JP6654593B2 - ダイボンディング用シリコーン樹脂組成物及び硬化物 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）素子等のダイボンディングに有用なシリコーン樹脂組成物に関する。

従来、ＬＥＤ素子（チップ）の固定用ダイボンド剤（接着剤）にはエポキシレジンが使用されてきたが、青色や白色のＬＥＤ素子を固定したダイボンド剤は長期間使用することにより継時的に黄変し、エポキシ封止材と同様にダイボンド剤が光を吸収することにより輝度低下を招いている（特許文献１）。

現在、モジュールとしてのＬＥＤを利用する発光装置の耐久性に対する要求はさらに高まり、ＬＥＤ封止材がシリコーンに代わってきているが、ダイボンド剤も封止材と同様に耐久性が求められている。加えて、発光素子の基板への接着方法としては、ダイボンド剤を目皿上に薄膜状とし、スタンピングによりＬＥＤ素子を設置する基板に転写する転写法が広く用いられている。このため、ダイボンド剤には転写法によって接着を行う際の作業性が良好であることが求められている。

また、ＬＥＤの発光効率は、発光素子が高温になると部材を劣化させることで低下する傾向にあるため、ダイボンド剤に対して放熱性の向上がさらに求められている。これに対して、放熱性のダイボンド剤シリコーンとして、熱伝導性充填剤を有するシリコーン組成物が提案されている（特許文献２）。従来の技術によれば、１Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する組成物を得ることが可能であったが、近年のハイパワー化に伴い、従来の放熱性ダイボンド剤シリコーンの熱伝導率では放熱性は不十分であり、より高い放熱性、具体的には１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有するダイボンド剤シリコーンが求められている。

特開２００６−３４２２００号公報 特開２０１５−９３９７０号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、基板への転写法における作業性が良好であり、接着力が高く、チップから発生した熱を効果的に放熱できるよう熱伝導率が高い硬化物を与えるシリコーン樹脂組成物を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、
（Ａ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも２個有し、かつ、ケイ素原子に結合したアルコキシ基を有しない、２５℃における粘度が１００ｍｍ^２／ｓ以下である直鎖状オルガノポリシロキサン、
（Ｂ）下記平均組成式（１）で表され、２３℃において蝋状又は固体である、三次元網状のオルガノポリシロキサン：前記（Ａ）成分及び前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して６０〜９０質量部、
（Ｒ^１ _３ＳｉＯ_１／２）_ａ（Ｒ^２Ｒ^１ _２ＳｉＯ_１／２）_ｂ（Ｒ^２Ｒ^１ＳｉＯ）_ｃ（Ｒ^１ _２ＳｉＯ）_ｄ（Ｒ^２ＳｉＯ_３／２）_ｅ（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）_ｆ（ＳｉＯ_４／２）_ｇ （１）
（式中、Ｒ^１は同一又は異なっていても良く、脂肪族不飽和結合を有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、Ｒ^２はアルケニル基であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇはそれぞれ、ａ≧０、ｂ≧０、ｃ≧０、ｄ≧０、ｅ≧０、ｆ≧０、ｇ≧０、ｂ＋ｃ＋ｅ＞０、ｅ＋ｆ＋ｇ＞０、及びａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１を満たす数。）、
（Ｃ）下記平均組成式（２）で表され、ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン：前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分、及び（Ｄ）成分中の全ケイ素原子結合アルケニル基に対して前記（Ｃ）成分中のケイ素原子に結合した水素原子が０．５〜５．０倍モルとなる量、
Ｒ^３ _ｈＨ_ｉＳｉＯ_{（４−ｈ−ｉ）／２} （２）
（式中、Ｒ^３は同一又は異なっていても良く、脂肪族不飽和結合を有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、ｈ及びｉは、０．７≦ｈ≦２．１、０．００１≦ｉ≦１．０、かつ０．８≦ｈ＋ｉ≦３．０を満たす正数である。）、
（Ｄ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも１個有し、分子鎖両末端にケイ素原子に結合したアルコキシ基を有する、直鎖状オルガノポリシロキサン：前記（Ａ）成分及び前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して３〜３０質量部、
（Ｅ）白金族金属系触媒：前記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）成分の合計量に対して、触媒金属元素の質量換算で１〜５００ｐｐｍ、並びに
（Ｆ）平均粒子径が０．１μｍ以上、１μｍ未満の熱伝導性充填剤：前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分、前記（Ｃ）成分、及び前記（Ｄ）成分の合計３０質量部に対して、１００〜３００質量部、
を含むものであるダイボンディング用シリコーン樹脂組成物を提供する。

このようなシリコーン樹脂組成物であれば、基板への転写法における作業性が良好であり、接着力が高く、チップから発生した熱を効果的に放熱できるよう熱伝導率が高い硬化物を与えることができる。

また、前記（Ｆ）成分が、酸化亜鉛及びアルミナから選ばれる１種又は２種以上を含むものであることが好ましい。

このような（Ｆ）成分であれば、より放熱性が良好な硬化物を与えるシリコーン樹脂組成物となる。

また、前記（Ｄ）成分が、下記式（３）で表されるシロキサン化合物であることが好ましい。

（式中、シロキサン繰り返し単位の配列は任意であり、ｍ及びｎはそれぞれ、１≦ｍ≦５０、０≦ｎ≦１００を満たす正数である。）

このような（Ｄ）成分であれば、本発明の効果をより効率的に得ることができる。

さらに、本発明は、上記ダイボンディング用シリコーン樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物を提供する。

このような硬化物であれば、接着力が高く、強度が高く、チップから発生した熱を効果的に放熱できるものとなる。

以上のように、本発明のシリコーン樹脂組成物であれば、基板への転写法における作業性が良好であり、接着力が高く、チップから発生した熱を効果的に放熱できるよう熱伝導率が高い硬化物を与えることができる。そのため、このシリコーン樹脂組成物は、特にＬＥＤ素子等のダイボンディングに用いられるダイボンド材として有用である。

上述のように、基板への転写法における作業性が良好であり、接着力が高く、チップから発生した熱を効果的に放熱できるよう熱伝導率が高い硬化物を与えるシリコーン樹脂組成物の開発が求められていた。

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、後述する（Ａ）〜（Ｆ）成分を含むシリコーン樹脂組成物が、分子鎖両末端にケイ素原子に結合したアルコキシ基を有する直鎖状オルガノポリシロキサンを含むことで、熱伝導性充填剤を高充填することが可能となり、上記課題を達成できることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明は、
（Ａ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも２個有し、かつ、ケイ素原子に結合したアルコキシ基を有しない、２５℃における粘度が１００ｍｍ^２／ｓ以下である直鎖状オルガノポリシロキサン、
（Ｂ）下記平均組成式（１）で表され、２３℃において蝋状又は固体である、三次元網状のオルガノポリシロキサン：前記（Ａ）成分及び前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して６０〜９０質量部、
（Ｒ^１ _３ＳｉＯ_１／２）_ａ（Ｒ^２Ｒ^１ _２ＳｉＯ_１／２）_ｂ（Ｒ^２Ｒ^１ＳｉＯ）_ｃ（Ｒ^１ _２ＳｉＯ）_ｄ（Ｒ^２ＳｉＯ_３／２）_ｅ（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）_ｆ（ＳｉＯ_４／２）_ｇ （１）
（式中、Ｒ^１は同一又は異なっていても良く、脂肪族不飽和結合を有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、Ｒ^２はアルケニル基であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇはそれぞれ、ａ≧０、ｂ≧０、ｃ≧０、ｄ≧０、ｅ≧０、ｆ≧０、ｇ≧０、ｂ＋ｃ＋ｅ＞０、ｅ＋ｆ＋ｇ＞０、及びａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１を満たす数。）、
（Ｃ）下記平均組成式（２）で表され、ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン：前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分、及び（Ｄ）成分中の全ケイ素原子結合アルケニル基に対して前記（Ｃ）成分中のケイ素原子に結合した水素原子が０．５〜５．０倍モルとなる量、
Ｒ^３ _ｈＨ_ｉＳｉＯ_{（４−ｈ−ｉ）／２} （２）
（式中、Ｒ^３は同一又は異なっていても良く、脂肪族不飽和結合を有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、ｈ及びｉは、０．７≦ｈ≦２．１、０．００１≦ｉ≦１．０、かつ０．８≦ｈ＋ｉ≦３．０を満たす正数である。）、
（Ｄ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも１個有し、分子鎖両末端にケイ素原子に結合したアルコキシ基を有する、直鎖状オルガノポリシロキサン：前記（Ａ）成分及び前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して３〜３０質量部、
（Ｅ）白金族金属系触媒：前記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）成分の合計量に対して、触媒金属元素の質量換算で１〜５００ｐｐｍ、並びに
（Ｆ）平均粒子径が０．１μｍ以上、１μｍ未満の熱伝導性充填剤：前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分、前記（Ｃ）成分、及び前記（Ｄ）成分の合計３０質量部に対して、１００〜３００質量部、
を含むダイボンディング用シリコーン樹脂組成物である。

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［ダイボンディング用シリコーン樹脂組成物］
本発明のダイボンディング用シリコーン樹脂組成物は、下記の（Ａ）〜（Ｆ）成分を含有してなる。以下、各成分について詳細に説明する。

＜（Ａ）成分＞
（Ａ）成分は、ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも２個有し、かつ、ケイ素原子に結合したアルコキシ基を有しない、２５℃における粘度が１００ｍｍ^２／ｓ以下である直鎖状オルガノポリシロキサンである。

（Ａ）成分は、組成物の硬化後に応力緩和をもたらすための成分であり、通常、主鎖がジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された、直鎖状の分子構造を有するオルガノポリシロキサンである。（Ａ）成分の粘度が１００ｍｍ^２／ｓを超える場合には、本成分が必要以上にソフトセグメントとして働くため、高硬度及び高接着強度を得ることが困難となり、また、組成物の粘度が著しく高くなるといった問題が生じる。

上記のケイ素原子に結合したアルケニル基は、ビニル基、アリル基、エチニル基等の炭素数２〜１０、特に２〜６のアルケニル基が好ましく、特にビニル基が好ましい。このケイ素原子に結合したアルケニル基は、（Ａ）成分の直鎖状オルガノポリシロキサンの分子中において、分子鎖末端又は分子鎖側鎖のいずれかに存在していても、あるいはこれらの両方に存在してもよいが、分子鎖両末端に存在することが好ましい。

（Ａ）成分の直鎖状オルガノポリシロキサン分子中において、上記のアルケニル基以外のケイ素原子に結合した有機基は、アルコキシ基を有しないものであれば、特に限定されるものではないが、炭素数１〜８の置換又は非置換の一価炭化水素が好ましい。この一価炭化水素としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基、クロロメチル基、クロロプロピル基、クロロシクロヘキシル基等のハロゲン化炭化水素基等が例示される。好ましくは、アルキル基であり、特に好ましいのはメチル基である。

（Ａ）成分の直鎖状オルガノポリシロキサンとしては、下記平均組成式（４）で表されるものが好ましい。
Ｒ^４ _ｊＲ^５ _ｋＳｉＯ_{（４−ｊ−ｋ）／２} （４）
（式中、Ｒ^４は同一又は異なっていても良く、脂肪族不飽和結合を有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、Ｒ^５は同一又は異なっていても良いアルケニル基であり、ｊは１．９〜２．１の数であり、ｋは０．００５〜１．０の数であり、ｊ＋ｋは１．９５〜３．０を満たす。）

上記平均組成式（４）中、Ｒ^４で表される脂肪族不飽和結合を有しない置換又は非置換の一価炭化水素基としては、上記のアルケニル基以外のケイ素原子に結合した有機基として例示したものと同様のものが挙げられる。

上記平均組成式（４）中、Ｒ^５で表されるアルケニル基としては、上記のケイ素原子に結合したアルケニル基として例示したものと同様のものが挙げられる。

（Ａ）成分の具体例としては、下記式で表される直鎖状オルガノポリシロキサンが挙げられる。

（式中、シロキサン繰り返し単位の配列は任意である。）

（Ａ）成分は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。

＜（Ｂ）成分＞
（Ｂ）成分は、シリコーン樹脂組成物の透明性を維持したまま、補強性を得るために必要な成分である。具体的には、（Ｂ）成分は、下記平均組成式（１）で表され、２３℃において蝋状又は固体である、三次元網状のオルガノポリシロキサンである。「蝋状」とは、２３℃において、１０，０００Ｐａ・ｓ以上、特に１００，０００Ｐａ・ｓ以上の、自己流動性を示さないガム状（生ゴム状）であることを意味する。
（Ｒ^１ _３ＳｉＯ_１／２）_ａ（Ｒ^２Ｒ^１ _２ＳｉＯ_１／２）_ｂ（Ｒ^２Ｒ^１ＳｉＯ）_ｃ（Ｒ^１ _２ＳｉＯ）_ｄ（Ｒ^２ＳｉＯ_３／２）_ｅ（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）_ｆ（ＳｉＯ_４／２）_ｇ （１）
（式中、Ｒ^１は同一又は異なっていても良く、脂肪族不飽和結合を有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、Ｒ^２はアルケニル基であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇはそれぞれ、ａ≧０、ｂ≧０、ｃ≧０、ｄ≧０、ｅ≧０、ｆ≧０、ｇ≧０、ｂ＋ｃ＋ｅ＞０、ｅ＋ｆ＋ｇ＞０、及びａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１を満たす数。）

上記平均組成式（１）中、Ｒ^１で表される脂肪族不飽和結合を有しない置換又は非置換の一価炭化水素基としては、上述の（Ａ）成分においてアルケニル基以外のケイ素原子に結合した有機基として例示したものと同様のものが挙げられるが、全Ｒ^１の８０％以上はメチル基であることが好ましい。メチル基の割合が全Ｒ^１の８０モル％以上であれば、（Ａ）成分との相溶性が良好であり、組成物が白濁せず、高透明の硬化物を得ることができる。

上記平均組成式（１）中、Ｒ^２で表されるアルケニル基としては、上述の（Ａ）成分においてケイ素原子に結合したアルケニル基として例示したものと同様のものが挙げられるが、入手のしやすさ及び価格面からビニル基が好ましい。

上記平均組成式（１）中、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇはそれぞれ、ａ≧０、ｂ≧０、ｃ≧０、ｄ≧０、ｅ≧０、ｆ≧０、ｇ≧０、ｂ＋ｃ＋ｅ＞０、ｅ＋ｆ＋ｇ＞０、及びａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１を満たす数であり、ａは０〜０．６５、ｂは０〜０．６５、ｃは０〜０．５、ｄは０〜０．５、ｅは０〜０．８、ｆは０〜０．８、ｇは０〜０．６の数であることが好ましい。また、ｂ＋ｃ＋ｅは０．１〜０．８、特に０．２〜０．６５の数であることが好ましく、ｅ＋ｆ＋ｇは０．１〜０．８、特に０．２〜０．６の数であることが好ましい。

（Ｂ）成分中、ケイ素原子に結合したアルケニル基の含有量は、（Ｂ）成分１００ｇああたり０．０１〜１ｍｏｌの範囲であることが好ましく、０．０５〜０．５ｍｏｌの範囲であることがより好ましい。上記含有量が０．０１〜１ｍｏｌの範囲であると、架橋反応が十分に進行し、より高い硬度の硬化物が得られる。

（Ｂ）成分のオルガノポリシロキサンは分岐構造を有するものである。（Ｂ）成分のオルガノポリシロキサンは、ＳｉＯ_４／２単位及び／又はＳｉＯ_３／２単位（即ち、ＳｉＯ_４／２単位、Ｒ^２ＳｉＯ_３／２単位_、及び／又はＲ^１ＳｉＯ_３／２単位）からなる分岐構造を必須とするが、さらにメチルビニルシロキシ単位、ジメチルシロキシ単位等のＳｉＯ_２／２単位、ジメチルビニルシロキシ単位、トリメチルシロキシ単位等のＳｉＯ_１／２単位を含んでもよい。ＳｉＯ_４／２単位及び／又はＳｉＯ_３／２単位の含有量は、好ましくは（Ｂ）成分のオルガノポリシロキサン樹脂中の全シロキサン単位の５モル％以上、より好ましくは１０モル〜９５モル％、特に好ましくは２０〜６０モル％である。

また、（Ｂ）成分のオルガノポリシロキサンは、単離のしやすさの点から重量平均分子量が５００〜１００，０００の範囲であるものが好適である。

（Ｂ）成分の（Ａ）成分に対する比率も本発明の組成物の重要なファクターの一つである。（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して６０〜９０質量部とする必要があり、好ましくは６５〜８０質量部、より好ましくは６５〜７５質量部である。（Ｂ）成分の配合量が６０質量部未満の場合には、接着性に劣ったり高硬度の硬化物が得られないことがあり、９０質量部を超える場合には、組成物の粘度が著しく高くなり、転写することが困難となり、組成物をダイボンド材などに用いる際の取り扱いが困難になる。

（Ｂ）成分の具体例としては、例えば、以下のものが挙げられる。
（ＣＨ_２＝ＣＨ（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ_１／２）_０．１（（ＣＨ_３）_３ＳｉＯ_１／２）_０．４（ＳｉＯ_４／２）_０．５、
（ＣＨ_２＝ＣＨ（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ_１／２）_０．２（（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ_２／２）_０．２５（（ＣＨ_３）ＳｉＯ_３／２）_０．５５、
（ＣＨ_２＝ＣＨ（ＣＨ_３）ＳｉＯ_２／２）_０．４（（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ_２／２）_０．１５（（ＣＨ_３）ＳｉＯ_３／２）_０．４５

（Ｂ）成分は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。

＜（Ｃ）成分＞
（Ｃ）成分は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び（Ｄ）成分中に含まれるアルケニル基とヒドロシリル化反応により反応して架橋させる架橋剤として働く成分であり、下記平均組成式（２）で表され、ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。
Ｒ^３ _ｈＨ_ｉＳｉＯ_{（４−ｈ−ｉ）／２} （２）
（式中、Ｒ^３は同一又は異なっていても良く、脂肪族不飽和結合を有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、ｈ及びｉは、０．７≦ｈ≦２．１、０．００１≦ｉ≦１．０、かつ０．８≦ｈ＋ｉ≦３．０を満たす正数である。）

（Ｃ）成分の配合量は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び（Ｄ）成分中の全ケイ素原子結合アルケニル基に対して（Ｃ）成分のケイ素原子に結合した水素原子が０．５〜５．０倍モル、好ましくは０．７〜３．０倍モルとなる量である。この範囲を下回ると架橋が十分に進行せず、高硬度の硬化物が得られない場合がある。また、この範囲を上回ると架橋密度が低くなり、硬化物の強度が低下する場合がある。

（Ｃ）成分中、上記のケイ素原子に結合した水素原子の含有量は、（Ｃ）成分１ｇ当たり、０．００１〜０．０２ｍｏｌの範囲であることが好ましく、０．００２〜０．０１７ｍｏｌの範囲であることがより好ましい。

また、（Ｃ）成分は、２５℃での粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、５〜１００ｍＰａ・ｓの範囲内であることがより好ましい。

上記平均組成式（２）中、Ｒ^３で表される脂肪族不飽和結合を有しない置換又は非置換の１価炭化水素基としては、上記の（Ａ）成分においてアルケニル基以外のケイ素原子に結合した有機基として例示したものと同様のものが挙げられるが、全Ｒ^３のうち少なくとも５０モル％がメチル基であることが好ましく、６０〜１００モル％がメチル基であることがより好ましい。メチル基の割合が上記範囲内であれば、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分との相溶性に優れ、白濁又は組成物の相分離等の問題を抑制することができる。

上記平均組成式（２）中、ｈ及びｉは、０．７≦ｈ≦２．１、０．００１≦ｉ≦１．０、かつ０．８≦ｈ＋ｉ≦３．０を満たす正数であり、１．０≦ｈ≦２．０、０．０１≦ｉ≦１．０、かつ１．５≦ｈ＋ｉ≦２．５であることが好ましい。

（Ｃ）成分は、ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に少なくとも２個含有する。１分子中のケイ素原子に結合した水素原子の数としては、好ましくは２〜２００個、より好ましくは３〜１００個、さらに好ましくは４〜５０個である。

（Ｃ）成分において、上記ケイ素原子に結合した水素原子は、分子鎖末端、分子鎖中のいずれに位置してもよく、またこの両方に位置するものであってもよい。また、（Ｃ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子構造は、直鎖状、環状、分岐状、三次元網状構造のいずれであってもよいが、１分子中のケイ素原子の数（又は重合度）は好ましくは２〜３００、より好ましくは３〜２００である。

上記平均組成式（２）で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、例えば、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、トリス（ハイドロジェンジメチルシロキシ）メチルシラン、トリス（ハイドロジェンジメチルシロキシ）フェニルシラン、メチルハイドロジェンシクロポリシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・メチルフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体等が挙げられる。

（Ｃ）成分の具体例としては、以下のものが挙げられる。

（式中、シロキサン繰り返し単位の配列は任意である。）

（Ｃ）成分は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。

＜（Ｄ）成分＞
（Ｄ）成分は、ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも１個有し、分子鎖両末端にケイ素原子に結合したアルコキシ基を有する、直鎖状オルガノポリシロキサンである。

本成分はウェッターとして働き、アルコキシ基を有することで後述の（Ｆ）成分を高充填するために必要な成分である。さらに、効率的に（Ｆ）成分を高充填するために、（Ｄ）成分は重合度が１５０以下であることが好ましい。この範囲であれば、組成物の粘度上昇を抑えることができる。

上記アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられ、特に好ましくはメトキシ基である。

また、（Ｄ）成分は、ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも１個有する。１分子中におけるケイ素原子に結合したアルケニル基の数としては、好ましくは１〜５０個であり、より好ましくは１〜２０個である。分子中にアルケニル基を含まない場合、（Ｃ）成分との架橋反応が進行しないため、硬化後に本成分のＬＥＤチップからの滲み出し（ブリードアウト）が発生してしまう。ブリードアウトが発生すると、製品の外観を損ねるだけでなく、接着強度が低下する恐れがあるため、好ましくない。また、１分子中のアルケニル基の数が５０個以下であれば、架橋反応後に硬化物が脆くなったり、接着強度が低下する恐れがない。

上記アルケニル基としては、上述の（Ａ）成分においてケイ素原子に結合したアルケニル基として例示したものと同様のものが挙げられる。

（Ｄ）成分の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して３〜３０質量部、好ましくは１０〜２５質量部、より好ましくは１２〜２０質量部である。配合量が上記範囲を下回る場合、後述の（Ｆ）成分を高充填することができず、転写法における作業性が悪化し、熱伝導率が高い硬化物が得られない。また、（Ｄ）成分の配合量が上記範囲を超える場合は、硬化物の硬度を低下させ、ダイシェア強度に劣る場合がある。

（Ｄ）成分の例としては、下記式（３）で表されるシロキサン化合物が挙げられる。

（式中、シロキサン繰り返し単位の配列は任意であり、ｍ及びｎはそれぞれ、１≦ｍ≦５０、０≦ｎ≦１００を満たす正数である。）

具体的な構造例としては、以下のものが挙げられる。

（Ｄ）成分は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。

＜（Ｅ）成分＞
本発明における（Ｅ）成分の白金族金属系触媒は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び（Ｄ）成分中のアルケニル基と（Ｃ）成分中のケイ素原子に結合した水素原子との付加反応を促進するものである。その具体例としては、白金、パラジウム、ロジウム等の白金族金属や塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィン類、ビニルシロキサン又はアセチレン化合物との配位化合物、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム、クロロトリス（トリフェニルホスフィン）ロジウム等の白金族金属化合物が挙げられるが、特に好ましくは白金系化合物である。

（Ｅ）成分は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。

（Ｅ）成分の配合量は、触媒としての有効量であり、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）成分の合計量に対して、触媒金属元素の質量換算で１〜５００ｐｐｍの範囲であり、１〜１００ｐｐｍの範囲であることが好ましい。上記範囲内であれば、付加反応の反応速度が適切なものとなり、高い強度を有する硬化物を得ることができる。

＜（Ｆ）成分＞
本発明における（Ｆ）成分は、得られるシリコーン樹脂組成物に熱伝導性（放熱性）を付与するためのものであり、平均粒子径が０．１μｍ以上、１μｍ未満の熱伝導性充填剤である。

上記熱伝導性充填剤としては、例えば、酸化亜鉛、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等が挙げられる。中でも、熱伝導性、耐湿性、平均粒子径の観点から酸化亜鉛及びアルミナが好ましい。

（Ｆ）成分は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。

発光素子からの熱を効率良く放熱するために、熱伝導性充填剤の平均粒子径は、０．１μｍ以上、１μｍ未満であることが必要であり、０．１〜０．９μｍが好ましく、０．３〜０．９μｍがより好ましい。平均粒子径が１μｍ以上の場合、シリコーン樹脂組成物をダイボンド材として使用した際の厚みが大きくなり、接着させる発光素子から発生する熱の放熱性が悪化する。一方、平均粒子径が０．１μｍ未満の場合は組成物の粘度が高くなり、転写性が悪化する。

（Ｆ）成分の配合量は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）成分の合計３０質量部に対して、１００〜３００質量部であり、好ましくは１００〜２００質量部である。上記配合量が１００質量部未満の場合、目的とする熱伝導性（１．０Ｗ／ｍＫ以上）が得られない恐れがある。上記配合量が３００質量部より大きい場合、得られるシリコーン樹脂組成物の粘度が高くなりすぎて糸引き性が現れ、転写法による組成物の塗布が困難となる。

＜その他の成分＞
本発明のシリコーン樹脂組成物には、目的に応じて、接着性向上剤や反応抑制剤などの成分を添加してもよい。

接着性向上剤としては、付加反応硬化型である本発明の組成物に自己接着性を付与する観点から、接着性を付与する官能基を含有するシラン、シロキサン等の有機ケイ素化合物、非シリコーン系有機化合物等が好適に用いられる。

接着性を付与する官能基の具体例としては、ケイ素原子に結合したビニル基、アリル基等のアルケニル基又は水素原子；炭素原子を介してケイ素原子に結合したエポキシ基（例えば、γ−グリシドキシプロピル基、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル基等）、アクリロキシ基（例えば、γ−アクリロキシプロピル基等）、又はメタクリロキシ基（例えば、γ−メタクリロキシプロピル基等）；アルコキシシリル基（例えば、エステル構造、ウレタン構造、エーテル構造を１〜２個含有してもよいアルキレン基を介してケイ素原子に結合したトリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基等のアルコキシシリル基等）が挙げられる。

接着性を付与する官能基を含有する有機ケイ素化合物としては、シランカップリング剤、アルコキシシリル基と有機官能性基を有するシロキサン、反応性有機基を有する有機化合物にアルコキシシリル基を導入した化合物等が例示される。

また、非シリコーン系有機化合物としては、例えば、有機酸アリルエステル、エポキシ基開環触媒、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物、有機アルミニウム化合物等が挙げられる。

反応抑制剤としては、トリフェニルホスフィン等のリン含有化合物；トリブチルアミンやテトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾール等の窒素含有化合物；硫黄含有化合物；アセチレン系化合物；ハイドロパーオキシ化合物；マレイン酸誘導体；１−エチニルシクロヘキサノール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、エチニルメチルデシルカルビノール、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、上記（Ｅ）成分の白金族金属系触媒に対して硬化抑制効果を持つ公知の化合物が例示される。

反応抑制剤による硬化抑制効果の度合いは、反応抑制剤の化学構造によって異なるため、反応抑制剤の配合量は、使用する反応抑制剤ごとに最適な量に調整することが望ましい。好ましくは、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）成分の合計３０質量部に対して０．００１〜５質量部である。配合量が０．００１質量部以上であれば、室温での組成物の長期貯蔵安定性を十分に得ることができる。配合量が５質量部以下であれば、組成物の硬化が阻害される恐れがない。

その他の任意の成分としては、例えば、結晶性シリカ、中空フィラー、シルセスキオキサン等の無機質充填剤、及びこれらの充填剤をオルガノアルコキシシラン化合物、オルガノクロロシラン化合物、オルガノシラザン化合物、低分子量シロキサン化合物等の有機ケイ素化合物により表面疎水化処理した充填剤等；シリコーンゴムパウダー、シリコーンレジンパウダー等が挙げられる。

なお、転写法における作業性を良好とするため、本発明のシリコーン樹脂組成物の粘度は、回転粘度計による２５℃の測定値で５〜１００Ｐａ・ｓが好ましく、より好ましくは２０〜５０Ｐａ・ｓである。

［硬化物］
さらに、本発明は、上記ダイボンディング用シリコーン樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物を提供する。

本発明のシリコーン樹脂組成物の硬化方法、条件としては、公知の硬化方法、条件を採用することができる。一例としては１００〜１８０℃において１０分〜５時間の条件で硬化させることができる。

本発明のシリコーン樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物の熱伝導率は、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、該硬化物のＴｙｐｅＤ硬度は３０以上であることが好ましい。また、ダイシェア強度は２５℃で１５ＭＰａ以上であることが好ましい。

以上のように、本発明のシリコーン樹脂組成物であれば、基板への転写法における作業性が良好であり、接着力が高く、チップから発生した熱を効果的に放熱でき、高強度の硬化物を与えるシリコーン樹脂組成物となる。このようなシリコーン樹脂組成物は、特にＬＥＤ素子等のダイボンディングに用いられるダイボンド材として有用である。

以下、合成例、実施例、及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、ここで用いる各記号は下記の構造をそれぞれ示している。
Ｄ：Ｓｉ（ＣＨ_３）_２Ｏ
Ｄ^Ｖｉ：Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ_２）（ＣＨ_３）Ｏ
Ｍ^ＯＨ：ＳｉＯＨ（ＣＨ_３）_２Ｏ_１／２
Ｍ^ＯＭｅ：Ｓｉ（ＯＭｅ）_３Ｏ_１／２

［合成例１］
撹拌装置、冷却管、滴下ロート、及び温度計を備えた５００ｍＬの４つ口フラスコにＭ^ＯＨ _２Ｄ_７Ｄ^Ｖｉで表される直鎖状オルガノポリシロキサン（ＯＨ量：０．１８ｍｏｌ／１００ｇ）２００ｇを入れ、撹拌しつつ下記構造式（Ｉ）で表される化合物を８９ｇ滴下した。その後、８５℃で２時間混合し、反応を行い、２５℃へ冷却した。冷却後、メタノール１６ｇを投入して、２５℃で２時間混合したのち、１５０℃で１時間減圧濃縮を行うことで、Ｍ^ＯＭｅ _２Ｄ_９Ｄ^Ｖｉ表される直鎖状オルガノポリシロキサン（Ｄ−１）を得た。

［合成例２］
撹拌装置、冷却管、滴下ロート、及び温度計を備えた５００ｍＬの４つ口フラスコにＭ^ＯＨ _２Ｄ_２７Ｄ^Ｖｉ _９で表される直鎖状オルガノポリシロキサン（ＯＨ量：０．０７ｍｏｌ／１００ｇ）２００ｇを入れ、撹拌しつつ上記構造式（Ｉ）で表される化合物を３３ｇ滴下した。その後、８５℃で２時間混合し、反応を行い、２５℃へ冷却した。冷却後、メタノール１６ｇを投入して、２５℃で２時間混合したのち、１５０℃で１時間減圧濃縮を行うことで、Ｍ^ＯＭｅ _２Ｄ_２９Ｄ^Ｖｉ _９で表される直鎖状オルガノポリシロキサン（Ｄ−２）を得た。

［合成例３］
撹拌装置、冷却管、滴下ロート、及び温度計を備えた５００ｍＬの４つ口フラスコにＭ^ＯＨ _２Ｄ_８で表される直鎖状オルガノポリシロキサン（ＯＨ量：０．１８ｍｏｌ／１００ｇ）２００ｇを入れ、撹拌しつつ上記構造式（Ｉ）で表される化合物を８９ｇ滴下した。その後、８５℃で２時間混合し、反応を行い、２５℃へ冷却した。冷却後、メタノール１６ｇを投入して、２５℃で２時間混合したのち、１５０℃で１時間減圧濃縮を行うことで、Ｍ^ＯＭｅ _２Ｄ_１０で表される直鎖状オルガノポリシロキサン（Ｄ−３）を得た。

［実施例１〜３、比較例１〜４］
表１に示す配合量で下記の各成分を混合し、シリコーン樹脂組成物を調製した。なお、表１における各成分の数値は質量部を表す。また、粘度は回転粘度計を用いて測定した２５℃での値であり、［Ｓｉ−Ｈ］／［Ｓｉ−Ｖｉ］値は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、及び（Ｄ）成分中の全ケイ素原子結合アルケニル基に対する（Ｃ）成分中のケイ素原子に結合した水素原子のモル比を表す。

（Ａ）成分：（ＣＨ_２＝ＣＨ（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ_１／２）_２（（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ）_１０で表される、両末端がビニル基で封鎖された直鎖状のジメチルポリシロキサン（２５℃における粘度８．７ｍｍ^２／ｓ）
（Ｂ）成分：（ＣＨ_２＝ＣＨ（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ_１／２）_１．２（（ＣＨ_３）_３ＳｉＯ_１／２）_７．４（ＳｉＯ_２）_１０で表される分岐状のシリコーンレジン（２３℃において固体、固形分に対するビニル基量０．０８５ｍｏｌ／１００ｇ）
（Ｃ）成分：（（ＣＨ_３）_３ＳｉＯ_１／２）_２（（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ）_１４．５（Ｈ（ＣＨ_３）ＳｉＯ）_３８で表されるメチルハイドロジェンポリシロキサン
（Ｄ）成分：
（Ｄ−１）合成例１で調製した直鎖状ジメチルポリシロキサン
（Ｄ−２）合成例２で調製した直鎖状ジメチルポリシロキサン
（Ｄ−３）合成例３で調製した直鎖状ジメチルポリシロキサン
（Ｅ）成分：六塩化白金酸と１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンとの反応生成物のシロキサン｛粘度６０ｍｍ^２／ｓ、平均分子式（ＣＨ_２＝ＣＨ（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ_１／２）_２（（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ）_４０｝溶液（白金含有量が０．００４質量％）
（Ｆ）成分：平均粒子径０．９μｍの真球状アルミナ（昭和電工社製、ＡＬ−４７−１）
（Ｇ）成分：制御剤（１−エチニルシクロヘキサノール）
（Ｈ）成分：接着性向上剤（トリアリルイソシアヌレート）

実施例１〜３、比較例１〜４で得られたシリコーン樹脂組成物について、下記の評価を行い、結果を表２に示した。

［硬化物の硬さ］
各実施例及び各比較例において得られた組成物を１５０℃で２時間加熱し、得られた硬化物のタイプＤ硬度をＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠して測定した。

［熱伝導率］
各実施例及び各比較例において得られた組成物を１５０℃で２時間加熱し、得られた硬化物を細線加熱法（ホットワイヤー法、京都電子工業社製、迅速熱伝導率計ＱＴＭ−５００）により測定した。

［転写性］
各実施例及び各比較例において得られた組成物を、ダイボンダー（ＡＳＭ社製、ＡＤ−８３０）を用いて、ＳＭＤ５０５０パッケージ（Ｉ−ＣＨＩＵＮ ＰＲＥＣＳＩＯＮ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ＣＯ．，社製、樹脂ＰＰＡ）の銀メッキ電極部に対して、スタンピングにより定量転写し、その上に光半導体素子（ＳｅｍｉＬＥＤ社製、ＥＶ−Ｂ３５Ａ、３５ｍｉｌ）を搭載した際の作業性について評価した。転写が可能であれば「良」、転写が不可能であった場合は「不良」とした。

［接着力］
上記転写性の評価試験で作製したパッケージを１５０℃のオーブンにて２時間加熱し、シリコーン樹脂組成物を硬化させた。ボンドテスター（Ｄａｇｅ社製、Ｓｅｒｉｅｓ４０００）を用いてダイシェア強度の測定を行った。

［ブリード性］
転写性の評価試験で作製したパッケージを２５℃で１時間静置させたのち、外観を目視で観察した。チップ周辺に滲み出し（ブリードアウト）が発生していなければ「良」、発生していれば「不良」とした。

表２に示されるように、本発明のシリコーン樹脂組成物を用いた実施例１〜３では、いずれも硬化物の硬度が高く、また、アルコキシ基及びアルケニル基を含む（Ｄ）成分がウェッターとして働くことによって、熱伝導性充填剤を高含有量で配合しても転写性に優れ、ブリードアウトがなく、ダイボンド材として優れたものとなった。また、これらの硬化物は、ダイシェア強度が約２０ＭＰａと高く、熱伝導率は１．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上と放熱性に非常に優れていることが分かった。

一方、比較例１では熱伝導性充填剤が少ないため、熱伝導率が０．９Ｗ／ｍ・Ｋと低いものであった。比較例２では、熱伝導性充填剤を高密度で充填し、熱伝導率が高いものの、本発明の（Ｄ）成分を含まないため転写性に劣り、ＬＥＤチップを固定することができなかった。比較例３では、（Ｄ）成分がアルコキシ基を含むもののアルケニル基を有しないため、熱伝導率は高いものの、ウェッターのブリードアウトの発生とダイシェア強度の低下を招き、製品の外観および接着力を損ねる結果となった。比較例４では（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して（Ｂ）成分の配合量が５０質量部と少なく、ダイシェア強度に劣る結果となった。

これらの結果から、本発明のシリコーン樹脂組成物は、基板への転写法における作業性が良好であり、ブリードアウトがなく、接着力が高く、熱伝導率が高い硬化物を与えることができることが明らかとなった。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

Claims (4)

1. （Ａ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも２個有し、かつ、ケイ素原子に結合したアルコキシ基を有しない、２５℃における粘度が１００ｍｍ^２／ｓ以下である直鎖状オルガノポリシロキサン、
   （Ｂ）下記平均組成式（１）で表され、２３℃において蝋状又は固体である、三次元網状のオルガノポリシロキサン：前記（Ａ）成分及び前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して６０〜９０質量部、
   （Ｒ^１ _３ＳｉＯ_１／２）_ａ（Ｒ^２Ｒ^１ _２ＳｉＯ_１／２）_ｂ（Ｒ^２Ｒ^１ＳｉＯ）_ｃ（Ｒ^１ _２ＳｉＯ）_ｄ（Ｒ^２ＳｉＯ_３／２）_ｅ（Ｒ^１ＳｉＯ_３／２）_ｆ（ＳｉＯ_４／２）_ｇ （１）
   （式中、Ｒ^１は同一又は異なっていても良く、脂肪族不飽和結合を有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、Ｒ^２はアルケニル基であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇはそれぞれ、ａ≧０、ｂ≧０、ｃ≧０、ｄ≧０、ｅ≧０、ｆ≧０、ｇ≧０、ｂ＋ｃ＋ｅ＞０、ｅ＋ｆ＋ｇ＞０、及びａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１を満たす数。）、
   （Ｃ）下記平均組成式（２）で表され、ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン：前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分、及び（Ｄ）成分中の全ケイ素原子結合アルケニル基に対して前記（Ｃ）成分中のケイ素原子に結合した水素原子が０．５〜５．０倍モルとなる量、
   Ｒ^３ _ｈＨ_ｉＳｉＯ_{（４−ｈ−ｉ）／２} （２）
   （式中、Ｒ^３は同一又は異なっていても良く、脂肪族不飽和結合を有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、ｈ及びｉは、０．７≦ｈ≦２．１、０．００１≦ｉ≦１．０、かつ０．８≦ｈ＋ｉ≦３．０を満たす正数である。）、
   （Ｄ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に少なくとも１個有し、分子鎖両末端にケイ素原子に結合したアルコキシ基を有する、直鎖状オルガノポリシロキサン：前記（Ａ）成分及び前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して３〜３０質量部、
   （Ｅ）白金族金属系触媒：前記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、及び（Ｄ）成分の合計量に対して、触媒金属元素の質量換算で１〜５００ｐｐｍ、並びに
   （Ｆ）平均粒子径が０．１μｍ以上、１μｍ未満の熱伝導性充填剤：前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分、前記（Ｃ）成分、及び前記（Ｄ）成分の合計３０質量部に対して、１００〜３００質量部、
   を含むものであることを特徴とするダイボンディング用シリコーン樹脂組成物。
2. 前記（Ｆ）成分が、酸化亜鉛及びアルミナから選ばれる１種又は２種以上を含むものであることを特徴とする請求項１に記載のダイボンディング用シリコーン樹脂組成物。
3. 前記（Ｄ）成分が、下記式（３）で表されるシロキサン化合物であることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイボンディング用シリコーン樹脂組成物。
   

   

   （式中、シロキサン繰り返し単位の配列は任意であり、ｍ及びｎはそれぞれ、１≦ｍ≦５０、０≦ｎ≦１００を満たす正数である。）
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のダイボンディング用シリコーン樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物。