量2,7,7-三甲基-3,5-辛烷二酮4g(21.7mmol)與2-丙醇36g,放入四口燒瓶中。將容器以 氮氣置換之後加熱到60℃,滴下28wt%甲醇鈉/甲醇溶液4.19g。攪拌1小時之後,將氯化鈰七水合物2.70g(7.24mmol)溶解到甲醇10g的溶液滴下。其後,在60℃攪拌,在膜過濾器除去鹽之後,在旋轉蒸發器濃縮溶液得到黃褐色固體4.18g(收率83.8%)。得到的稀土族化合物C-1是上述式(1-1)所示的化合物。
製造例2
[稀土族化合物C-2的合成]
在四口燒瓶中,計量2,2,6,6-四甲基-3,5-庚烷二酮4g(21.7mmol)與2-丙醇36g,放入四口燒瓶中。將容器以氮氣置換之後加熱到60℃,滴下28wt%甲醇鈉/甲醇溶液4.19g。攪拌1小時之後,將氯化鈰七水合物2.70g(7.24mmol)溶解到甲醇10g的溶液滴下。其後,在60℃攪拌,在膜過濾器除去鹽之後,在旋轉蒸發器濃縮溶液得到黒紫色固體4.20g(收率84.2%)。得到的稀土族化合物C-2是上述式(1-2)所示的化合物。
製造例3
[稀土族化合物C-3的合成]
在四口燒瓶中,計量六氟乙醯基丙酮4g(19.2mmol)與2-丙醇36g,放入四口燒瓶中。將容器以氮氣置換之後加熱到60℃,滴下28wt%甲醇鈉/甲醇溶液3.71g。攪拌1小時之後,將氯化鈰七水合物2.39g(6.41mmol)溶解到甲醇 2g的溶液滴下。其後,在60℃攪拌,在膜過濾器除去鹽之後,在旋轉蒸發器濃縮溶液得到淡黃色固體4.05g(收率83.2%)。得到的稀土族化合物C-3是上述式(1-3)所示的化合物。
製造例4
[聚有機矽氧烷D-1的合成]
在四口燒瓶中,放入甲基三乙氧基矽烷40.10g、苯基三乙氧基矽烷3.38g、及甲基異丁基酮類(MIBK)17.69g,將此等的混合物冷卻到10℃為止。在上述混合物中同時滴下水4.33g及5N的鹽酸0.48g。滴下後,將此等的混合物保持在10℃。之後,添加80.0g的MIBK,稀釋反應溶液。
其次,將反應容器的溫度昇溫到70℃為止,在成為70℃之時添加水10.91g,於同溫度在氮氣下進行聚縮合反應。又,添加乙烯基三乙氧基矽烷6.25g,於同溫度進行熟成反應。
接著,在得到的反應溶液中添加六甲基二矽氧烷15.0g,在70℃進行矽基化反應。之後,冷卻反應溶液,下層液進行水洗直到成中性為止,其後,分取上層液。其次,自該上層液,於1mm Hg,60℃的條件蒸餾除去溶媒,得到在末端有乙烯基與三甲基矽基之聚有機矽倍半氧烷(聚有機矽氧烷D-1),作成無色透明液狀的生成物19.0g。
重量平均分子量(Mw):3000,苯基含有率:4莫耳%,乙烯基含有率:6莫耳%
1H-NMR(CDCl3)δ:-0.3-0.3ppm(br)、5.7-6.2ppm(br)、7.1-7.7ppm(br)
製造例5
[聚有機矽氧烷D-3的合成]
在四口燒瓶中,放入甲基三乙氧基矽烷42.61g、苯基三乙氧基矽烷6.76g、及甲基異丁基酮(MIBK)17.69g,將此等的混合物冷卻到10℃為止。在上述混合物中同時滴下水4.33g及SN的鹽酸0.48g。滴下後,將此等的混合物保持在10℃。之後,添加80.0g的MIBK,稀釋反應溶液。
其次,將反應容器的溫度昇溫到70℃為止,在成為70℃之時添加水10.91g,於同溫度在氮氣下進行聚縮合反應。又,添加乙烯基三乙氧基矽烷2.08g,於同溫度進行熟成反應。
接著,在得到的反應溶液中添加六甲基二矽氧烷15.0g,在70℃進行矽基化反應。之後,冷卻反應溶液,下層液進行水洗直到成為中性為止,其後,分取上層液。其次,自該上層液於1mm Hg,60℃的條件蒸餾除去溶媒,得到在末端有乙烯基與三甲基矽基之聚有機矽倍半氧烷(聚有機矽氧烷D-3),作成無色透明液狀生成物19.0g。
重量平均分子量(Mw):2700,苯基含有率:4莫耳%,乙烯基含有率:2莫耳% 1H-NMR(CDCl3)δ:-0.3-0.3ppm(br)、5.7-6.2ppm(br)、7.1-7.7ppm(br)
作為聚矽氧烷(A),係使用末端乙烯基二甲基矽酮,商品名「DMS-V 35」(Gelest公司製)。
作為聚矽氧烷(B),係使用末端三甲基矽氧基末端甲基氫矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚合矽酮,商品名「HMS-301」(Gelest公司製)。
作為稀土族化合物(C),係使用於上述合成例1至3所合成的稀土族化合物C-1至C-3。
作為其他的稀土族化合物(稀土族化合物(C)之外的稀土族化合物),係使用下述的稀土族化合物C-4、C-5。
稀土族化合物C-4:2-乙基己酸鈰(III)49% 2-乙基己酸溶液(和光純藥工業(股)製)(但是,表1中的數值是2-乙基己酸鈰的有效量值)
稀土族化合物C-5:氧化鈰(IV)(和光純藥工業(股)製)
作為聚有機矽氧烷(D),係使用在上述製造例4、5所合成的聚有機矽氧烷D-1、D-3及下述聚有機矽氧烷D-2。
聚有機矽氧烷D-2:乙烯基MQ樹脂,商品名「MQV-7」(長瀬產業(股)製)
作為氫矽基化觸媒(E),係使用PtVTS:2%Pt-1,3-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯體二甲苯溶液(NE CHEMCAT(股)製)。
作為硬化延遲劑(F),係使用1-乙炔基環己醇(和光純藥工業(股)製)。
<稀土族化合物的相溶性之評估方法>
將聚矽氧烷(A)、聚矽氧烷(B)、稀土族化合物(C)、其他的稀土族化合物、聚有機矽氧烷(D)、及硬化延遲劑(F)以表1記載預定比率混合而製作調配液。將此等的調配液在70℃攪拌4小時,其後,移到透明的玻璃瓶中,於23℃,168小時後的外觀依下述評估基準用目視確認。將評估結果在表1中表示。
(評估基準)
○:沒有固體析出物
×:有固體析出物
實施例1-8,比較例1
[硬化性樹脂組成物的製造]
使用上述稀土族化合物的相溶性之評估方法,針對各個調配液,將氫矽基化觸媒(E)以表1記載的預定量加入,攪拌10分鐘,得到硬化性樹脂組成物。又,表1的稀土族金屬原子的含量,及氫矽基化觸媒(E)的含量,係相對於硬化性樹脂組成物全量之重量基準值(ppm)。
<初期硬度>
在厚度3mm,寬10mm,長度50mm的長方形模具中,注入上述得到的實施例1至8及比較例1之各個硬化性樹脂組成物,於100℃加熱1小時,接著於150℃加熱5小時,製造上述硬化性樹脂組成物的硬化物(厚度3mm)。關於此等的硬化物,根據JIS K 6253-3,使用硬度試驗機(Durometer Hardness)(型號「GS-719G」,Teclock(股)公司製)測定初期硬度。評估結果表示在表1。
<光線透過率>
關於以上述初期硬度製造的硬化物(厚度3mm),使用紫外可見光分光光度計(型號「UV-2450」,島津(股)製作所製),在波長450nm中測定光線透過率。評估結果表示在表1。
<250℃熱老化試驗後的硬度>
將上述初期硬度製造的硬化物(厚度3mm)在250℃的環境下曝露200小時,之後與上述初期硬度同樣測定硬度。評估結果表示在表1。
由上述表1,使用稀土族化合物(C)的實施例1至8,與矽酮樹脂的相溶性良好,又硬化物的透明性也良好,250℃的高溫條件下也抑制硬度的上昇。另一方面,作為比較例1的稀土族化合物使用2-乙基己酸鈰的情形,在矽酮樹脂中不溶解而析出。比較例2中,由於2-乙基己酸鈰的含量少,雖不析出,但在250℃熱老化試驗後,硬度上昇。又,作為比較例3的稀土族化合物是使用氧化鈰的情形,在矽酮樹脂中不溶解而析出。又,比較例4的稀土族化合物(C)之含量過少的情形,在硬化物的熱老化試驗後之硬度上昇。又,比較例5的稀土族化合物(C)之含量過多的情形,透明性會變差。
作為以上的整理結論,將本發明的構成及其變異如以下般記載。又,在以下的記載中,式(化學式)是如本說明書中所記載者。
[1]一種硬化性樹脂組成物,含有:聚矽氧烷(A),係由分子內有2個以上烯基之聚有機矽氧烷(A1)及分子內有2個以上烯基之聚有機矽氧基矽伸烷(A2)所成群組中選擇之至少1種;聚矽氧烷(B),係由分子內有2個以上氫矽基之聚有機矽氧烷(B1)及分子內有2個以上氫矽基之聚有機矽氧基矽伸烷(B2)所成群組中選擇之至少1種;以及與式(1)所示的稀土族化合物(C),相對於硬化性樹脂組成物全量,稀土族金屬原子的含量是30至500ppm。
[2]如[1]記載的硬化性樹脂組成物,其中,在含有聚有機矽氧烷(A1)的情形中,聚有機矽氧烷(A1)的烯基是乙烯 基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、或己烯基。
[3]如[1]或[2]中記載的硬化性樹脂組成物,其中,係含有由平均單元式(a-1)所示的聚有機矽氧烷,及平均單元式(a-2)所示的聚有機矽氧基矽伸烷所成群組中選擇之至少1種聚矽氧烷(D)作為聚矽氧烷(A)。
[4]如[3]中記載的硬化性樹脂組成物,其中,係含有由平均單元式(a-1)’所示的聚有機矽氧烷,及平均單元式(a-1)’’所示的聚有機矽氧基矽伸烷所成群組中選擇之至少1種作為聚矽氧烷(D)。
[5]如[4]中記載的硬化性樹脂組成物,其中,平均單元式(a-1)’所示的聚有機矽氧烷,係矽倍半氧烷。
[6]如[3]至[5]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,相對於聚矽氧烷(A)全量,聚矽氧烷(D)的含量係1至70重量%。
[7]如[1]至[6]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,在含有聚有機矽氧烷(A1)的情形,聚有機矽氧烷(A1)是分子內有2個以上烯基之直鏈狀聚有機矽氧烷。
[8]如[7]中記載的硬化性樹脂組成物,其中,在前述直鏈狀聚有機矽氧烷中,相對於結合在矽原子之基的全量(100莫耳%),烯基的比率是0.1至40莫耳%。
[9]如[7]或[8]中記載的硬化性樹脂組成物,其中,前述直鏈狀聚有機矽氧烷是式(I-1)所示的聚矽氧烷。
[10]如[1]至[6]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,在含聚有機矽氧烷(A1)之情形,聚有機矽氧烷(A1)是 分子內有2個以上烯基,有RSiO3/2(R是一價的取代或無取代烴基)所示的矽氧烷單元(T單元)之分歧鏈狀聚有機矽氧烷。
[11]如[1]至[10]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,含有聚有機矽氧基矽伸烷(A2)的情形,在矽伸烷基結合之伸烷基是直鏈或分歧鏈狀的C1-12伸烷基。
[12]如[1]至[11]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,在含有聚有機矽氧基矽伸烷(A2)的情形,聚有機矽氧基矽伸烷(A2)的烯基是取代或無取代烯基(理想的是乙烯基)。
[13]如[1]至[12]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,在含有聚有機矽氧基矽伸烷(A2)的情形,聚有機矽氧基矽伸烷(A2)是平均單元式(a-2)所示的聚有機矽氧基矽伸烷。
[14]如[1]至[13]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,在含有聚有機矽氧基矽伸烷(A2)的情形,聚有機矽氧基矽伸烷(A2)是有式(I-2)所示結構的聚有機矽氧基矽伸烷。
[15]如[1]至[14]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,相對於硬化性樹脂組成物的全量,聚矽氧烷(A)的含量(總量)係50至99重量%。
[16]如[1]至[15]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,在含有聚有機矽氧烷(B1)的情形,聚有機矽氧烷(B1)是平均單元式(B-1)所示的聚有機矽氧烷。
[17]如[1]至[16]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,在含有聚有機矽氧烷(B1)的情形,聚有機矽氧烷(B1)是分子內有2個以上氫矽基之直鏈狀聚有機矽氧烷。
[18]如[17]中記載的硬化性樹脂組成物,其中,前述直鏈狀聚有機矽氧烷,相對於結合在矽原子的基之全量(100莫耳%),氫原子(在矽原子中結合的氫原子)之比率,係0.1至40莫耳%。
[19]如[17]或[18]中記載的硬化性樹脂組成物,其中,前述直鏈狀聚有機矽氧烷是式(II-1)所示的聚矽氧烷。
[20]如[1]至[16]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,在含有聚有機矽氧烷(B1)的情形,聚有機矽氧烷(B1)是分子內有2個以上氫矽基,有RSiO3/2(R是氫原子或一價的取代或無取代烴基)所示的矽氧烷單元(T單元)之分歧鏈狀聚有機矽氧烷。
[21]如[1]至[20]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,在含有聚有機矽氧基矽伸烷(B2)的情形,聚有機矽氧基矽伸烷(B2)的矽伸烷基結合之伸烷基,係碳數2至4的伸烷基(理想的是伸乙基)。
[22]如[1]至[21]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,在含有聚有機矽氧基矽伸烷(B2)的情形,聚有機矽氧基矽伸烷(B2)是平均單元式(B-2)所示的聚有機矽氧基矽伸烷。
[23]如[1]至[22]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,在含有聚有機矽氧基矽伸烷(B2)的情形,聚有機矽氧 基矽伸烷(B2)是有式(II-2)所示的結構之聚有機矽氧基矽伸烷。
[24]如[1]至[23]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,相對於聚矽氧烷(A)的全量100重量份,聚矽氧烷(B)的含量係1至100重量份。
[25]如[1]至[24]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,相對於硬化性樹脂組成物全量,聚矽氧烷(A)與聚矽氧烷(B)的含量合計(合計含量)係60至99重量%。
[26]如[1]至[25]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其是含有梯型矽倍半氧烷。
[27]如[1]至[26]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,稀土族化合物(C)是式(1’)所示的化合物。
[28]如[1]至[27]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,前述稀土族金屬原子是由鈰、鑭、鐠、釹、釤、及釔所成群組中選擇之至少1種。
[29]如[1]至[28]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,稀土族化合物(C)是由式(1-1)所示的化合物[鈰三甲基辛烷二酮]、式(1-2)所示的化合物[Ce(DPM)3:鈰三(三甲基乙醯基甲烷)]、及式(1-3)所示的化合物[Ce(HFAA)3:鈰三(六氟乙醯基丙酮)]所成群組中至少1個的化合物。
[30]如[1]至[29]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,相對於聚矽氧烷(A)100重量份,稀土族化合物(C)的含量係0.01至0.5重量份。
[31]如[1]至[30]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其 更含有氫矽基化觸媒(E)。
[32]如[31]中記載的硬化性樹脂組成物,其中,氫矽基化觸媒(E)是鉑系觸媒、銠系觸媒、或鈀系觸媒。
[33]如[32]中記載的硬化性樹脂組成物,其中,以氫矽基化觸媒中的鉑、鈀、或銠為重量單元計,相對於硬化性樹脂組成物全量,氫矽基化觸媒(E)的含量係0.01至1000ppm。
[34]如[1]至[33]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其更含有硬化延遲劑(F)。
[35]如[1]至[34]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其中,相對於聚矽氧烷(A)與聚矽氧烷(B)與聚矽氧烷(D)的合計100重量份,硬化延遲劑(F)的含量係0.001至5重量份。
[36]如[1]至[35]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其更含有矽烷偶合劑(G)。
[37]如[1]至[36]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其是密封劑。
[38]如[1]至[37]中任1項記載的硬化性樹脂組成物,其為透鏡形成用樹脂組成物。
[39]一種硬化物,係[1]至[38]中任1項記載的硬化性樹脂組成物之硬化物。
[40]如[39]中記載的硬化物,其厚度是3mm時在波長450nm中,光線透過率是80%以上。
[41]一種半導體裝置,具有半導體元件及密封前述半導體元件,其中,前述密封材是如[37]中記載的硬化性樹 脂組成物的硬化物。
[42]一種半導體裝置,具有半導體元件及透鏡,其中,前述透鏡是如[38]中記載的硬化性樹脂組成物的硬化物。
[43]一種半導體裝置,具有半導體元件、密封前述半導體元件之密封材及透鏡,其中,前述密封材是如[37]中記載的硬化性樹脂組成物的硬化物,前述透鏡是如[38]中記載的硬化性樹脂組成物的硬化物。
[44]如[41]至[43]中任1項記載的半導體裝置,係光半導體裝置。
[產業上的利用可能性]
本發明的硬化性樹脂組成物,可以利用來作為用以密封半導體元件的密封劑或透鏡形成用樹脂組成物。
Claims (15)
- 一種硬化性樹脂組成物,含有:聚有機矽氧烷(A),係由分子內有2個以上烯基的聚有機矽氧烷(A1)及分子內有2個以上烯基的聚有機矽氧基矽伸烷(A2)所成群組中選擇之至少1種;聚矽氧烷(B),係由分子內有2個以上氫矽基的聚有機矽氧烷(B1)及分子內有2個以上氫矽基的聚有機矽氧基矽伸烷(B2)所成群組中選擇之至少1種;以及下述式(1)所示的稀土族化合物(C),[M(L1)(L2)(L3)] (1)[式(1)中,M是稀土族金屬原子,L1、L2及L3是相同或相異之配體,且為以下述式(1a)所示的β-二酮或β-酮酯的陰離子或烯醇陰離子R 31COCHR 32COR 33 (1a)式(1a)中,R 31表示可以含有作為取代基之鹵原子的直鏈或分歧鏈狀之碳數1至30的烷基,R 32表示氫原子、或可以含有作為取代基的鹵原子之碳數1至30的烷基,R 33表示可以含有鹵原子之直鏈或分歧鏈狀的碳數1至30之烷基、芳香族雜環基、或-OR 34基;R 34表示可以含有作為取代基之鹵原子的直鏈或分歧鏈狀之碳數1至30的烷基;R 31及R 32可以互相結合形成環,R 32及R 33可以互相結合形成環],相對於硬化性樹脂組成物全量,稀土族金屬原子的含量是30至500p pm。
- 如申請專利範圍第1項所述之硬化性樹脂組成物,其中,前述稀土族金屬原子是由鈰、鑭、鐠、釹、釤、及釔所成群組中選擇之至少1種。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之硬化性樹脂組成物,更含有氫矽基化觸媒(E)。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之硬化性樹脂組成物,其中,係含有由下述平均單元式(a-1)所示的聚有機矽氧烷、及下述平均單元式(a-2)所示的聚有機矽氧基矽伸烷所成群組中選擇之至少一種聚矽氧烷(D),作為前述聚矽氧烷(A),平均單元式(a-1):(R 1SiO 3/2) a1(R 1 2SiO 2/2) a2(R 1 3SiO 1/2) a3(SiO 4/2) a4(X 1O 1/2) a5[平均單元式(a-1)中,R 1是相同或相異,表示碳數1至10的烷基、碳數6至14的芳基、或碳數2至8的烯基;但是,R 1的一部分是烯基,且為分子內成為2個以上之範圍;X 1表示氫原子或碳數1至6的烷基;a1、a2、a3、a4、及a5分別表示滿足:1>a1≧0、1>a2≧0、1>a3>0、1>a4≧0、0.05≧a5≧0、a1+a4>0、及a1+a2+a3+a4+a5=1之數值];平均單元式(a-2):(R 2 2SiO 2/2) b1(R 2 3SiO 1/2) b2(R 2SiO 3/2) b3(SiO 4/2) b4(R A) b5(X 2O 1/2) b6[平均單元式(a-2)中,R 2是相同或相異,表示碳數1至10的烷基、碳數6至14的芳基、或碳數2至8的烯基; 但是,R 2的一部分是烯基,且為分子內成為2個以上之範圍;R A是相同或相異,表示碳數1至14的伸烷基;X 2表示氫原子或碳數1至6的烷基;b1、b2、b3、b4、b5、及b6分別表示滿足:1>b1≧0、1>b2>0、1>b3≧0、1>b4≧0、0.7>b5>0、0.05≧b6≧0、b3+b4>0、及b1+b2+b3+b4+b5+b6=1之數值]。
- 如申請專利範圍第4項所述之硬化性樹脂組成物,其中,係含有由下述平均單元式(a-1)’所示的聚有機矽氧烷、及下述平均單元式(a-1)’’所示的聚有機矽氧基矽伸烷所成群組中選擇之至少1種,作為前述聚矽氧烷(D),平均單元式(a-1)’:(R 1SiO 3/2) a1(R 1 3SiO 1/2) a3(X 1O 1/2) a5[平均單元式(a-1)’中,R 1是相同或相異,且與前述相同;X 1與前述相同;a1、a3、及a5表示分別滿足:1>a1>0、1>a3>0、0.05≧a5≧0、及a1+a3+a5=1之數值]平均單元式(a-1)’’:(R 1 3SiO 1/2) a3(SiO 4/2) a4(X 1O 1/2) a5[平均單元式(a-1)’’中,R 1及X 1與前述相同;a3、a4、及a5表示分別滿足:1>a3>0、1>a4>0、0.05≧a5≧0、及a3+a4+a5=1之數值]。
- 如申請專利範圍第5項所述之硬化性樹脂組成物,其中, 前述平均單元式(a-1)’所示的聚有機矽氧烷是矽倍半氧烷。
- 如申請專利範圍第4至6項中任一項所述之硬化性樹脂組成物,其中,相對於前述聚矽氧烷(A)全量,前述聚矽氧烷(D)的含量是1至70重量%。
- 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之硬化性樹脂組成物,其為密封劑。
- 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之硬化性樹脂組成物,其為透鏡形成用樹脂組成物。
- 一種硬化物,係如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之硬化性樹脂組成物的硬化物。
- 如申請專利範圍第10項所述之硬化物,厚度為3mm時在波長450nm之光線透過率為80%以上。
- 一種半導體裝置,係具有半導體元件、及密封前述半導體元件之密封材,其中,前述密封材是如申請專利範圍第8項所述之硬化性樹脂組成物的硬化物。
- 一種半導體裝置,係具有半導體元件及透鏡,其中,前述透鏡是如申請專利範圍第9項所述之硬化性樹脂組成物的硬化物。
- 一種半導體裝置,係有半導體元件、密封前述半導體元件之密封材及透鏡,其中,前述密封材是如申請專利範圍第8項所述之硬化性樹脂組成物的硬化物,前述透鏡是如申請專利範圍第9項所述之硬化性樹脂組成物的硬化物。
- 如申請專利範圍第12至14項中任一項所述之半導體裝置,其為光半導體裝置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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