硬化性オルガノポリシロキサン組成物および光半導体装置
【課題】 光透過性と接着性の耐久性が優れる、比較的高硬度の硬化物を形成する硬化性オルガノポリシロキサン組成物、さらには、信頼性が優れる光半導体装置を提供する。
【解決手段】 (Ａ)(Ａ−１)平均組成式で表されるオルガノポリシロキサンと(Ａ−２)平均組成式で表されるオルガノポリシロキサンからなるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン、(Ｂ)(Ｂ−１)平均分子式で表され、ケイ素原子結合水素原子を少なくとも０.５重量％含有するオルガノポリシロキサン、(Ｂ−２)平均組成式で表され、ケイ素原子結合水素原子を少なくとも０.５重量％含有するオルガノポリシロキサン、および必要に応じて(Ｂ−３)平均分子式で表されるオルガノポリシロキサンからなるケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサン、および(Ｃ)ヒドロシリル化反応用触媒から少なくともなる、光半導体素子の封止剤または接着剤として有用な硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【解決手段】 (Ａ)(Ａ−１)平均組成式で表されるオルガノポリシロキサンと(Ａ−２)平均組成式で表されるオルガノポリシロキサンからなるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン、(Ｂ)(Ｂ−１)平均分子式で表され、ケイ素原子結合水素原子を少なくとも０.５重量％含有するオルガノポリシロキサン、(Ｂ−２)平均組成式で表され、ケイ素原子結合水素原子を少なくとも０.５重量％含有するオルガノポリシロキサン、および必要に応じて(Ｂ−３)平均分子式で表されるオルガノポリシロキサンからなるケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサン、および(Ｃ)ヒドロシリル化反応用触媒から少なくともなる、光半導体素子の封止剤または接着剤として有用な硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬化性オルガノポリシロキサン組成物、および該組成物の硬化物により光半導体素子を封止および／または接着してなる光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトカプラー、発光ダイオード、固体撮像素子等の光半導体素子を有する光半導体装置において、該素子を封止あるいは接着するために硬化性オルガノポリシロキサン組成物が用いられている。この組成物には、その硬化物が光半導体素子から発光する光あるいは該素子に受光される光を吸収・散乱しないことが要求されると共に、光半導体装置の信頼性を向上させるため、該硬化物が着色や接着性の低下を生じないことが要求されている。
【０００３】
特許文献１には、高硬度で、光透過率が良好な硬化物を形成する硬化性オルガノポリシロキサン組成物が提案されている。しかし、この硬化物は、光半導体装置の製造工程あるいは使用中に破損しやすかったり、また、光半導体素子あるいは該素子のパッケージから剥離しやすいという問題がある。
【０００４】
また、特許文献２および３には、耐衝撃性に優れる硬化物を形成する硬化性オルガノポリシロキサン組成物が提案されている。しかし、これらの硬化物は黄変しやすいため、該硬化物により光半導体素子を封止あるいは接着した光半導体装置は、高温下で長時間使用されると、その信頼性が低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４２２００号公報
【特許文献２】特開２００７−０６３５３８号公報
【特許文献３】特開２００８−１２０８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、光透過性と接着性の耐久性が優れる、比較的高硬度の硬化物を形成する硬化性オルガノポリシロキサン組成物を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、信頼性に優れる光半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、
(Ａ)下記(Ａ−１)成分 １５〜３５重量％および下記(Ａ−２)成分 ６５〜８５重量％からなるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
(Ａ−１)平均組成式：
(Ｒ１３ＳiＯ１/２)ａ(Ｒ１２ＳiＯ２/２)ｂ(Ｒ１ＳiＯ３/２)ｃ(ＳiＯ４/２)ｄ
（式中、Ｒ１は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、メチル基、またはフェニル基であり、全Ｒ１の０.４〜５０モル％が炭素原子数２〜１０のアルケニル基であり、Ｒ１中のメチル基とフェニル基の合計の９０モル％以上がメチル基であり、ａ、ｂ、ｃ、およびｄは、０≦ａ≦０.０５、０.９≦ｂ≦１、０≦ｃ≦０.０３、０≦ｄ≦０.０３、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１を満たす数である。）
で表されるオルガノポリシロキサン
(Ａ−２)平均組成式：
(Ｒ２３ＳiＯ１/２)ｅ(Ｒ２２ＳiＯ２/２)ｆ(Ｒ２ＳiＯ３/２)ｇ(ＳiＯ４/２)ｈ(ＨＯ１/２)ｉ
（式中、Ｒ２は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、メチル基、またはフェニル基であり、全Ｒ２の５〜１０モル％が炭素原子数２〜１０のアルケニル基であり、Ｒ２中のメチル基とフェニル基の合計の９０モル％以上がメチル基であり、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、およびｉは、０.４≦ｅ≦０.６、０≦ｆ≦０.０５、０≦ｇ≦０.０５、０.４≦ｈ≦０.６、０.０１≦ｉ≦０.０５、かつ、ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１を満たす数である。）
で表されるオルガノポリシロキサン
(Ｂ)下記(Ｂ−１)成分 １０〜５０重量％、下記(Ｂ−２)成分 ５０〜９０重量％、および下記(Ｂ−３)成分 ０〜３０重量％からなるケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサン｛(Ａ)成分中のアルケニル基の合計モル数に対して、(Ｂ)成分中のケイ素原子結合水素原子のモル数が０.５〜２.０となる量｝
(Ｂ−１)平均分子式：
Ｒ３３ＳiＯ(Ｒ３２ＳiＯ)ｊ(Ｒ３ＨＳiＯ)ｋＳiＲ３３
（式中、Ｒ３はメチル基またはフェニル基であり、全Ｒ３の９０モル％以上がメチル基であり、ｊは０〜３５の数、ｋは５〜１００の数である。）
で表され、ケイ素原子結合水素原子を少なくとも０.５重量％含有するオルガノポリシロキサン
(Ｂ−２)平均組成式：
(ＨＲ４２ＳiＯ１/２)ｌ(Ｒ４３ＳiＯ１/２)ｍ(Ｒ４２ＳiＯ２/２)ｎ(Ｒ４ＳiＯ３/２)ｏ(ＳiＯ４/２)ｐ(Ｒ５Ｏ１/２)ｑ
（式中、Ｒ４はメチル基またはフェニル基であり、全Ｒ４の９０モル％以上がメチル基であり、Ｒ５は水素原子または炭素原子数１〜１０のアルキル基であり、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、およびｑは、０.４≦ｌ≦０.７、０≦ｍ≦０.２、０≦ｎ≦０.０５、０≦ｏ≦０.５、０.３≦ｐ≦０.６、０≦ｑ≦０.０５、かつ、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ＝１を満たす数である。）
で表され、ケイ素原子結合水素原子を少なくとも０.５重量％含有するオルガノポリシロキサン
(Ｂ−３)平均分子式：
ＨＲ６２ＳiＯ(Ｒ６２ＳiＯ)ｒＳiＲ６２Ｈ
（式中、Ｒ６はメチル基またはフェニル基であり、全Ｒ６中の９０モル％以上がメチル基であり、ｒは１０〜１００の数である。）
で表されるオルガノポリシロキサン
および
(Ｃ)ヒドロシリル化反応用触媒（本組成物を硬化させるのに十分な量）
から少なくともなる。
【０００８】
本組成物は、さらに(Ｄ)ＢＥＴ比表面積が２０〜２００ｍ２/ｇであるフュームドシリカを、上記(Ａ)成分〜(Ｃ)成分の合計１００重量部に対して１〜１０重量部含有することが好ましい。
【０００９】
このような本組成物は、硬化して、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータ硬さが３０〜７０である硬化物を形成するものが好ましく、光半導体素子、特には、発光ダイオードの封止剤または接着剤として好適である。
【００１０】
本発明の光半導体装置は、光半導体素子が上記組成物の硬化物により封止および／または接着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、光透過性と接着性の耐久性が優れる、比較的高硬度の硬化物を形成するという特徴がある。また、本発明の光半導体装置は、信頼性が優れるという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の光半導体装置の一例である表面実装型発光ダイオード（ＬＥＤ）装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
(Ａ)成分は本組成物の主剤であり、下記(Ａ−１)成分と下記(Ａ−２)成分からなるアルケニル基含有オルガノポリシロキサンである。
【００１４】
(Ａ−１)成分は、本組成物の取扱作業性と硬化物の硬化物の機械的強度を向上させるための成分であり、平均組成式：
(Ｒ１３ＳiＯ１/２)ａ(Ｒ１２ＳiＯ２/２)ｂ(Ｒ１ＳiＯ３/２)ｃ(ＳiＯ４/２)ｄ
で表されるオルガノポリシロキサンである。式中、Ｒ１は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、メチル基、またはフェニル基である。Ｒ１のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基が例示され、合成の容易さと反応性から、ビニル基が好ましい。ただし、全Ｒ１の０.４〜５０モル％は前記アルケニル基である。これは、アルケニル基の割合が上記範囲の下限未満であると、硬化物の機械的強度が低下するからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物が脆くなるからである。また、Ｒ１中のメチル基とフェニル基の合計を１００モル％としたとき、その９０モル％以上はメチル基である。これは、メチル基の割合が上記下限未満であると、硬化物が高温で着色しやすくなるからである。また、式中、ａ、ｂ、ｃ、およびｄはシロキサン構造単位の比率を表す数であり、０≦ａ≦０.０５、０.９≦ｂ≦１、０≦ｃ≦０.０３、０≦ｄ≦０.０３、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１を満たす数である。これは、ａが上記範囲の上限を超えると、本成分の粘度が低くなりすぎて、組成物の取扱作業性が低下したり、本成分が揮発性を有するようになり、硬化時に重量減少を起こしたり、硬化物の硬さが低下するからである。また、ｃおよびｄが上記範囲の上限を超えると、本成分の粘度が高くなりすぎて、組成物の取扱作業性が低下したり、硬化物が脆くなるからである。ｂの範囲は、ａ、ｃ、およびｄにより決まるが、ｂが上記範囲の下限未満であると、組成物に適度な粘度を付与できなかったり、硬化物に適度な硬さや機械的強度を付与できないからである。このような本成分の分子構造としては、直鎖状、環状、部分環状、部分分岐状が挙げられる。また、本成分は２５℃で液状であることが好ましく、具体的には、２５℃の粘度が３〜１００,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましく、特に、５〜５,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。これは、本成分の粘度が上記範囲の下限未満であると、硬化物の機械的強度が低下するからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、組成物の取扱作業性が低下するからである。
【００１５】
このような(Ａ−１)成分としては、下記の平均組成式で表されるオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、Ｖｉはビニル基を表し、Ｍｅはメチル基を表し、Ｐｈはフェニル基を表している。
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.０１２(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.９８８
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.００７(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.９９３
(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.００７(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.９８３(ＭｅＶｉＳiＯ２/２)０.０１０
(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.０１(ＭｅＶｉＳiＯ１/２)０.０１(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.９６(ＭｅＳiＯ３/２)０.０２
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.００５(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.８９５(ＭｅＰｈＳiＯ２/２)０.１００
【００１６】
また、このような(Ａ−１)成分としては、下記の平均分子式で表されるオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、ＶｉおよびＭｅは前記と同様である。
(ＭｅＶｉＳiＯ２/２)３
(ＭｅＶｉＳiＯ２/２)４
(ＭｅＶｉＳiＯ２/２)５
【００１７】
また、(Ａ−２)成分は、本組成物の硬化物に硬さと機械的強度を付与するための成分であり、平均組成式：
(Ｒ２３ＳiＯ１/２)ｅ(Ｒ２２ＳiＯ２/２)ｆ(Ｒ２ＳiＯ３/２)ｇ(ＳiＯ４/２)ｈ(ＨＯ１/２)ｉ
で表されるオルガノポリシロキサンである。式中、Ｒ２は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、メチル基、またはフェニル基である。Ｒ２のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基が例示され、合成の容易さおよび反応性から、ビニル基が好ましい。ただし、全Ｒ２の５〜１０モル％は前記アルケニル基である。これは、アルケニル基の割合が上記範囲の下限未満であると、硬化物の機械的強度が低下するからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物が脆くなるからである。また、Ｒ２のメチル基とフェニル基の合計を１００モル％としたとき、その９０モル％以上はメチル基である。これは、メチル基の割合が上記範囲の下限未満であると、硬化物が高温で着色しやすくなるからである。また、式中、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、およびｉはシロキサン構造単位と水酸基の比率を表す数であり、０.４≦ｅ≦０.６、０≦ｆ≦０.０５、０≦ｇ≦０.０５、０.４≦ｈ≦０.６、０.０１≦ｉ≦０.０５、かつ、ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１を満たす数である。これは、ｅが上記範囲の下限未満であると、硬化物の機械的強度が低下するからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物に十分な硬さを付与できなくなるからである。また、ｆが上記範囲の上限を超えると、硬化物に十分な硬さを付与できなくなるからである。また、ｇが上記範囲の上限を超えると、硬化物の機械的強度が低下するからである。また、ｈが上記範囲の下限未満であると、硬化物に十分な硬さを付与できなくなるからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、本成分の組成物中への分散性が低下し、硬化物に十分な機械的強度を付与できなくなるからである。また、ｉの範囲は特に本組成物の接着性を高める上で重要であり、ｉが上記範囲の下限未満であると、目的とする接着性が得られず、一方、ｉが上記範囲の上限を超えると、本成分の組成物中への分散性が低下し、硬化物に十分な機械的強度や接着性を付与できなくなるからである。このような本成分の分子構造としては、分岐状、網目状が挙げられる。本成分の２５℃における性状は特に限定されず、上記(Ａ−１)成分と相溶性があれば、液体であっても固体であってもよい。
【００１８】
このような(Ａ−２)成分としては、下記の平均組成式で表されるオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、Ｖｉ、Ｍｅ、およびＰｈは前記と同様である。
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.１０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.３３(ＳiＯ４/２)０.５７(ＨＯ１/２)０.０３
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.１３(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.３５(ＳiＯ４/２)０.５２(ＨＯ１/２)０.０２
(ＶｉＭｅＰｈＳiＯ１/２)０.１０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.４５(ＳiＯ４/２)０.４５(ＨＯ１/２)０.０３
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.０９(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.３１(ＳiＯ４/２)０.６０(ＨＯ１/２)０.０４
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.１０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.４０(ＳiＯ４/２)０.５０(ＨＯ１/２)０.０３
【００１９】
(Ａ)成分は、上記(Ａ−１)成分 １５〜３５重量％および上記(Ａ−２)成分 ６５〜８５重量％からなり、特に、上記(Ａ−１)成分 ２０〜３０重量％および上記(Ａ−２)成分 ７０〜８０重量％からなることが好ましい。これは、(Ａ−１)成分の含有量が上記範囲の上限を超えると、硬化物に十分な硬さと機械的強度を付与できなくなるからであり、一方、上記範囲の下限未満であると、組成物の取扱作業性が低下するとともに、硬化物が脆くなるからである。
【００２０】
このような(Ａ)成分としては、最終的に均一な組成物を調製できるのであれば、必ずしも(Ａ−１)成分と(Ａ−２)成分を予め混合しておく必要はない。このような(Ａ)成分は、取扱作業性が良好であることから、２５℃で液状であることが好ましく、具体的には、２５℃の粘度が１００〜５,０００,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましく、特に、５００〜１００,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。
【００２１】
(Ｂ)成分は、本組成物の架橋剤であり、下記(Ｂ−１)成分、下記(Ｂ−２)成分、および必要に応じてさらに下記(Ｂ−３)成分からなるケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサンである。
【００２２】
(Ｂ−１)成分は、架橋剤として作用するだけでなく、本組成物の界面接着性を向上させるのに有効な成分であり、平均分子式：
Ｒ３３ＳiＯ(Ｒ３２ＳiＯ)ｊ(Ｒ３ＨＳiＯ)ｋＳiＲ２３
で表されるオルガノポリシロキサンである。式中、Ｒ３はメチル基またはフェニル基である。ただし、全Ｒ３の９０モル％以上はメチル基である。これは、メチル基の割合が上記範囲の下限未満であると、硬化物が高温で着色しやすくなるからである。また、式中、ｊは０〜３５の範囲内の数であり、ｋは５〜１００の範囲内の数である。これは、ｊが上記範囲の上限を超えると、良好な接着性が得られなくなるからである。また、ｋが上記範囲の下限未満であると、良好な接着性が得られなくなり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物の機械的強度が低下するからである。また、本成分は、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.５重量％以上である。これは、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.５重量％未満であると、組成物が十分な接着性を発揮しにくくなるからである。本成分は、２５℃において液状であることが好ましく、２５℃の粘度が３〜１０,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましく、特に、５〜５,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。これは、本成分の粘度が上記範囲の下限未満であると、硬化物の機械的強度と接着性が低下するからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、組成物の取扱作業性が低下するからである。
【００２３】
このような(Ｂ−１)成分としては、下記の平均構造式を有するオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、ＭｅおよびＰｈは前記と同様である。
Ｍｅ３ＳiＯ(ＭｅＨＳiＯ)１０ＳiＭｅ３
Ｍｅ３ＳiＯ(ＭｅＨＳiＯ)８０ＳiＭｅ３
Ｍｅ３ＳiＯ(Ｍｅ２ＳiＯ)３０(ＭｅＨＳiＯ)３０ＳiＭｅ３
Ｍｅ２ＰｈＳiＯ(ＭｅＨＳiＯ)３５ＳiＭｅ２Ｐｈ
【００２４】
(Ｂ−２)成分は、架橋剤として作用するだけでなく、硬化物の機械的強度を高め、凝集接着性を高めるために有効な成分であり、平均組成式：
(ＨＲ４２ＳiＯ１/２)ｌ(Ｒ４３ＳiＯ１/２)ｍ(Ｒ４２ＳiＯ２/２)ｎ(Ｒ４ＳiＯ３/２)ｏ(ＳiＯ４/２)ｐ(Ｒ５Ｏ１/２)ｑ
で表されるオルガノポリシロキサンである。式中、Ｒ４はメチル基またはフェニル基である。ただし、全Ｒ４の９０モル％以上はメチル基である。これは、メチル基の割合が上記範囲の上限未満であると、硬化物が高温で着色を生じやすくなるからである。また、式中、Ｒ５は水素原子または炭素原子数１〜１０のアルキル基である。Ｒ５の炭素原子数１〜１０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基が例示される。また、式中、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、およびｑはシロキサン構造単位と水酸基またはアルコキシ基の比率を表し、０.４≦ｌ≦０.７、０≦ｍ≦０.２、０≦ｎ≦０.０５、０≦ｏ≦０.５、０.３≦ｐ≦０.６、０≦ｑ≦０.０５、かつ、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ＝１を満たす数である。これは、ｌが上記範囲の下限未満であると、目的とする硬さが得られないからであり、一方、上記範囲の上記範囲の上限を超えると、本成分の分子量が低下し、硬化物に十分な機械的強度を付与できなくなるからである。また、ｍが上限を超えると、目的とする硬さが得られなくなるからである。また、ｎが上記範囲の上限を超えると、目的とする硬さが得られなくなるからである。また、ｏが上記範囲の上限を超えると、本成分の組成物中への分散性が低下し、硬化物に十分な機械的強度を付与できなくなるからである。また、ｐが上記範囲の下限未満であると、目的とする硬さが得られなくなるからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、本成分の組成物中への分散性が低下し、硬化物に十分な機械的強度を付与できなくなるからである。また、ｑが上記範囲の上限を超えると、本成分の分子量が低下し、硬化物に十分な機械的強度を付与できなくなるからである。また、本成分は、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.５重量％以上である。これは、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.５重量％未満であると、硬化物に十分な機械的強度を付与できなくなるからである。本成分は、本組成物と十分な相溶性があれば、２５℃で液体であっても固体であっても構わない。
【００２５】
このような(Ｂ−２)成分としては、下記の平均組成式で表されるオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、ＭｅおよびＰｈは前記と同様である。
(ＨＭｅ２ＳiＯ１/２)０.６７(ＳiＯ４/２)０.３３
(ＨＭｅ２ＳiＯ１/２)０.５０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.１７(ＳiＯ４/２)０.３３
(ＨＭｅ２ＳiＯ１/２)０.６５(ＰｈＳiＯ３/２)０.０５(ＳiＯ４/２)０.３０
【００２６】
(Ｂ−３)成分は、硬化物の硬さを適度に制御するための任意成分であり、平均分子式：
ＨＲ６２ＳiＯ(Ｒ６２ＳiＯ)ｒＳiＲ６２Ｈ
で表されるオルガノポリシロキサンである。式中、Ｒ６はメチル基またはフェニル基である。ただし、全Ｒ６の９０モル％以上がメチル基である。これは、メチル基の割合が上記範囲の上限未満であると、硬化物が高温で着色を生じやすくなるからである。また、式中、ｒは１０〜１００の範囲内の数である。これは、ｒが上記範囲の下限未満であると、硬化物に適度な硬さを付与することが難しくなるからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物の機械的強度が低下するからである。
【００２７】
このような(Ｂ−３)成分としては、下記の平均分子式で表されるオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、ＭｅおよびＰｈは前記と同様である。
ＨＭｅ２ＳiＯ(Ｍｅ２ＳiＯ)２０ＳiＭｅ２Ｈ
ＨＭｅ２ＳiＯ(Ｍｅ２ＳiＯ)８０ＳiＭｅ２Ｈ
ＨＭｅ２ＳiＯ(Ｍｅ２ＳiＯ)５０(Ｍｅ２ＳiＯ)５ＳiＭｅ２Ｈ
【００２８】
(Ｂ)成分は、(Ｂ−１)成分 １０〜５０重量％、(Ｂ−２)成分 ５０〜９０重量％、および必要に応じて(Ｂ−３)成分 ０〜３０重量％からなり、好ましくは、(Ｂ−１)成分 ２５〜４５重量％、(Ｂ−２)成分 ５５〜７５重量％、および必要に応じて(Ｂ−３)成分 ０〜２５重量％からなる。これは、(Ｂ−１)成分の含有量が上記範囲の上限を超えると、硬化物の機械的強度が低下し、一方、上記範囲の下限未満であると、硬化物の接着性が低下するからである。また、(Ｂ−２)成分の含有量が上記範囲の上限を超えると、硬化物の接着性が低下し、一方、上記範囲の下限未満であると、硬化物の機械的強度が低下するからである。また、(Ｂ−３)成分の含有量が上記範囲の上限を超えると、硬化物の硬さが低下するからである。このような(Ｂ)成分は、最終的に均一な組成物を得ることができれば、必ずしも各成分を予め混合しておく必要はない。このような(Ｂ)成分としては、取扱作業性が良好であることから、２５℃において液状であることが好ましく、２５℃の粘度は、５〜１００,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましく、特に、１０〜５０,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。
【００２９】
(Ｂ)成分の含有量は、(Ｂ)成分中のケイ素原子結合水素原子が、(Ａ)成分中のアルケニル基の合計１モルに対して０.５〜２.０モル、好ましくは０.８〜１.８モルの範囲内となる量である。これは、(Ｂ)成分の含有量が上記範囲の下限未満あるいは上限を超える量であると、硬さ、機械特性、接着性の点で目的とする特性が得られなくなるからである。
【００３０】
(Ｃ)成分は、本組成物のヒドロシリル化反応を促進するためのヒドロシリル化反応用触媒である。このような(Ｃ)成分は、白金族元素触媒、白金族元素化合物触媒が好ましく、白金系触媒、ロジウム系触媒、パラジウム系触媒が例示される。(Ａ)成分と(Ｂ)成分のヒドロシリル化反応、ひいては本組成物の硬化を著しく促進できることから白金系触媒が好ましい。白金系触媒としては、白金微粉末、白金黒、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール変性物、塩化白金酸とジオレフィンの錯体、白金−オレフィン錯体、白金ビス（アセトアセテート）、白金ビス（アセチルアセトネート）などの白金−カルボニル錯体、塩化白金酸・ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体、塩化白金酸・テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン錯体などの塩化白金酸・アルケニルシロキサン錯体、白金・ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体、白金・テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン錯体などの白金・アルケニルシロキサン錯体、塩化白金酸とアセチレンアルコール類との錯体が例示されるが、ヒドロシリル化反応性能が良好であることから、白金−アルケニルシロキサン錯体が特に好ましい。
【００３１】
このアルケニルシロキサンとしては、１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサン、１,３,５,７−テトラメチル−１,３,５,７−テトラビニルシクロテトラシロキサン、これらのアルケニルシロキサンのメチル基の一部をエチル基、フェニル基等で置換したアルケニルシロキサンオリゴマー、これらのアルニルシロキサンのビニル基をアリル基、ヘキセニル基等で置換したアルケニルシロキサンオリゴマーが例示される。特に、生成する白金−アルケニルシロキサン錯体の安定性が良好であることから、１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサンが好ましい。
【００３２】
また、白金−アルケニルシロキサン錯体の安定性を向上させるため、これらの白金−アルケニルシロキサン錯体を、１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサン、１,３−ジアリル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサン、１,３−ジビニル−１,３−ジメチル−１,３−ジフェニルジシロキサン、１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラフェニルジシロキサン、１,３,５,７−テトラメチル−１,３,５,７−テトラビニルシクロテトラシロキサン等のアルケニルシロキサンオリゴマーやジメチルシロキサンオリゴマー等のオルガノシロキサンオリゴマーに溶解していることが好ましく、特にアルケニルシロキサンオリゴマーに溶解していることが好ましい。
【００３３】
(Ｃ)成分の含有量は、本組成物の硬化を促進する量であれば特に限定されず、具体的には、本組成物に対して、本成分中の白金族金属原子、特には白金原子が重量単位で０.０１〜５００ｐｐｍの範囲内となる量であることが好ましく、さらには、０.０１〜１００ｐｐｍの範囲内となる量であることが好ましく、特には、０.１〜５０ｐｐｍの範囲内となる量であることが好ましい。これは、(Ｃ)成分の含有量が上記範囲の下限未満であると、組成物が十分に硬化しなくなるからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物に着色等の問題を生じるおそれがあるからである。
【００３４】
本組成物には、取扱作業性および接着性を向上する目的で、(Ｄ)ＢＥＴ比表面積が２０〜２００ｍ２/ｇであるフュームドシリカを、上記(Ａ)〜(Ｃ)成分の合計１００重量部に対して１〜１０重量部含有していることが好ましい。これは、(Ｄ)成分のＢＥＴ比表面積が上記範囲の下限未満または上限を超えると、取扱作業上、適した粘度にならないからであり、また、(Ｄ)成分の含有量が上記範囲の上限を超えると、光透過性が低下するからである。
【００３５】
本組成物には、常温での可使時間を延長し、保存安定性を向上させるため、(Ｅ)成分として、１−エチニルシクロヘキサン−１−オール、２−メチル−３−ブチン−２−オール、３,５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、２−フェニル−３−ブチン−２−オール等のアルキンアルコール；３−メチル−３−ペンテン−１−イン、３,５−ジメチル−３−ヘキセン−１−イン等のエンイン化合物；１,３,５,７−テトラメチル−１,３,５,７−テトラビニルシクロテトラシロキサン、１,３,５,７−テトラメチル−１,３,５,７−テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン等のメチルアルケニルシロキサンオリゴマー；ジメチルビス（３−メチル−１−ブチン−３−オキシ）シラン、メチルビニルビス（３−メチル−１−ブチン−３−オキシ）シラン等のアルキンオキシシラン；ベンゾトリアゾール等のヒドロシリル化反応抑制剤を配合することが好ましい。
【００３６】
(Ｅ)成分の含有量は、(Ａ)成分と(Ｂ)成分と(Ｃ)成分の混合時にゲル化ないし硬化を抑制するのに十分な量であり、さらには長期間保存可能とするのに十分な量であり、具体的には、(Ａ)成分〜(Ｃ)成分の合計１００重量部に対して０.０００１〜５重量部の範囲内であることが好ましく、０.０１〜３重量部の範囲内であることがより好ましい。
【００３７】
また、本組成物には、硬化途上で接触している基材への接着性を更に向上させるために(Ｆ)接着促進剤を含有することが好ましい。この接着促進剤としては、ヒドロシリル化反応により硬化する硬化性オルガノポリシロキサン組成物に添加し得る公知のものを用いることができる。
【００３８】
このような(Ｆ)成分としては、トリアルコキシシロキシ基（例えば、トリメトキシシロキシ基、トリエトキシシロキシ基）もしくはトリアルコキシシリルアルキル基（例えば、トリメトキシシリルエチル基、トリエトキシシリルエチル基）と、ヒドロシリル基もしくはアルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基）を有するオルガノシラン、またはケイ素原子数４〜２０程度の直鎖状構造、分岐状構造又は環状構造のオルガノシロキサンオリゴマー；トリアルコキシシロキシ基もしくはトリアルコキシシリルアルキル基とメタクリロキシアルキル基（例えば、３−メタクリロキシプロピル基）を有するオルガノシラン、またはケイ素原子数４〜２０程度の直鎖状構造、分岐状構造又は環状構造のオルガノシロキサンオリゴマー；トリアルコキシシロキシ基もしくはトリアルコキシシリルアルキル基とエポキシ基結合アルキル基（例えば、３−グリシドキシプロピル基、４−グリシドキシブチル基、２−(３,４−エポキシシクロヘキシル)エチル基、３−(３,４−エポキシシクロヘキシル)プロピル基）を有するオルガノシランまたはケイ素原子数４〜２０程度の直鎖状構造、分岐状構造又は環状構造のオルガノシロキサンオリゴマー；アミノアルキルトリアルコキシシランとエポキシ基結合アルキルトリアルコキシシランの反応物、エポキシ基含有エチルポリシリケートが挙げられ、具体的には、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、ハイドロジェントリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランと３−アミノプロピルトリエトキシシランの反応物、シラノール基封鎖メチルビニルシロキサンオリゴマーと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの縮合反応物、シラノール基封鎖メチルビニルシロキサンオリゴマーと３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランの縮合反応物、トリス（３−トリメトキシシリルプロピル）イソシアヌレートが挙げられる。
【００３９】
このような(Ｆ)成分は、硬化物が加熱下で長時間使用されたときの耐黄変性と光透過性低下防止の観点より、アミノ基などの活性窒素原子を含有しないものが好ましい。これら接着促進剤は、低粘度の液状であることが好ましく、２５℃の粘度が１〜５００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。
【００４０】
また、このような(Ｆ)成分の含有量は、硬化特性、特に硬化物の変色を促進しない範囲であることが好ましく、(Ａ)成分〜(Ｃ)成分の合計１００重量部に対して０.０１〜５重量部の範囲内であることが好ましく、特に、０.１〜３重量部の範囲内であることが好ましい。
【００４１】
本組成物には、本発明の目的を損なわない限り、その他任意の成分として、(Ｄ)成分以外のシリカ、ガラス、アルミナ、酸化亜鉛等の無機質充填剤；シリコーンゴム粉末；シリコーン樹脂、ポリメタクリレート樹脂等の樹脂粉末；耐熱剤、染料、顔料、難燃性付与剤、溶剤等を配合してもよい。
【００４２】
本組成物は、取扱作業性の点から、２５℃において液状であることが好ましく、２５℃の粘度は１０〜１,０００,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。本組成物を光半導体素子の封止剤として用いる場合には、２５℃の粘度が１００〜１０,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましく、また、本組成物を光半導体素子の接着剤として用いる場合には、２５℃の粘度が１,０００〜５００,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。
【００４３】
本組成物は、室温放置や、加熱により硬化が進行するが、迅速に硬化させるためには加熱することが好ましい。加熱温度は、５０〜２００℃の範囲内であることが好ましい。
【００４４】
このような本組成物は、スチール、ステンレススチール、アルミニウム、銅、銀、チタン、チタン合金等の金属；シリコン半導体、ガリウムリン系半導体、ガリウム砒素系半導体、ガリウムナイトライド系半導体等の半導体素子；セラミック、ガラス、熱硬化性樹脂、極性基を有する熱可塑性樹脂等に対する初期接着性、接着耐久性、特には冷熱サイクルを受けたときの接着耐久性が優れている。
【００４５】
本組成物は、硬化して、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータ硬さが３０〜７０である硬化物を形成することが好ましい。これは、硬さが上記範囲の下限未満であると、凝集力が乏しく、十分な強度と接着性が得られなくなるからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物が脆くなり、十分な接着性が得られなくなるからである。
【００４６】
次に、本発明の光半導体装置について詳細に説明する。
本発明の光半導体装置は、筺体内の光半導体素子が上記組成物からなる封止剤の硬化物により封止されているか、または上記組成物からなる接着剤の硬化物により接着されていることを特徴とする。この光半導体素子としては、具体的には、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ、フォトダイオード、フォトトランジスタ、固体撮像、フォトカプラー用発光体と受光体が例示され、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）であることが好ましい。
【００４７】
発光ダイオード（ＬＥＤ）では、半導体の上下左右から発光が起きるので、装置を構成する部品は、光を吸収するものは好ましくなく、光透過率が高いか、反射率の高い材料が選ばれる。光半導体素子が搭載される基板もその例外でない。この基板としては、銀、金、銅等の導電性金属；アルミニウム、ニッケル等の非導電性の金属；ＰＰＡやＬＣＰ等の白色顔料を混合した熱可塑性樹脂；エポキシ樹脂、ＢＴ樹脂、ポリイミド樹脂やシリコーン樹脂等の白色顔料を含有する熱硬化性樹脂；アルミナ、窒化アルミナ等のセラミックスが例示される。本発明の組成物は、光半導体素子および基板に対して接着性が良好であるので、得られる光半導体装置の信頼性を向上することができる。
【００４８】
本発明の光半導体装置を図１により詳細に説明する。図１は光半導体装置の代表例である単体の表面実装型発光ダイオード（ＬＥＤ）装置の断面図である。図１の発光ダイオード（ＬＥＤ）装置は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂製筐体１内のダイパッド３上に発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ５が接着材４によりダイボンディングされ、この発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ５とインナーリード２とがボンディングワイヤ６によりワイヤボンディングされ、封止材７により該筐体内壁とともに封止されている。本発明の光半導体装置において、接着材４および／または封止材７を形成する組成物として、本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物が使用される。
【実施例】
【００４９】
本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物および光半導体装置を実施例と比較例により詳細に説明する。なお、実施例・比較例中の粘度は２５℃における値であり、また、実施例・比較例中の硬化性オルガノポリシロキサン組成物を調製するため、次の成分を用いた。なお、式中、Ｖｉはビニル基を表し、Ｍｅはメチル基を表し、Ｐｈはフェニル基を表し、Ｖｉ％は全有機基中のビニル基の割合（モル％）を表し、Ｍｅ％はメチル基とフェニル基の合計中のメチル基の割合（モル％）を表す。また、表中、ＳｉＨ／Ｖｉの比率は、組成物中、(ａ−１)成分〜(ａ−９)成分のビニル基の合計１モルに対する、(ｂ−１)成分〜(ｂ−６)成分のケイ素原子結合水素原子の合計モル数の値を表す。
【００５０】
(ａ−１)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.０４２(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.９５８
で表される、粘度６０ｍＰa・ｓのオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝２.０６モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−２)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.０１２(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.９８８
で表される、粘度５５０ｍＰa・ｓのオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝０.６０モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−３)成分：平均分子式：
(ＭｅＶｉＳiＯ２/２)４
で表される、粘度４ｍＰa・ｓのオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝５０モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−４)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.０９(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.４３(ＳiＯ４/２)０.４８(ＨＯ１/２)０.０３
で表される、２５℃で固体状のオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝５.８モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−５)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.１０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.４５(ＳiＯ４/２)０.４５(ＨＯ１/２)０.０２
で表される、２５℃で固体状のオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝６.１モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−６)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.０９(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.４３(ＳiＯ４/２)０.４８(ＨＯ１/２)０.００５
で表される、２５℃で固体状のオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝５.８モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−７)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.１０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.４２(ＳiＯ４/２)０.４８(ＨＯ１/２)０.０７
で表される、２５℃で固体状のオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝６.４モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−８)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.１７(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.５０(ＳiＯ４/２)０.３３(ＨＯ１/２)０.０４
で表される、２５℃で固体状のオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝８.５モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−９)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.０５(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.３０(ＳiＯ４/２)０.６５(ＨＯ１/２)０.０３
で表される、粘度５００ｍＰa・ｓのオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝４.８モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
【００５１】
(ｂ−１)成分：粘度が１０ｍＰa・ｓであり、ケイ素原子結合水素原子の含有量が１.３重量％である、平均分子式：
Ｍｅ３ＳiＯ(ＭｅＨＳiＯ)１０ＳiＭｅ３
で表されるオルガノポリシロキサン（Ｍｅ％＝１００モル％）
(ｂ−２)成分：粘度が２００ｍＰa・ｓであり、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.７２重量％である、平均分子式：
Ｍｅ３ＳiＯ(Ｍｅ２ＳiＯ)３０(ＭｅＨＳiＯ)３０ＳiＭｅ３
で表されるオルガノポリシロキサン（Ｍｅ％＝１００モル％）
(ｂ−３)成分：粘度が２００ｍＰa・ｓであり、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.３４重量％である、平均分子式：
Ｍｅ３ＳiＯ(Ｍｅ２ＳiＯ)４５(ＭｅＨＳiＯ)１５ＳiＭｅ３
で表されるオルガノポリシロキサン（Ｍｅ％＝１００モル％）
(ｂ−４)成分：粘度が１２０ｍＰa・ｓであり、ケイ素原子結合水素原子の含有量が１.０３重量％である、平均組成式：
(ＨＭｅ２ＳiＯ１/２)０.６７(ＳiＯ４/２)０.３３
で表されるオルガノポリシロキサン（Ｍｅ％＝１００％）
(ｂ−５)成分：粘度が１３０ｍＰa・ｓであり、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.７４重量％である、平均組成式：
(ＨＭｅ２ＳiＯ１/２)０.５０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.１７(ＳiＯ４/２)０.３３
で表されるオルガノポリシロサキン（Ｍｅ％＝１００モル％）
(ｂ−６)成分：粘度が２００ｍＰa・ｓであり、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.６５重量％である、平均組成式：
(ＨＭｅ２ＳiＯ１/２)０.６０(ＰｈＳiＯ３/２)０.４０
で表されるオルガノポリシロサキン（Ｍｅ％＝７５モル％）
【００５２】
(ｃ)成分：白金金属の含有量が約４重量％である、白金の１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサン錯体の１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサン溶液
(ｄ−１)成分：ＢＥＴ比表面積が１１５〜１６５ｍ２/ｇであり、その表面がヘキサメチルジシラザンで疎水化処理されたフュームドシリカ（日本アエロジル社製の商品名：ＲＸ２００）
(ｄ−２)成分：ＢＥＴ比表面積が３０〜５０ｍ２/ｇであり、その表面がヘキサメチルジシラザンで疎水化処理されたフュームドシリカ（日本アエロジル社製の商品名：ＮＡＸ５０）
(ｅ)成分：１−エチニルシクロヘキサン−１−オール
(ｆ)成分：２５℃における粘度が３０ｍＰa・ｓである分子鎖両末端シラノール基封鎖メチルビニルシロキサンオリゴマーと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの縮合反応物
【００５３】
また、実施例・比較例中の硬化性オルガノポリシロキサン組成物の粘度、該組成物を硬化して得られる硬化物の硬さ、光透過性および接着力を次のようにして測定した。
【００５４】
［硬化性オルガノポリシロキサン組成物の粘度］
硬化性オルガノポリシロキサン組成物を調製後、３０分以内に、粘弾性測定装置（ティー・エイ・インスツルメント社製ＡＲ-５５０）において、直径２０ｍｍの２°コーンプレートを用いて、せん断速度１０（１／ｓ）の条件で粘度を測定した。
【００５５】
［硬化物の硬さ］
硬化性オルガノポリシロキサン組成物を１５０℃で１時間プレス成形することによりシート状硬化物を作製した。このシート状硬化物の硬さをＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータにより測定した。
また、このシート状硬化物を１５０℃のオーブン中で１０００時間静置した。耐熱後の硬さを上記と同様に測定した。
【００５６】
［硬化物の透過率］
硬化性オルガノポリシロキサン組成物を２枚のガラス板間に入れ１５０℃で１時間保持して硬化させた。硬化物（光路長０.１ｃｍ）の光透過率を、可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の範囲において任意の波長で測定できる自記分光光度計を用いて２５℃で測定した。ガラス板込みの光透過率とガラス板のみの光透過率を測定して、その差を硬化物の光透過率とした。なお、表１には波長４５０ｎｍにおける光透過率を記載した。
また、上記の硬化物を１５０℃のオーブン中で１０００時間静置した。耐熱後の透過率を上記と同様に測定した。
【００５７】
［硬化物の接着力］
２枚の銀メッキした鋼板（幅２５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）間にポリテトラフルオロエチレン樹脂製スペーサ（幅１０ｍｍ、長さ２０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を挟み込み、その隙間に硬化性オルガノポリシロキサン組成物を充填し、クリップで留め、１５０℃の熱風循環式オーブン中に１時間保持して硬化させた。室温に冷却後、クリップとスペーサを外した試験片を引張試験機により水平反対方向に引張って、硬化物の接着力を測定した。
また、上記の試験片を１５０℃のオーブン中で１０００時間静置した。耐熱後の接着力を上記と同様に測定した。
【００５８】
［実施例１〜４、比較例１〜６］
表１に示した混合比で硬化性オルガノポリシロキサン組成物を調製した。硬化物の諸特性を上記のようにして測定し、それらの結果を表１に示した。
【００５９】
【表１】
【００６０】
［実施例５〜８、比較例７〜１２］
表２に示した混合比で硬化性オルガノポリシロキサン組成物を調製した。硬化物の諸特性を上記のようにして測定し、それらの結果を表２に示した。
【００６１】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ、フォトダイオード、フォトトランジスタ、固体撮像、フォトカプラー用発光体と受光体などの光半導体素子の封止剤あるいは接着剤として有用である。また、本発明の光半導体装置は、光学装置、光学機器、照明機器、照明装置などの光半導体装置として有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１ ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂製筐体
２ インナーリード
３ ダイパッド
４ 接着材
５ 発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ
６ ボンディングワイヤ
７ 封止材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬化性オルガノポリシロキサン組成物、および該組成物の硬化物により光半導体素子を封止および／または接着してなる光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトカプラー、発光ダイオード、固体撮像素子等の光半導体素子を有する光半導体装置において、該素子を封止あるいは接着するために硬化性オルガノポリシロキサン組成物が用いられている。この組成物には、その硬化物が光半導体素子から発光する光あるいは該素子に受光される光を吸収・散乱しないことが要求されると共に、光半導体装置の信頼性を向上させるため、該硬化物が着色や接着性の低下を生じないことが要求されている。
【０００３】
特許文献１には、高硬度で、光透過率が良好な硬化物を形成する硬化性オルガノポリシロキサン組成物が提案されている。しかし、この硬化物は、光半導体装置の製造工程あるいは使用中に破損しやすかったり、また、光半導体素子あるいは該素子のパッケージから剥離しやすいという問題がある。
【０００４】
また、特許文献２および３には、耐衝撃性に優れる硬化物を形成する硬化性オルガノポリシロキサン組成物が提案されている。しかし、これらの硬化物は黄変しやすいため、該硬化物により光半導体素子を封止あるいは接着した光半導体装置は、高温下で長時間使用されると、その信頼性が低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４２２００号公報
【特許文献２】特開２００７−０６３５３８号公報
【特許文献３】特開２００８−１２０８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、光透過性と接着性の耐久性が優れる、比較的高硬度の硬化物を形成する硬化性オルガノポリシロキサン組成物を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、信頼性に優れる光半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、
(Ａ)下記(Ａ−１)成分 １５〜３５重量％および下記(Ａ−２)成分 ６５〜８５重量％からなるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
(Ａ−１)平均組成式：
(Ｒ１３ＳiＯ１/２)ａ(Ｒ１２ＳiＯ２/２)ｂ(Ｒ１ＳiＯ３/２)ｃ(ＳiＯ４/２)ｄ
（式中、Ｒ１は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、メチル基、またはフェニル基であり、全Ｒ１の０.４〜５０モル％が炭素原子数２〜１０のアルケニル基であり、Ｒ１中のメチル基とフェニル基の合計の９０モル％以上がメチル基であり、ａ、ｂ、ｃ、およびｄは、０≦ａ≦０.０５、０.９≦ｂ≦１、０≦ｃ≦０.０３、０≦ｄ≦０.０３、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１を満たす数である。）
で表されるオルガノポリシロキサン
(Ａ−２)平均組成式：
(Ｒ２３ＳiＯ１/２)ｅ(Ｒ２２ＳiＯ２/２)ｆ(Ｒ２ＳiＯ３/２)ｇ(ＳiＯ４/２)ｈ(ＨＯ１/２)ｉ
（式中、Ｒ２は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、メチル基、またはフェニル基であり、全Ｒ２の５〜１０モル％が炭素原子数２〜１０のアルケニル基であり、Ｒ２中のメチル基とフェニル基の合計の９０モル％以上がメチル基であり、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、およびｉは、０.４≦ｅ≦０.６、０≦ｆ≦０.０５、０≦ｇ≦０.０５、０.４≦ｈ≦０.６、０.０１≦ｉ≦０.０５、かつ、ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１を満たす数である。）
で表されるオルガノポリシロキサン
(Ｂ)下記(Ｂ−１)成分 １０〜５０重量％、下記(Ｂ−２)成分 ５０〜９０重量％、および下記(Ｂ−３)成分 ０〜３０重量％からなるケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサン｛(Ａ)成分中のアルケニル基の合計モル数に対して、(Ｂ)成分中のケイ素原子結合水素原子のモル数が０.５〜２.０となる量｝
(Ｂ−１)平均分子式：
Ｒ３３ＳiＯ(Ｒ３２ＳiＯ)ｊ(Ｒ３ＨＳiＯ)ｋＳiＲ３３
（式中、Ｒ３はメチル基またはフェニル基であり、全Ｒ３の９０モル％以上がメチル基であり、ｊは０〜３５の数、ｋは５〜１００の数である。）
で表され、ケイ素原子結合水素原子を少なくとも０.５重量％含有するオルガノポリシロキサン
(Ｂ−２)平均組成式：
(ＨＲ４２ＳiＯ１/２)ｌ(Ｒ４３ＳiＯ１/２)ｍ(Ｒ４２ＳiＯ２/２)ｎ(Ｒ４ＳiＯ３/２)ｏ(ＳiＯ４/２)ｐ(Ｒ５Ｏ１/２)ｑ
（式中、Ｒ４はメチル基またはフェニル基であり、全Ｒ４の９０モル％以上がメチル基であり、Ｒ５は水素原子または炭素原子数１〜１０のアルキル基であり、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、およびｑは、０.４≦ｌ≦０.７、０≦ｍ≦０.２、０≦ｎ≦０.０５、０≦ｏ≦０.５、０.３≦ｐ≦０.６、０≦ｑ≦０.０５、かつ、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ＝１を満たす数である。）
で表され、ケイ素原子結合水素原子を少なくとも０.５重量％含有するオルガノポリシロキサン
(Ｂ−３)平均分子式：
ＨＲ６２ＳiＯ(Ｒ６２ＳiＯ)ｒＳiＲ６２Ｈ
（式中、Ｒ６はメチル基またはフェニル基であり、全Ｒ６中の９０モル％以上がメチル基であり、ｒは１０〜１００の数である。）
で表されるオルガノポリシロキサン
および
(Ｃ)ヒドロシリル化反応用触媒（本組成物を硬化させるのに十分な量）
から少なくともなる。
【０００８】
本組成物は、さらに(Ｄ)ＢＥＴ比表面積が２０〜２００ｍ２/ｇであるフュームドシリカを、上記(Ａ)成分〜(Ｃ)成分の合計１００重量部に対して１〜１０重量部含有することが好ましい。
【０００９】
このような本組成物は、硬化して、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータ硬さが３０〜７０である硬化物を形成するものが好ましく、光半導体素子、特には、発光ダイオードの封止剤または接着剤として好適である。
【００１０】
本発明の光半導体装置は、光半導体素子が上記組成物の硬化物により封止および／または接着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、光透過性と接着性の耐久性が優れる、比較的高硬度の硬化物を形成するという特徴がある。また、本発明の光半導体装置は、信頼性が優れるという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の光半導体装置の一例である表面実装型発光ダイオード（ＬＥＤ）装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
(Ａ)成分は本組成物の主剤であり、下記(Ａ−１)成分と下記(Ａ−２)成分からなるアルケニル基含有オルガノポリシロキサンである。
【００１４】
(Ａ−１)成分は、本組成物の取扱作業性と硬化物の硬化物の機械的強度を向上させるための成分であり、平均組成式：
(Ｒ１３ＳiＯ１/２)ａ(Ｒ１２ＳiＯ２/２)ｂ(Ｒ１ＳiＯ３/２)ｃ(ＳiＯ４/２)ｄ
で表されるオルガノポリシロキサンである。式中、Ｒ１は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、メチル基、またはフェニル基である。Ｒ１のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基が例示され、合成の容易さと反応性から、ビニル基が好ましい。ただし、全Ｒ１の０.４〜５０モル％は前記アルケニル基である。これは、アルケニル基の割合が上記範囲の下限未満であると、硬化物の機械的強度が低下するからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物が脆くなるからである。また、Ｒ１中のメチル基とフェニル基の合計を１００モル％としたとき、その９０モル％以上はメチル基である。これは、メチル基の割合が上記下限未満であると、硬化物が高温で着色しやすくなるからである。また、式中、ａ、ｂ、ｃ、およびｄはシロキサン構造単位の比率を表す数であり、０≦ａ≦０.０５、０.９≦ｂ≦１、０≦ｃ≦０.０３、０≦ｄ≦０.０３、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１を満たす数である。これは、ａが上記範囲の上限を超えると、本成分の粘度が低くなりすぎて、組成物の取扱作業性が低下したり、本成分が揮発性を有するようになり、硬化時に重量減少を起こしたり、硬化物の硬さが低下するからである。また、ｃおよびｄが上記範囲の上限を超えると、本成分の粘度が高くなりすぎて、組成物の取扱作業性が低下したり、硬化物が脆くなるからである。ｂの範囲は、ａ、ｃ、およびｄにより決まるが、ｂが上記範囲の下限未満であると、組成物に適度な粘度を付与できなかったり、硬化物に適度な硬さや機械的強度を付与できないからである。このような本成分の分子構造としては、直鎖状、環状、部分環状、部分分岐状が挙げられる。また、本成分は２５℃で液状であることが好ましく、具体的には、２５℃の粘度が３〜１００,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましく、特に、５〜５,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。これは、本成分の粘度が上記範囲の下限未満であると、硬化物の機械的強度が低下するからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、組成物の取扱作業性が低下するからである。
【００１５】
このような(Ａ−１)成分としては、下記の平均組成式で表されるオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、Ｖｉはビニル基を表し、Ｍｅはメチル基を表し、Ｐｈはフェニル基を表している。
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.０１２(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.９８８
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.００７(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.９９３
(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.００７(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.９８３(ＭｅＶｉＳiＯ２/２)０.０１０
(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.０１(ＭｅＶｉＳiＯ１/２)０.０１(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.９６(ＭｅＳiＯ３/２)０.０２
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.００５(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.８９５(ＭｅＰｈＳiＯ２/２)０.１００
【００１６】
また、このような(Ａ−１)成分としては、下記の平均分子式で表されるオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、ＶｉおよびＭｅは前記と同様である。
(ＭｅＶｉＳiＯ２/２)３
(ＭｅＶｉＳiＯ２/２)４
(ＭｅＶｉＳiＯ２/２)５
【００１７】
また、(Ａ−２)成分は、本組成物の硬化物に硬さと機械的強度を付与するための成分であり、平均組成式：
(Ｒ２３ＳiＯ１/２)ｅ(Ｒ２２ＳiＯ２/２)ｆ(Ｒ２ＳiＯ３/２)ｇ(ＳiＯ４/２)ｈ(ＨＯ１/２)ｉ
で表されるオルガノポリシロキサンである。式中、Ｒ２は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、メチル基、またはフェニル基である。Ｒ２のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基が例示され、合成の容易さおよび反応性から、ビニル基が好ましい。ただし、全Ｒ２の５〜１０モル％は前記アルケニル基である。これは、アルケニル基の割合が上記範囲の下限未満であると、硬化物の機械的強度が低下するからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物が脆くなるからである。また、Ｒ２のメチル基とフェニル基の合計を１００モル％としたとき、その９０モル％以上はメチル基である。これは、メチル基の割合が上記範囲の下限未満であると、硬化物が高温で着色しやすくなるからである。また、式中、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、およびｉはシロキサン構造単位と水酸基の比率を表す数であり、０.４≦ｅ≦０.６、０≦ｆ≦０.０５、０≦ｇ≦０.０５、０.４≦ｈ≦０.６、０.０１≦ｉ≦０.０５、かつ、ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１を満たす数である。これは、ｅが上記範囲の下限未満であると、硬化物の機械的強度が低下するからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物に十分な硬さを付与できなくなるからである。また、ｆが上記範囲の上限を超えると、硬化物に十分な硬さを付与できなくなるからである。また、ｇが上記範囲の上限を超えると、硬化物の機械的強度が低下するからである。また、ｈが上記範囲の下限未満であると、硬化物に十分な硬さを付与できなくなるからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、本成分の組成物中への分散性が低下し、硬化物に十分な機械的強度を付与できなくなるからである。また、ｉの範囲は特に本組成物の接着性を高める上で重要であり、ｉが上記範囲の下限未満であると、目的とする接着性が得られず、一方、ｉが上記範囲の上限を超えると、本成分の組成物中への分散性が低下し、硬化物に十分な機械的強度や接着性を付与できなくなるからである。このような本成分の分子構造としては、分岐状、網目状が挙げられる。本成分の２５℃における性状は特に限定されず、上記(Ａ−１)成分と相溶性があれば、液体であっても固体であってもよい。
【００１８】
このような(Ａ−２)成分としては、下記の平均組成式で表されるオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、Ｖｉ、Ｍｅ、およびＰｈは前記と同様である。
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.１０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.３３(ＳiＯ４/２)０.５７(ＨＯ１/２)０.０３
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.１３(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.３５(ＳiＯ４/２)０.５２(ＨＯ１/２)０.０２
(ＶｉＭｅＰｈＳiＯ１/２)０.１０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.４５(ＳiＯ４/２)０.４５(ＨＯ１/２)０.０３
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.０９(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.３１(ＳiＯ４/２)０.６０(ＨＯ１/２)０.０４
(ＶｉＭｅ２ＳiＯ１/２)０.１０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.４０(ＳiＯ４/２)０.５０(ＨＯ１/２)０.０３
【００１９】
(Ａ)成分は、上記(Ａ−１)成分 １５〜３５重量％および上記(Ａ−２)成分 ６５〜８５重量％からなり、特に、上記(Ａ−１)成分 ２０〜３０重量％および上記(Ａ−２)成分 ７０〜８０重量％からなることが好ましい。これは、(Ａ−１)成分の含有量が上記範囲の上限を超えると、硬化物に十分な硬さと機械的強度を付与できなくなるからであり、一方、上記範囲の下限未満であると、組成物の取扱作業性が低下するとともに、硬化物が脆くなるからである。
【００２０】
このような(Ａ)成分としては、最終的に均一な組成物を調製できるのであれば、必ずしも(Ａ−１)成分と(Ａ−２)成分を予め混合しておく必要はない。このような(Ａ)成分は、取扱作業性が良好であることから、２５℃で液状であることが好ましく、具体的には、２５℃の粘度が１００〜５,０００,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましく、特に、５００〜１００,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。
【００２１】
(Ｂ)成分は、本組成物の架橋剤であり、下記(Ｂ−１)成分、下記(Ｂ−２)成分、および必要に応じてさらに下記(Ｂ−３)成分からなるケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサンである。
【００２２】
(Ｂ−１)成分は、架橋剤として作用するだけでなく、本組成物の界面接着性を向上させるのに有効な成分であり、平均分子式：
Ｒ３３ＳiＯ(Ｒ３２ＳiＯ)ｊ(Ｒ３ＨＳiＯ)ｋＳiＲ２３
で表されるオルガノポリシロキサンである。式中、Ｒ３はメチル基またはフェニル基である。ただし、全Ｒ３の９０モル％以上はメチル基である。これは、メチル基の割合が上記範囲の下限未満であると、硬化物が高温で着色しやすくなるからである。また、式中、ｊは０〜３５の範囲内の数であり、ｋは５〜１００の範囲内の数である。これは、ｊが上記範囲の上限を超えると、良好な接着性が得られなくなるからである。また、ｋが上記範囲の下限未満であると、良好な接着性が得られなくなり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物の機械的強度が低下するからである。また、本成分は、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.５重量％以上である。これは、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.５重量％未満であると、組成物が十分な接着性を発揮しにくくなるからである。本成分は、２５℃において液状であることが好ましく、２５℃の粘度が３〜１０,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましく、特に、５〜５,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。これは、本成分の粘度が上記範囲の下限未満であると、硬化物の機械的強度と接着性が低下するからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、組成物の取扱作業性が低下するからである。
【００２３】
このような(Ｂ−１)成分としては、下記の平均構造式を有するオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、ＭｅおよびＰｈは前記と同様である。
Ｍｅ３ＳiＯ(ＭｅＨＳiＯ)１０ＳiＭｅ３
Ｍｅ３ＳiＯ(ＭｅＨＳiＯ)８０ＳiＭｅ３
Ｍｅ３ＳiＯ(Ｍｅ２ＳiＯ)３０(ＭｅＨＳiＯ)３０ＳiＭｅ３
Ｍｅ２ＰｈＳiＯ(ＭｅＨＳiＯ)３５ＳiＭｅ２Ｐｈ
【００２４】
(Ｂ−２)成分は、架橋剤として作用するだけでなく、硬化物の機械的強度を高め、凝集接着性を高めるために有効な成分であり、平均組成式：
(ＨＲ４２ＳiＯ１/２)ｌ(Ｒ４３ＳiＯ１/２)ｍ(Ｒ４２ＳiＯ２/２)ｎ(Ｒ４ＳiＯ３/２)ｏ(ＳiＯ４/２)ｐ(Ｒ５Ｏ１/２)ｑ
で表されるオルガノポリシロキサンである。式中、Ｒ４はメチル基またはフェニル基である。ただし、全Ｒ４の９０モル％以上はメチル基である。これは、メチル基の割合が上記範囲の上限未満であると、硬化物が高温で着色を生じやすくなるからである。また、式中、Ｒ５は水素原子または炭素原子数１〜１０のアルキル基である。Ｒ５の炭素原子数１〜１０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基が例示される。また、式中、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、およびｑはシロキサン構造単位と水酸基またはアルコキシ基の比率を表し、０.４≦ｌ≦０.７、０≦ｍ≦０.２、０≦ｎ≦０.０５、０≦ｏ≦０.５、０.３≦ｐ≦０.６、０≦ｑ≦０.０５、かつ、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ＝１を満たす数である。これは、ｌが上記範囲の下限未満であると、目的とする硬さが得られないからであり、一方、上記範囲の上記範囲の上限を超えると、本成分の分子量が低下し、硬化物に十分な機械的強度を付与できなくなるからである。また、ｍが上限を超えると、目的とする硬さが得られなくなるからである。また、ｎが上記範囲の上限を超えると、目的とする硬さが得られなくなるからである。また、ｏが上記範囲の上限を超えると、本成分の組成物中への分散性が低下し、硬化物に十分な機械的強度を付与できなくなるからである。また、ｐが上記範囲の下限未満であると、目的とする硬さが得られなくなるからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、本成分の組成物中への分散性が低下し、硬化物に十分な機械的強度を付与できなくなるからである。また、ｑが上記範囲の上限を超えると、本成分の分子量が低下し、硬化物に十分な機械的強度を付与できなくなるからである。また、本成分は、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.５重量％以上である。これは、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.５重量％未満であると、硬化物に十分な機械的強度を付与できなくなるからである。本成分は、本組成物と十分な相溶性があれば、２５℃で液体であっても固体であっても構わない。
【００２５】
このような(Ｂ−２)成分としては、下記の平均組成式で表されるオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、ＭｅおよびＰｈは前記と同様である。
(ＨＭｅ２ＳiＯ１/２)０.６７(ＳiＯ４/２)０.３３
(ＨＭｅ２ＳiＯ１/２)０.５０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.１７(ＳiＯ４/２)０.３３
(ＨＭｅ２ＳiＯ１/２)０.６５(ＰｈＳiＯ３/２)０.０５(ＳiＯ４/２)０.３０
【００２６】
(Ｂ−３)成分は、硬化物の硬さを適度に制御するための任意成分であり、平均分子式：
ＨＲ６２ＳiＯ(Ｒ６２ＳiＯ)ｒＳiＲ６２Ｈ
で表されるオルガノポリシロキサンである。式中、Ｒ６はメチル基またはフェニル基である。ただし、全Ｒ６の９０モル％以上がメチル基である。これは、メチル基の割合が上記範囲の上限未満であると、硬化物が高温で着色を生じやすくなるからである。また、式中、ｒは１０〜１００の範囲内の数である。これは、ｒが上記範囲の下限未満であると、硬化物に適度な硬さを付与することが難しくなるからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物の機械的強度が低下するからである。
【００２７】
このような(Ｂ−３)成分としては、下記の平均分子式で表されるオルガノポリシロキサンが例示される。なお、式中、ＭｅおよびＰｈは前記と同様である。
ＨＭｅ２ＳiＯ(Ｍｅ２ＳiＯ)２０ＳiＭｅ２Ｈ
ＨＭｅ２ＳiＯ(Ｍｅ２ＳiＯ)８０ＳiＭｅ２Ｈ
ＨＭｅ２ＳiＯ(Ｍｅ２ＳiＯ)５０(Ｍｅ２ＳiＯ)５ＳiＭｅ２Ｈ
【００２８】
(Ｂ)成分は、(Ｂ−１)成分 １０〜５０重量％、(Ｂ−２)成分 ５０〜９０重量％、および必要に応じて(Ｂ−３)成分 ０〜３０重量％からなり、好ましくは、(Ｂ−１)成分 ２５〜４５重量％、(Ｂ−２)成分 ５５〜７５重量％、および必要に応じて(Ｂ−３)成分 ０〜２５重量％からなる。これは、(Ｂ−１)成分の含有量が上記範囲の上限を超えると、硬化物の機械的強度が低下し、一方、上記範囲の下限未満であると、硬化物の接着性が低下するからである。また、(Ｂ−２)成分の含有量が上記範囲の上限を超えると、硬化物の接着性が低下し、一方、上記範囲の下限未満であると、硬化物の機械的強度が低下するからである。また、(Ｂ−３)成分の含有量が上記範囲の上限を超えると、硬化物の硬さが低下するからである。このような(Ｂ)成分は、最終的に均一な組成物を得ることができれば、必ずしも各成分を予め混合しておく必要はない。このような(Ｂ)成分としては、取扱作業性が良好であることから、２５℃において液状であることが好ましく、２５℃の粘度は、５〜１００,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましく、特に、１０〜５０,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。
【００２９】
(Ｂ)成分の含有量は、(Ｂ)成分中のケイ素原子結合水素原子が、(Ａ)成分中のアルケニル基の合計１モルに対して０.５〜２.０モル、好ましくは０.８〜１.８モルの範囲内となる量である。これは、(Ｂ)成分の含有量が上記範囲の下限未満あるいは上限を超える量であると、硬さ、機械特性、接着性の点で目的とする特性が得られなくなるからである。
【００３０】
(Ｃ)成分は、本組成物のヒドロシリル化反応を促進するためのヒドロシリル化反応用触媒である。このような(Ｃ)成分は、白金族元素触媒、白金族元素化合物触媒が好ましく、白金系触媒、ロジウム系触媒、パラジウム系触媒が例示される。(Ａ)成分と(Ｂ)成分のヒドロシリル化反応、ひいては本組成物の硬化を著しく促進できることから白金系触媒が好ましい。白金系触媒としては、白金微粉末、白金黒、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール変性物、塩化白金酸とジオレフィンの錯体、白金−オレフィン錯体、白金ビス（アセトアセテート）、白金ビス（アセチルアセトネート）などの白金−カルボニル錯体、塩化白金酸・ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体、塩化白金酸・テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン錯体などの塩化白金酸・アルケニルシロキサン錯体、白金・ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体、白金・テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン錯体などの白金・アルケニルシロキサン錯体、塩化白金酸とアセチレンアルコール類との錯体が例示されるが、ヒドロシリル化反応性能が良好であることから、白金−アルケニルシロキサン錯体が特に好ましい。
【００３１】
このアルケニルシロキサンとしては、１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサン、１,３,５,７−テトラメチル−１,３,５,７−テトラビニルシクロテトラシロキサン、これらのアルケニルシロキサンのメチル基の一部をエチル基、フェニル基等で置換したアルケニルシロキサンオリゴマー、これらのアルニルシロキサンのビニル基をアリル基、ヘキセニル基等で置換したアルケニルシロキサンオリゴマーが例示される。特に、生成する白金−アルケニルシロキサン錯体の安定性が良好であることから、１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサンが好ましい。
【００３２】
また、白金−アルケニルシロキサン錯体の安定性を向上させるため、これらの白金−アルケニルシロキサン錯体を、１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサン、１,３−ジアリル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサン、１,３−ジビニル−１,３−ジメチル−１,３−ジフェニルジシロキサン、１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラフェニルジシロキサン、１,３,５,７−テトラメチル−１,３,５,７−テトラビニルシクロテトラシロキサン等のアルケニルシロキサンオリゴマーやジメチルシロキサンオリゴマー等のオルガノシロキサンオリゴマーに溶解していることが好ましく、特にアルケニルシロキサンオリゴマーに溶解していることが好ましい。
【００３３】
(Ｃ)成分の含有量は、本組成物の硬化を促進する量であれば特に限定されず、具体的には、本組成物に対して、本成分中の白金族金属原子、特には白金原子が重量単位で０.０１〜５００ｐｐｍの範囲内となる量であることが好ましく、さらには、０.０１〜１００ｐｐｍの範囲内となる量であることが好ましく、特には、０.１〜５０ｐｐｍの範囲内となる量であることが好ましい。これは、(Ｃ)成分の含有量が上記範囲の下限未満であると、組成物が十分に硬化しなくなるからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物に着色等の問題を生じるおそれがあるからである。
【００３４】
本組成物には、取扱作業性および接着性を向上する目的で、(Ｄ)ＢＥＴ比表面積が２０〜２００ｍ２/ｇであるフュームドシリカを、上記(Ａ)〜(Ｃ)成分の合計１００重量部に対して１〜１０重量部含有していることが好ましい。これは、(Ｄ)成分のＢＥＴ比表面積が上記範囲の下限未満または上限を超えると、取扱作業上、適した粘度にならないからであり、また、(Ｄ)成分の含有量が上記範囲の上限を超えると、光透過性が低下するからである。
【００３５】
本組成物には、常温での可使時間を延長し、保存安定性を向上させるため、(Ｅ)成分として、１−エチニルシクロヘキサン−１−オール、２−メチル−３−ブチン−２−オール、３,５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、２−フェニル−３−ブチン−２−オール等のアルキンアルコール；３−メチル−３−ペンテン−１−イン、３,５−ジメチル−３−ヘキセン−１−イン等のエンイン化合物；１,３,５,７−テトラメチル−１,３,５,７−テトラビニルシクロテトラシロキサン、１,３,５,７−テトラメチル−１,３,５,７−テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン等のメチルアルケニルシロキサンオリゴマー；ジメチルビス（３−メチル−１−ブチン−３−オキシ）シラン、メチルビニルビス（３−メチル−１−ブチン−３−オキシ）シラン等のアルキンオキシシラン；ベンゾトリアゾール等のヒドロシリル化反応抑制剤を配合することが好ましい。
【００３６】
(Ｅ)成分の含有量は、(Ａ)成分と(Ｂ)成分と(Ｃ)成分の混合時にゲル化ないし硬化を抑制するのに十分な量であり、さらには長期間保存可能とするのに十分な量であり、具体的には、(Ａ)成分〜(Ｃ)成分の合計１００重量部に対して０.０００１〜５重量部の範囲内であることが好ましく、０.０１〜３重量部の範囲内であることがより好ましい。
【００３７】
また、本組成物には、硬化途上で接触している基材への接着性を更に向上させるために(Ｆ)接着促進剤を含有することが好ましい。この接着促進剤としては、ヒドロシリル化反応により硬化する硬化性オルガノポリシロキサン組成物に添加し得る公知のものを用いることができる。
【００３８】
このような(Ｆ)成分としては、トリアルコキシシロキシ基（例えば、トリメトキシシロキシ基、トリエトキシシロキシ基）もしくはトリアルコキシシリルアルキル基（例えば、トリメトキシシリルエチル基、トリエトキシシリルエチル基）と、ヒドロシリル基もしくはアルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基）を有するオルガノシラン、またはケイ素原子数４〜２０程度の直鎖状構造、分岐状構造又は環状構造のオルガノシロキサンオリゴマー；トリアルコキシシロキシ基もしくはトリアルコキシシリルアルキル基とメタクリロキシアルキル基（例えば、３−メタクリロキシプロピル基）を有するオルガノシラン、またはケイ素原子数４〜２０程度の直鎖状構造、分岐状構造又は環状構造のオルガノシロキサンオリゴマー；トリアルコキシシロキシ基もしくはトリアルコキシシリルアルキル基とエポキシ基結合アルキル基（例えば、３−グリシドキシプロピル基、４−グリシドキシブチル基、２−(３,４−エポキシシクロヘキシル)エチル基、３−(３,４−エポキシシクロヘキシル)プロピル基）を有するオルガノシランまたはケイ素原子数４〜２０程度の直鎖状構造、分岐状構造又は環状構造のオルガノシロキサンオリゴマー；アミノアルキルトリアルコキシシランとエポキシ基結合アルキルトリアルコキシシランの反応物、エポキシ基含有エチルポリシリケートが挙げられ、具体的には、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、ハイドロジェントリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランと３−アミノプロピルトリエトキシシランの反応物、シラノール基封鎖メチルビニルシロキサンオリゴマーと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの縮合反応物、シラノール基封鎖メチルビニルシロキサンオリゴマーと３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランの縮合反応物、トリス（３−トリメトキシシリルプロピル）イソシアヌレートが挙げられる。
【００３９】
このような(Ｆ)成分は、硬化物が加熱下で長時間使用されたときの耐黄変性と光透過性低下防止の観点より、アミノ基などの活性窒素原子を含有しないものが好ましい。これら接着促進剤は、低粘度の液状であることが好ましく、２５℃の粘度が１〜５００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。
【００４０】
また、このような(Ｆ)成分の含有量は、硬化特性、特に硬化物の変色を促進しない範囲であることが好ましく、(Ａ)成分〜(Ｃ)成分の合計１００重量部に対して０.０１〜５重量部の範囲内であることが好ましく、特に、０.１〜３重量部の範囲内であることが好ましい。
【００４１】
本組成物には、本発明の目的を損なわない限り、その他任意の成分として、(Ｄ)成分以外のシリカ、ガラス、アルミナ、酸化亜鉛等の無機質充填剤；シリコーンゴム粉末；シリコーン樹脂、ポリメタクリレート樹脂等の樹脂粉末；耐熱剤、染料、顔料、難燃性付与剤、溶剤等を配合してもよい。
【００４２】
本組成物は、取扱作業性の点から、２５℃において液状であることが好ましく、２５℃の粘度は１０〜１,０００,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。本組成物を光半導体素子の封止剤として用いる場合には、２５℃の粘度が１００〜１０,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましく、また、本組成物を光半導体素子の接着剤として用いる場合には、２５℃の粘度が１,０００〜５００,０００ｍＰa・ｓの範囲内であることが好ましい。
【００４３】
本組成物は、室温放置や、加熱により硬化が進行するが、迅速に硬化させるためには加熱することが好ましい。加熱温度は、５０〜２００℃の範囲内であることが好ましい。
【００４４】
このような本組成物は、スチール、ステンレススチール、アルミニウム、銅、銀、チタン、チタン合金等の金属；シリコン半導体、ガリウムリン系半導体、ガリウム砒素系半導体、ガリウムナイトライド系半導体等の半導体素子；セラミック、ガラス、熱硬化性樹脂、極性基を有する熱可塑性樹脂等に対する初期接着性、接着耐久性、特には冷熱サイクルを受けたときの接着耐久性が優れている。
【００４５】
本組成物は、硬化して、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータ硬さが３０〜７０である硬化物を形成することが好ましい。これは、硬さが上記範囲の下限未満であると、凝集力が乏しく、十分な強度と接着性が得られなくなるからであり、一方、上記範囲の上限を超えると、硬化物が脆くなり、十分な接着性が得られなくなるからである。
【００４６】
次に、本発明の光半導体装置について詳細に説明する。
本発明の光半導体装置は、筺体内の光半導体素子が上記組成物からなる封止剤の硬化物により封止されているか、または上記組成物からなる接着剤の硬化物により接着されていることを特徴とする。この光半導体素子としては、具体的には、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ、フォトダイオード、フォトトランジスタ、固体撮像、フォトカプラー用発光体と受光体が例示され、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）であることが好ましい。
【００４７】
発光ダイオード（ＬＥＤ）では、半導体の上下左右から発光が起きるので、装置を構成する部品は、光を吸収するものは好ましくなく、光透過率が高いか、反射率の高い材料が選ばれる。光半導体素子が搭載される基板もその例外でない。この基板としては、銀、金、銅等の導電性金属；アルミニウム、ニッケル等の非導電性の金属；ＰＰＡやＬＣＰ等の白色顔料を混合した熱可塑性樹脂；エポキシ樹脂、ＢＴ樹脂、ポリイミド樹脂やシリコーン樹脂等の白色顔料を含有する熱硬化性樹脂；アルミナ、窒化アルミナ等のセラミックスが例示される。本発明の組成物は、光半導体素子および基板に対して接着性が良好であるので、得られる光半導体装置の信頼性を向上することができる。
【００４８】
本発明の光半導体装置を図１により詳細に説明する。図１は光半導体装置の代表例である単体の表面実装型発光ダイオード（ＬＥＤ）装置の断面図である。図１の発光ダイオード（ＬＥＤ）装置は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂製筐体１内のダイパッド３上に発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ５が接着材４によりダイボンディングされ、この発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ５とインナーリード２とがボンディングワイヤ６によりワイヤボンディングされ、封止材７により該筐体内壁とともに封止されている。本発明の光半導体装置において、接着材４および／または封止材７を形成する組成物として、本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物が使用される。
【実施例】
【００４９】
本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物および光半導体装置を実施例と比較例により詳細に説明する。なお、実施例・比較例中の粘度は２５℃における値であり、また、実施例・比較例中の硬化性オルガノポリシロキサン組成物を調製するため、次の成分を用いた。なお、式中、Ｖｉはビニル基を表し、Ｍｅはメチル基を表し、Ｐｈはフェニル基を表し、Ｖｉ％は全有機基中のビニル基の割合（モル％）を表し、Ｍｅ％はメチル基とフェニル基の合計中のメチル基の割合（モル％）を表す。また、表中、ＳｉＨ／Ｖｉの比率は、組成物中、(ａ−１)成分〜(ａ−９)成分のビニル基の合計１モルに対する、(ｂ−１)成分〜(ｂ−６)成分のケイ素原子結合水素原子の合計モル数の値を表す。
【００５０】
(ａ−１)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.０４２(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.９５８
で表される、粘度６０ｍＰa・ｓのオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝２.０６モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−２)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.０１２(Ｍｅ２ＳiＯ２/２)０.９８８
で表される、粘度５５０ｍＰa・ｓのオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝０.６０モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−３)成分：平均分子式：
(ＭｅＶｉＳiＯ２/２)４
で表される、粘度４ｍＰa・ｓのオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝５０モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−４)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.０９(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.４３(ＳiＯ４/２)０.４８(ＨＯ１/２)０.０３
で表される、２５℃で固体状のオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝５.８モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−５)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.１０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.４５(ＳiＯ４/２)０.４５(ＨＯ１/２)０.０２
で表される、２５℃で固体状のオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝６.１モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−６)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.０９(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.４３(ＳiＯ４/２)０.４８(ＨＯ１/２)０.００５
で表される、２５℃で固体状のオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝５.８モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−７)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.１０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.４２(ＳiＯ４/２)０.４８(ＨＯ１/２)０.０７
で表される、２５℃で固体状のオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝６.４モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−８)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.１７(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.５０(ＳiＯ４/２)０.３３(ＨＯ１/２)０.０４
で表される、２５℃で固体状のオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝８.５モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
(ａ−９)成分：平均組成式：
(Ｍｅ２ＶｉＳiＯ１/２)０.０５(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.３０(ＳiＯ４/２)０.６５(ＨＯ１/２)０.０３
で表される、粘度５００ｍＰa・ｓのオルガノポリシロキサン（Ｖｉ％＝４.８モル％；Ｍｅ％＝１００モル％）
【００５１】
(ｂ−１)成分：粘度が１０ｍＰa・ｓであり、ケイ素原子結合水素原子の含有量が１.３重量％である、平均分子式：
Ｍｅ３ＳiＯ(ＭｅＨＳiＯ)１０ＳiＭｅ３
で表されるオルガノポリシロキサン（Ｍｅ％＝１００モル％）
(ｂ−２)成分：粘度が２００ｍＰa・ｓであり、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.７２重量％である、平均分子式：
Ｍｅ３ＳiＯ(Ｍｅ２ＳiＯ)３０(ＭｅＨＳiＯ)３０ＳiＭｅ３
で表されるオルガノポリシロキサン（Ｍｅ％＝１００モル％）
(ｂ−３)成分：粘度が２００ｍＰa・ｓであり、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.３４重量％である、平均分子式：
Ｍｅ３ＳiＯ(Ｍｅ２ＳiＯ)４５(ＭｅＨＳiＯ)１５ＳiＭｅ３
で表されるオルガノポリシロキサン（Ｍｅ％＝１００モル％）
(ｂ−４)成分：粘度が１２０ｍＰa・ｓであり、ケイ素原子結合水素原子の含有量が１.０３重量％である、平均組成式：
(ＨＭｅ２ＳiＯ１/２)０.６７(ＳiＯ４/２)０.３３
で表されるオルガノポリシロキサン（Ｍｅ％＝１００％）
(ｂ−５)成分：粘度が１３０ｍＰa・ｓであり、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.７４重量％である、平均組成式：
(ＨＭｅ２ＳiＯ１/２)０.５０(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)０.１７(ＳiＯ４/２)０.３３
で表されるオルガノポリシロサキン（Ｍｅ％＝１００モル％）
(ｂ−６)成分：粘度が２００ｍＰa・ｓであり、ケイ素原子結合水素原子の含有量が０.６５重量％である、平均組成式：
(ＨＭｅ２ＳiＯ１/２)０.６０(ＰｈＳiＯ３/２)０.４０
で表されるオルガノポリシロサキン（Ｍｅ％＝７５モル％）
【００５２】
(ｃ)成分：白金金属の含有量が約４重量％である、白金の１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサン錯体の１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサン溶液
(ｄ−１)成分：ＢＥＴ比表面積が１１５〜１６５ｍ２/ｇであり、その表面がヘキサメチルジシラザンで疎水化処理されたフュームドシリカ（日本アエロジル社製の商品名：ＲＸ２００）
(ｄ−２)成分：ＢＥＴ比表面積が３０〜５０ｍ２/ｇであり、その表面がヘキサメチルジシラザンで疎水化処理されたフュームドシリカ（日本アエロジル社製の商品名：ＮＡＸ５０）
(ｅ)成分：１−エチニルシクロヘキサン−１−オール
(ｆ)成分：２５℃における粘度が３０ｍＰa・ｓである分子鎖両末端シラノール基封鎖メチルビニルシロキサンオリゴマーと３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの縮合反応物
【００５３】
また、実施例・比較例中の硬化性オルガノポリシロキサン組成物の粘度、該組成物を硬化して得られる硬化物の硬さ、光透過性および接着力を次のようにして測定した。
【００５４】
［硬化性オルガノポリシロキサン組成物の粘度］
硬化性オルガノポリシロキサン組成物を調製後、３０分以内に、粘弾性測定装置（ティー・エイ・インスツルメント社製ＡＲ-５５０）において、直径２０ｍｍの２°コーンプレートを用いて、せん断速度１０（１／ｓ）の条件で粘度を測定した。
【００５５】
［硬化物の硬さ］
硬化性オルガノポリシロキサン組成物を１５０℃で１時間プレス成形することによりシート状硬化物を作製した。このシート状硬化物の硬さをＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータにより測定した。
また、このシート状硬化物を１５０℃のオーブン中で１０００時間静置した。耐熱後の硬さを上記と同様に測定した。
【００５６】
［硬化物の透過率］
硬化性オルガノポリシロキサン組成物を２枚のガラス板間に入れ１５０℃で１時間保持して硬化させた。硬化物（光路長０.１ｃｍ）の光透過率を、可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の範囲において任意の波長で測定できる自記分光光度計を用いて２５℃で測定した。ガラス板込みの光透過率とガラス板のみの光透過率を測定して、その差を硬化物の光透過率とした。なお、表１には波長４５０ｎｍにおける光透過率を記載した。
また、上記の硬化物を１５０℃のオーブン中で１０００時間静置した。耐熱後の透過率を上記と同様に測定した。
【００５７】
［硬化物の接着力］
２枚の銀メッキした鋼板（幅２５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）間にポリテトラフルオロエチレン樹脂製スペーサ（幅１０ｍｍ、長さ２０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を挟み込み、その隙間に硬化性オルガノポリシロキサン組成物を充填し、クリップで留め、１５０℃の熱風循環式オーブン中に１時間保持して硬化させた。室温に冷却後、クリップとスペーサを外した試験片を引張試験機により水平反対方向に引張って、硬化物の接着力を測定した。
また、上記の試験片を１５０℃のオーブン中で１０００時間静置した。耐熱後の接着力を上記と同様に測定した。
【００５８】
［実施例１〜４、比較例１〜６］
表１に示した混合比で硬化性オルガノポリシロキサン組成物を調製した。硬化物の諸特性を上記のようにして測定し、それらの結果を表１に示した。
【００５９】
【表１】
【００６０】
［実施例５〜８、比較例７〜１２］
表２に示した混合比で硬化性オルガノポリシロキサン組成物を調製した。硬化物の諸特性を上記のようにして測定し、それらの結果を表２に示した。
【００６１】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ、フォトダイオード、フォトトランジスタ、固体撮像、フォトカプラー用発光体と受光体などの光半導体素子の封止剤あるいは接着剤として有用である。また、本発明の光半導体装置は、光学装置、光学機器、照明機器、照明装置などの光半導体装置として有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１ ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂製筐体
２ インナーリード
３ ダイパッド
４ 接着材
５ 発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ
６ ボンディングワイヤ
７ 封止材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(Ａ)下記(Ａ−１)成分 １５〜３５重量％および下記(Ａ−２)成分 ６５〜８５重量％からなるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
(Ａ−１)平均組成式：
(Ｒ１３ＳiＯ１/２)ａ(Ｒ１２ＳiＯ２/２)ｂ(Ｒ１ＳiＯ３/２)ｃ(ＳiＯ４/２)ｄ
（式中、Ｒ１は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、メチル基、またはフェニル基であり、全Ｒ１の０.４〜５０モル％が炭素原子数２〜１０のアルケニル基であり、Ｒ１中のメチル基とフェニル基の合計の９０モル％以上がメチル基であり、ａ、ｂ、ｃ、およびｄは、０≦ａ≦０.０５、０.９≦ｂ≦１、０≦ｃ≦０.０３、０≦ｄ≦０.０３、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１を満たす数である。）
で表されるオルガノポリシロキサン
(Ａ−２)平均組成式：
(Ｒ２３ＳiＯ１/２)ｅ(Ｒ２２ＳiＯ２/２)ｆ(Ｒ２ＳiＯ３/２)ｇ(ＳiＯ４/２)ｈ(ＨＯ１/２)ｉ
（式中、Ｒ２は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、メチル基、またはフェニル基であり、全Ｒ２の５〜１０モル％が炭素原子数２〜１０のアルケニル基であり、Ｒ２中のメチル基とフェニル基の合計の９０モル％以上がメチル基であり、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、およびｉは、０.４≦ｅ≦０.６、０≦ｆ≦０.０５、０≦ｇ≦０.０５、０.４≦ｈ≦０.６、０.０１≦ｉ≦０.０５、かつ、ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１を満たす数である。）
で表されるオルガノポリシロキサン
(Ｂ)下記(Ｂ−１)成分 １０〜５０重量％、下記(Ｂ−２)成分 ５０〜９０重量％、および下記(Ｂ−３)成分 ０〜３０重量％からなるケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサン｛(Ａ)成分中のアルケニル基の合計モル数に対して、(Ｂ)成分中のケイ素原子結合水素原子のモル数が０.５〜２.０となる量｝
(Ｂ−１)平均分子式：
Ｒ３３ＳiＯ(Ｒ３２ＳiＯ)ｊ(Ｒ３ＨＳiＯ)ｋＳiＲ３３
（式中、Ｒ３はメチル基またはフェニル基であり、全Ｒ３の９０モル％以上がメチル基であり、ｊは０〜３５の数、ｋは５〜１００の数である。）
で表され、ケイ素原子結合水素原子を少なくとも０.５重量％含有するオルガノポリシロキサン
(Ｂ−２)平均組成式：
(ＨＲ４２ＳiＯ１/２)ｌ(Ｒ４３ＳiＯ１/２)ｍ(Ｒ４２ＳiＯ２/２)ｎ(Ｒ４ＳiＯ３/２)ｏ(ＳiＯ４/２)ｐ(Ｒ５Ｏ１/２)ｑ
（式中、Ｒ４はメチル基またはフェニル基であり、全Ｒ４の９０モル％以上がメチル基であり、Ｒ５は水素原子または炭素原子数１〜１０のアルキル基であり、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、およびｑは、０.４≦ｌ≦０.７、０≦ｍ≦０.２、０≦ｎ≦０.０５、０≦ｏ≦０.５、０.３≦ｐ≦０.６、０≦ｑ≦０.０５、かつ、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ＝１を満たす数である。）
で表され、ケイ素原子結合水素原子を少なくとも０.５重量％含有するオルガノポリシロキサン
(Ｂ−３)平均分子式：
ＨＲ６２ＳiＯ(Ｒ６２ＳiＯ)ｒＳiＲ６２Ｈ
（式中、Ｒ６はメチル基またはフェニル基であり、全Ｒ６中の９０モル％以上がメチル基であり、ｒは１０〜１００の数である。）
で表されるオルガノポリシロキサン
および
(Ｃ)ヒドロシリル化反応用触媒（本組成物を硬化させるのに十分な量）
から少なくともなる硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項２】
さらに、(Ｄ)ＢＥＴ比表面積が２０〜２００ｍ２/ｇであるフュームドシリカを、(Ａ)〜(Ｃ)成分の合計１００重量部に対して１〜１０重量部含有する、請求項１記載の硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項３】
硬化して、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータ硬さが３０〜７０である硬化物を形成する、請求項１記載の硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項４】
光半導体素子の封止剤あるいは接着剤である、請求項１記載の硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項５】
光半導体素子が発光ダイオードである、請求項３記載の硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項６】
光半導体素子が請求項１に記載の硬化性オルガノポリシロキサン組成物の硬化物により封止および／または接着されていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項１】
(Ａ)下記(Ａ−１)成分 １５〜３５重量％および下記(Ａ−２)成分 ６５〜８５重量％からなるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
(Ａ−１)平均組成式：
(Ｒ１３ＳiＯ１/２)ａ(Ｒ１２ＳiＯ２/２)ｂ(Ｒ１ＳiＯ３/２)ｃ(ＳiＯ４/２)ｄ
（式中、Ｒ１は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、メチル基、またはフェニル基であり、全Ｒ１の０.４〜５０モル％が炭素原子数２〜１０のアルケニル基であり、Ｒ１中のメチル基とフェニル基の合計の９０モル％以上がメチル基であり、ａ、ｂ、ｃ、およびｄは、０≦ａ≦０.０５、０.９≦ｂ≦１、０≦ｃ≦０.０３、０≦ｄ≦０.０３、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１を満たす数である。）
で表されるオルガノポリシロキサン
(Ａ−２)平均組成式：
(Ｒ２３ＳiＯ１/２)ｅ(Ｒ２２ＳiＯ２/２)ｆ(Ｒ２ＳiＯ３/２)ｇ(ＳiＯ４/２)ｈ(ＨＯ１/２)ｉ
（式中、Ｒ２は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、メチル基、またはフェニル基であり、全Ｒ２の５〜１０モル％が炭素原子数２〜１０のアルケニル基であり、Ｒ２中のメチル基とフェニル基の合計の９０モル％以上がメチル基であり、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、およびｉは、０.４≦ｅ≦０.６、０≦ｆ≦０.０５、０≦ｇ≦０.０５、０.４≦ｈ≦０.６、０.０１≦ｉ≦０.０５、かつ、ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１を満たす数である。）
で表されるオルガノポリシロキサン
(Ｂ)下記(Ｂ−１)成分 １０〜５０重量％、下記(Ｂ−２)成分 ５０〜９０重量％、および下記(Ｂ−３)成分 ０〜３０重量％からなるケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサン｛(Ａ)成分中のアルケニル基の合計モル数に対して、(Ｂ)成分中のケイ素原子結合水素原子のモル数が０.５〜２.０となる量｝
(Ｂ−１)平均分子式：
Ｒ３３ＳiＯ(Ｒ３２ＳiＯ)ｊ(Ｒ３ＨＳiＯ)ｋＳiＲ３３
（式中、Ｒ３はメチル基またはフェニル基であり、全Ｒ３の９０モル％以上がメチル基であり、ｊは０〜３５の数、ｋは５〜１００の数である。）
で表され、ケイ素原子結合水素原子を少なくとも０.５重量％含有するオルガノポリシロキサン
(Ｂ−２)平均組成式：
(ＨＲ４２ＳiＯ１/２)ｌ(Ｒ４３ＳiＯ１/２)ｍ(Ｒ４２ＳiＯ２/２)ｎ(Ｒ４ＳiＯ３/２)ｏ(ＳiＯ４/２)ｐ(Ｒ５Ｏ１/２)ｑ
（式中、Ｒ４はメチル基またはフェニル基であり、全Ｒ４の９０モル％以上がメチル基であり、Ｒ５は水素原子または炭素原子数１〜１０のアルキル基であり、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、およびｑは、０.４≦ｌ≦０.７、０≦ｍ≦０.２、０≦ｎ≦０.０５、０≦ｏ≦０.５、０.３≦ｐ≦０.６、０≦ｑ≦０.０５、かつ、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｐ＝１を満たす数である。）
で表され、ケイ素原子結合水素原子を少なくとも０.５重量％含有するオルガノポリシロキサン
(Ｂ−３)平均分子式：
ＨＲ６２ＳiＯ(Ｒ６２ＳiＯ)ｒＳiＲ６２Ｈ
（式中、Ｒ６はメチル基またはフェニル基であり、全Ｒ６中の９０モル％以上がメチル基であり、ｒは１０〜１００の数である。）
で表されるオルガノポリシロキサン
および
(Ｃ)ヒドロシリル化反応用触媒（本組成物を硬化させるのに十分な量）
から少なくともなる硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項２】
さらに、(Ｄ)ＢＥＴ比表面積が２０〜２００ｍ２/ｇであるフュームドシリカを、(Ａ)〜(Ｃ)成分の合計１００重量部に対して１〜１０重量部含有する、請求項１記載の硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項３】
硬化して、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータ硬さが３０〜７０である硬化物を形成する、請求項１記載の硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項４】
光半導体素子の封止剤あるいは接着剤である、請求項１記載の硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項５】
光半導体素子が発光ダイオードである、請求項３記載の硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項６】
光半導体素子が請求項１に記載の硬化性オルガノポリシロキサン組成物の硬化物により封止および／または接着されていることを特徴とする光半導体装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１２４３４（Ｐ２０１２−１２４３４Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４７６９０（Ｐ２０１０−１４７６９０）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（０００１１００７７）東レ・ダウコーニング株式会社 (338)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（０００１１００７７）東レ・ダウコーニング株式会社 (338)
【Ｆターム（参考）】
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