[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR101918295B1 - 오르가노 폴리실록산 조성물 - Google Patents

오르가노 폴리실록산 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101918295B1
KR101918295B1 KR1020120052517A KR20120052517A KR101918295B1 KR 101918295 B1 KR101918295 B1 KR 101918295B1 KR 1020120052517 A KR1020120052517 A KR 1020120052517A KR 20120052517 A KR20120052517 A KR 20120052517A KR 101918295 B1 KR101918295 B1 KR 101918295B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
formula
specimen
compound
cured
sio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020120052517A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130128646A (ko
Inventor
안정모
복경진
서승광
임영묵
강승현
Original Assignee
주식회사 케이씨씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이씨씨 filed Critical 주식회사 케이씨씨
Priority to KR1020120052517A priority Critical patent/KR101918295B1/ko
Publication of KR20130128646A publication Critical patent/KR20130128646A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101918295B1 publication Critical patent/KR101918295B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3477—Six-membered rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 경화 상태 시편에 대해 ASTM D638로 측정한 초기 신율이 90% 이상이고, 경화 상태 시편의 초기 경도가 쇼어 D 35 이상인 경화성 오르가노폴리실록산 조성물을 제공한다.

Description

오르가노 폴리실록산 조성물{Organopolysiloxane composition}
본 발명은 고온의 실제 사용 환경에서도 높은 신뢰성을 가지는 발광 다이오드 소자 봉지용 오르가노 폴리실록산 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 종래에는 발광 다이오드 소자의 밀봉 재료로서 에폭시 수지가 사용되어 왔다. 에폭시 수지는 투광도는 우수하지만, 탄성률이 높기 때문에 다양한 온도 조건 및 온도 변화시에 와이어, 칩, 에폭시 수지 사이에 균열이 발생하고 와이어 본딩이 단선되는 경우가 발생하여 반도체 재료의 결정 구조가 무너짐에 따른 발광 효율이 저하 될 수 있다. 또한 에폭시 수지는 더 밝고, 더 짧은 파장의 빛에 대한 내열성 및 내광성 측면에서 물성이 더욱 불만족스럽다. 자외선 등이 에폭시계 수지에 투과될 경우, 유기 고분자의 결합이 파괴되어 수지의 광학적, 화학적 특성을 떨어뜨린다. 그렇게 되면, 결국 에폭시 수지는 봉지재 자체가 황색으로 변화하고 이것이 광선의 색상에 영향을 미쳐서 발광장치의 수명을 저하시킨다.
한편, 위의 문제들을 해결하기 위한 방안으로 실리콘 수지 적용이 제안되어 왔다. 실리콘은 유기수지와 비교하여 내열성, 내후성 등이 에폭시 수지보다 우수하고, 투명할 뿐 아니라, 변색되기 어렵고, 물리적으로 열화되기 어렵기 때문에 발광다이오드로의 적용 사례가 늘어나고 있다. 그러나, 이들 실리콘 수지는 기계적 강도, 화학적 안정성은 우수하나 좀 더 높은 휘도를 확보하기 위한 연구가 지속적으로 행해지고 있는 실정이다.
일본 공개특허 제2002-265787호에 개시되어 있는 실리콘 수지 조성물은, 실록산 가교 밀도를 증대시키고, 방향족 환간의 π-π상호 작용이 경화물의 굴절률 등을 향상시키는데 중요하기 때문에, 페닐기 및 알케닐기를 갖는 특정한 오르가노 폴리실록산 및 페닐기를 갖는 특정한 오르가노하이드로겐 폴리실록산을 부가 경화시켜 고경도, 고투명 수지를 얻고 있다.
그러나 고굴절 소재의 굴절율을 조절하기 위하여 페닐 함유 반응성 폴리실록산을 적용하는 경우 페닐 함유 폴리실록산의 구조적 원인으로 인하여 메틸계 반응성 폴리실록산보다 반응속도가 느리다.
페닐 함유 반응성 폴리실록산을 사용하는 경우 목적하는 기계적 물성을 달성하기 위하여 경화 과정에서 많은 열과 시간이 필요하나, 공정상 경제적으로 한정된 경화시간과 온도를 적용하여야 한다. 따라서 실제 장치에 실장된 후 사용 환경에서 발생하는 열에 의해 추가적인 반응이 진행되고, 이에 따라 모듈러스와 같은 기계적 성질이 변화된다. 이는 내부 응력의 증가를 초래하고, 내부 응력 증가는 극단적인 경우 와이어의 단선으로 점등불가, 대부분 계면의 박리, 크랙현상으로 인한 형광체 산화 가속 및 부식을 초래하고, 이는 효율 저하 또는 전체 LED의 수명을 감축시킨다.
또한, 최근 LED를 대면적의 액정 표시 장치 내지 조명에 적용하고자 하는 요구가 증가하면서, 밀집된 패키지에 다수의 칩을 실장하거나, 인가 전류량이 점착 증가하는 등 사용 환경 측면에서 열에 대한 충격요인이 점차 가혹해지고 있다.
따라서, 높은 온도의 사용 환경에서도 후경화에 따른 봉지재의 기계적 물성이 변하지 않으면서, 변색을 방지할 수 있는 봉지용 조성물이 필요한 실정이다.
본 발명은 종래기술들의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 신뢰성이 우수하고 착색도가 낮은 경화성 오르가노폴리실록산 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 상기 조성물의 경화물을 포함하는 발광 다이오드 소자용 봉지재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 발광 다이오드 소자가 본 발명에 따른 상기 봉지재에 의해 봉지된 발광 다이오드 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 발광 다이오드 장치 전체의 신뢰성 향상에 있어서 가장 주요하게 작용하는 요인으로 봉지재의 내부 응력증가임을 밝혔다. 또한 내부 응력증가로 인한 박리, 균열(크랙) 또는 단선발생으로 인한 효율저하가 유발될 수 있다. 내부 응력을 완화하기 위해서 보다 낮은 모듈러스를 적용할 수 있으나, 이로 인해 가교밀도의 저하 등으로 인해 표면의 끈적임 등이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 노력을 거듭한 결과 환형의 이소시아누레이트 구조를 함유하는 가교제를 사용하여 낮은 모듈러스임에도 높은 기계적 강도를 구현할 수 있는 봉지재 조성을 개발하였다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 경화 상태 시편을 200℃에서 168 시간 동안 보관 후의 신율 변화량이 30% 이하이고, 경화상태의 시편을 200℃에서 168 시간 동안 보관후 ASTM E313으로 측정한 착색도가 3.9 이하인 경화성 오르가노폴리실록산 조성물을 제공한다.
상기 조성물은 하기 화학식 1의 화합물에 의해 가교된 경화성 오르가노폴리실록산 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112012039550313-pat00001
상기 화학식 1에서,
Ra 내지 Rc는 수소, 또는 탄소수 2 내지 12의 알케닐기이고,
Ra 내지 Rc 중 어느 하나 또는 둘 이상은 탄소수 2 내지 12의 알케닐기이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 상기 조성물의 경화물을 포함하는 발광 다이오드 소자용 봉지재를 제공한다.
본 발명은 또한 발광 다이오드 소자가 본 발명에 따른 상기 봉지재에 의해 봉지된 발광 다이오드 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 조성물은 발광 다이오드 장치의 봉지재로 사용하는 경우에, 낮은 모듈러스 및 높은 기계적 강도를 구현할 수 있으며, 특히 높은 신뢰성 및 낮은 변색도를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예인 발광다이오드 장치의 단면도이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에서 사용된 용어의 정의는 다음과 같다.
“신율 변화량”이란 경화 상태의 시편을 200℃에서 168hr 동안 보관한 후의 시편의 신율 값(내열 신율)과 경화 상태 시편의 신율 값(초기 신율)의 차의 백분율을 의미한다. 즉 신율 변화량은 (초기신율 - 내열신율)/초기신율 X 100을 의미한다. 본 발명의 조성물은 신율 변화량이 50%이하, 예를 들어 40%이하, 35% 이하, 또는 30% 이하일 수 있다.
“인장강도 변화량”이란 경화 상태 시편의 인장강도 값(초기 인장강도)과 경화 상태의 시편을 200℃에서 168hr 동안 보관한 후의 시편의 인장강도 값(내열 인장강도)의 차의 백분율을 의미한다. 즉 인장강도 변화량은(내열 인장강도 - 초기 인장강도)/초기 인장강도 X 100을 의미한다. 본 발명의 조성물은 인장강도 변화량이 50%이하, 예를 들어 45%이하, 40% 이하, 또는 35% 이하일 수 있다. 상기 신율과 인장강도의 측정법은 KS6518 방법에 따른다.
“경도 변화량”이란 경화 상태 시편의 경도 값(초기 경도)과 경화 상태의 시편을 200℃에서 168hr 동안 보관한 후의 시편의 경도 값(내열 경도)의 차의 백분율을 의미한다. 즉 경도 변화량은(내열 경도 - 초기 경도)/초기 경도 X 100을 의미한다. 본 발명의 조성물은 경도 변화량이 30%이하, 예를 들어 25% 이하, 20% 이하, 또는 15% 이하일 수 있다. 본 발명의 조성물은 또한 초기 경도 값이 shore D 20 이상, 예를 들어 25 이상, 또는 30 이상이다. 상기 경도의 측정법은 JISK 6253 방법에 따른다.
“가요성”이란 타력에 의해서 굽혀질 수 있는 성질을 말하며, 구체적으로는 25℃에서 경화 상태의 시편(두께 2mm, 가로 1cm, 세로 5cm)의 한쪽면이 서로 맞닿을 때까지 60g/cm2의 압력으로 완전히 구부린 상태에서 10초 이상의 시간이 경과할 때까지 시편의 절단, 파괴 및 균열 등의 물리적 손상이 발생되지 않은 상태를 의미한다. 본 발명에 따른 조성물은 경화상태의 조성물을 200℃에서 168hr 보관 후에도 가요성을 유지할 수 있다.
“착색도(YI)”란, 경화상태의 시편이 시간 경과에 따라 변색된 정도를 의미하며, 폴리오르가노실록산 경화시편을 2mm의 간격을 두고 있는 몰드를 사용하여 170℃ 20분간 경화후, 몰드에서 탈형하고, 150℃ 오븐에서 3 시간 동안 경화하였다. 상기 경화물을 닛뽄덴쇼쿠(NIPPON DESHOKU)사의 색차계 300A를 이용하여 ASTM E313에 의거하여 측정하였으며, 내열 조건은 상기와 동일한 방법으로 제작한 폴리오르가노실록산 경화시편을 추가로 200℃ 오븐에서 168 시간 동안 보관후 동일 방법으로 측정하였다. 구체적으로는 본 발명에서 착색도는 위의 내열 조건에서의 착색도를 의미할 수 있다.
“끈적임(Takcy)”이란, 경화 표면이 작은 압력에도 점착의 성질을 나타내는 힘의 정도를 의미하며, 25℃에서 경화 상태의 시편(두께 2mm, 가로 1cm, 세로 5cm)의 한쪽면을 탄산칼슘 분말이 빈공간 없이 도포된 바닥면과 맞닿을 때까지 60g/cm2의 압력으로 완전히 접촉시킨 상태에서 10초간 이상의 시간을 경과 시킨 후 접촉시킨 면의 표면 전체에 건조 질소(100g/cm2의 압력) 를 1초 이하의 시간으로 분사하여 표면에 남아 있는 분말의 정도를 육안 관찰하여 표면에 분말이 전혀 없을 경우 양호, 표면에 분말이 관찰될 경우 불량으로 나타낸다.
“Me”는 메틸기, “Ph”는 페닐기, “Vi”는 비닐기를 나타낸다.
“경화상태”란 조성물이 경화된 상태를 의미하는 것으로 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 조성물을 170℃에서 20분간 경화하고, 추가로 150℃에서 3시간 동안 경화한 상태를 의미한다.
“시편”이란 KS M 6518 또는 JISK 6253에 규정된 시편을 의미한다.
하나의 예로서, 본 발명에 따른 경화성 오르가노폴리실록산 조성물은, 경화 상태 시편을 200℃에서 168 시간 동안 보관 후의 신율 변화량이 30% 이하이고, 경화상태의 시편을 200℃에서 168 시간 동안 보관후 ASTM E313으로 측정한 착색도가 3.9 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물의 경화상태의 시편을 200℃에서 168 시간 동안 보관후 ASTM E313으로 측정한 착색도가 3.9 이하, 3.82 이하, 3.6 이하, 3.4 이하, 2 내지 3.9, 또는 3 내지 3.9 범위일 수 있다.
또한, 상기 조성물은, 경화 상태 시편에 대해 KS M 6518로 측정한 초기 신율이 90% 이상이고, 경화 상태 시편의 초기 경도가 쇼어 D 35 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물의 경화 상태 시편에 대해 KS M 6518로 측정한 초기 신율은 90% 이상, 100% 이상, 90 내지 130%, 또는 90 내지 110% 범위일 수 있다. 또한, 상기 조성물의 경화 상태 시편의 초기 경도는 쇼어 D 35 이상, 쇼어 D 40 이상, 쇼어 D 35 내지 50, 또는 쇼어 D 40 내지 45 범위일 수 있다. 본 발명에 따른 경화성 오르가노폴리실록산 조성물은 우수한 초기 신율과 높은 경도를 동시에 구현할 수 있다.
상기 조성물은 경화 상태 시편을 200℃에서 168hr 보관 후의 신율 변화량이 30% 이하, 25% 이하, 24% 이하, 또는 15 내지 25% 범위일 수 있다. 본 발명에 따른 경화성 오르가노폴리실록산 조성물은 상대적으로 신율 변화가 작고 물성의 변화가 크지 않은 조성물을 제공한다.
또 다른 하나의 예로서, 상기 조성물의 경화 상태 시편에 대해 ASTM D638로 측정한 초기 인장강도가 3.5 MPa 이상이고, 200℃에서 168hr 보관 후의 시편의 인장강도 변화량이 35% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물의 경화 상태 시편에 대해 ASTM D638로 측정한 초기 인장강도가 3.5 MPa 이상, 3.8 MPa 이상, 또는 3.5 내지 5 MPa 범위일 수 있다. 또한, 상기 경화 상태의 시편을 200℃에서 168hr 보관 후의 시편의 인장강도 변화량이 35% 이하, 32% 이하, 15 내지 35%, 또는 20 내지 35% 범위일 수 있다. 본 발명에 따른 경화성 오르가노폴리실록산 조성물은 상대적으로 인장 강도의 변화가 크지 않으므로, 신뢰성 높은 조성물을 제공할 수 있다.
상기 조성물은 경화 상태의 시편(두께 2mm, 가로 1cm, 세로 5cm)을 200℃에서 168hr 보관 후, 25℃ 조건에서 시편의 한쪽면이 서로 맞닿을 때까지 60g/cm2의 압력으로 구부린 상태에서 10초의 시간이 경과할 때까지 시편의 물리적 손상이 발생되지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조성물의 경화 상태의 표면은 탄산칼슘 분말이 빈공간 없이 도포된 바닥면과 맞닿을 때까지 60 g/cm2의 압력으로 완전히 접촉시킨 상태에서 10초간 이상의 시간을 경과 시킨 후 접촉시킨 표면(가로 1cm, 세로 5cm) 전체에 건조 질소(100g/cm2의 압력)를 1초 이하의 시간으로 분사하여 표면에 남아 있는 분말의 정도를 육안 관찰할 경우 표면에 분말이 전혀 없을 정도의 끈적임이 적은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 조성물은 이소시아누레이트 환형 구조를 포함하는 가교제에 의해 가교된 구조일 수 있다. 예를 들어, 이소시아누레이트 환형 구조를 포함하는 가교제는 하기 화학식 1의 화합물로 표현될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112012039550313-pat00002
상기 화학식 1에서,
Ra 내지 Rc는 수소, 또는 탄소수 2 내지 12의 알케닐기이고,
Ra 내지 Rc 중 어느 하나 또는 둘 이상은 탄소수 2 내지 12의 알케닐기이다.
화학식 1의 화합물은 오르가노폴리실록산 조성물을 구성하는 가교제의 역할을 수행한다. 구체적으로는, 상기 화학식 1의 정의에서 Ra 내지 Rc 중 어느 하나 이상은 탄소수 2 내지 12의 알케닐기이고, 이러한 알케닐는 직접 연결된 수소기를 포함하며, 하이드로실릴화(hydrosilylation) 반응을 통해 다른 조성과 결합되는 구조이다.
하나의 예로서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 1-a의 구조일 수 있다.
[화학식 1-a]
Figure 112012039550313-pat00003
본 발명에 따른 조성물은 하기 화학식 2의 화합물을 더 포함하고, 화학식 2의 화합물은 화학식 1의 화합물에 의해 가교된 구조일 수 있다.
[화학식 2]
(R1R2R3SiO1 /2)x·(R4R5SiO2 /2)y·(R6SiO3 /2)z
상기 화학식 2에서,
R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 2 내지 12의 알케닐기, 또는 알케닐기를 제외한 또는 탄소수 1 내지 12의 1가 탄화수소기이고, 단 R1 내지 R3 중 어느 하나 이상, R4 및 R5 중 어느 하나 이상, 및 R6로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상은 탄소수 2 내지 12의 알케닐기이고,
x, y 및 z는 각각 0<x<1, 0<y<1, 0≤z<1 및 x+y+z=1을 만족한다.
하나의 구체예로서, 상기 화학식 2에서,
R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 2 내지 8의 알케닐기, 또는 알케닐기를 제외한 또는 탄소수 1 내지 10의 1가 탄화수소기이고, 단 R1 내지 R3 중 어느 하나 이상, R4 및 R5 중 어느 하나 이상, 및 R6로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상은 탄소수 2 내지 8의 알케닐기이고,
x, y 및 z는 각각 0<x<1, 0<y<1, 0≤z<1 및 x+y+z=1을 만족한다.
또 하나의 구체예로서, 상기 화학식 2에서,
R1 내지 R3은 각각 독립적으로 비닐, 알릴, 부테닐, 또는 헥세닐, 메틸, 에틸, 프로필, 사이클로헥실, 페닐, 톨릴, 또는 나프틸이고, 단 R1 내지 R3 중 하나 이상은 비닐, 알릴, 부테닐, 또는 헥세닐이고,
R4 내지 R6은 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 사이클로헥실, 페닐, 톨릴, 또는 나프틸이며,
x, y 및 z는 각각 0.05≤x≤0.3, 0.1≤y≤0.4, 0.3≤z≤0.8 및 x+y+z=1을 만족한다.
이때 앞서 설명한 화학식 2의 화합물은 화학식 1의 화합물과 하이드로실릴화 반응을 통해 가교를 형성하는 구조일 수 있다. 구체적으로, 화학식 1의 화합물은 다음과 같이 정의할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112012039550313-pat00004
상기 화학식 1에서,
Ra 내지 Rc는 수소, 또는 탄소수 2 내지 12의 알케닐기이고,
Ra 내지 Rc 중 어느 하나 또는 둘 이상은 탄소수 2 내지 12의 알케닐기로서, 화학식 2의 화합물과 결합된 구조이다.
또 다른 예로서, 본 발명에 따른 조성물은 하기 화학식 3의 화합물을 포함하고, 화학식 3의 화합물은 화학식 1의 화합물에 의해 가교된 구조일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112012039550313-pat00005
상기 화학식 3에서,
R7, R8, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소; 또는 알케닐기를 제외한 탄소수 1 내지 12의 1가 탄화수소기이고, R9 및 R10은 각각 독립적으로 알케닐기를 제외한 탄소수 1 내지 12의 1가 탄화수소기이며, n은 1 내지 100의 정수이다.
하나의 구체예에서, 상기 화학식 3에서,
R7, R8, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소; 또는 알케닐기를 제외한 탄소수 1 내지 8의 1가 탄화수소기이고, R9 및 R10은 각각 독립적으로 알케닐기를 제외한 탄소수 1 내지 6의 1가 탄화수소기이며, n은 1 내지 60의 정수이다.
또 하나의 구체예에서, 상기 화학식 3에서,
R7, R8, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이고,
R9 및 R10은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이며,
n은 1 내지 30의 정수이다.
이때 앞서 설명한 화학식 3의 화합물은 화학식 1의 화합물과 하이드로실릴화 반응을 통해 가교를 형성하는 구조일 수 있다. 구체적으로, 화학식 1의 화합물은 다음과 같이 정의할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112012039550313-pat00006
상기 화학식 1에서,
Ra 내지 Rc는 수소, 또는 탄소수 2 내지 12의 알케닐기이고,
Ra 내지 Rc 중 어느 하나 또는 둘 이상은 탄소수 2 내지 12의 알케닐기로서, 화학식 3의 화합물과 결합된 구조이다.
또 다른 하나의 예로서, 본 발명에 따른 조성물은 하기 화학식 1 내지 3의 화합물을 포함하고, 화학식 2 및 3의 화합물은 화학식 1의 화합물에 의해 가교된 구조일 수 있다.
화학식 2 및 3의 화합물은 앞서 설명한 바와 같다. 이 경우 화학식 1은 다음과 같이 정의할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112012039550313-pat00007
상기 화학식 1에서,
Ra 내지 Rc는 수소, 또는 탄소수 2 내지 12의 알케닐기이고,
Ra 내지 Rc 중 어느 하나 또는 둘 이상은 탄소수 2 내지 12의 알케닐기로서, 화학식 1 및 3 중 어느 하나 이상의 화합물과 결합된 구조이다.
하나의 예로서, 본 발명의 조성물에 있어서, 환형의 이소시아누레이트 구조를 포함할 수 있다. 상기 환형의 이소시아누레이트 구조는 가교제의 역할을 수행하며, 예를 들어, 화학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물은 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 15 중량부, 예를 들어 1 내지 12 중량부, 또는 1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 화학식 1의 화합물의 함량을 상기 범위로 조절함으로써, 낮은 모듈러스에도 불구하고 높은 기계적 강도를 구현할 수 있다.
또 다른 하나의 예로서, 본 발명의 조성물에 있어서, 상기 화학식 2의 화합물은 주 수지로서 M 단위(R1R2R3SiO1 /2), D 단위(R4R5SiO2 /2) 및 T 단위(R6SiO3 /2)를 포함한다. 예를 들어, 상기 단위 중에서 M 단위만이 반응기인 알케닐기를 가지고, D 단위 및 T 단위에는 반응기를 가지지 않을 수 있으며, 이 경우에는 후경화를 억제할 수 있다. 본 발명에서는 상기 화학식 2의 화합물의 예로서, D 단위 또는 T 단위에 반응기인 알케닐기를 가진 경우를 제외하는 것은 아니다.
상기 화학식 2의 화합물은 예를 들어 하기 화합물을 포함할 수 있다.
(ViMe2SiO1 /2)x·(MePhSiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi2MeSiO1 /2)x·(MePhSiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi3SiO1 /2)x·(MePhSiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(ViMe2SiO1 /2)x·(MePhSiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(ViMe2SiO1 /2)x·(MePhSiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(Vi3SiO1 /2)x·(MePhSiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(ViMe2SiO1 /2)x·(Ph2SiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi2MeSiO1 /2)x·(Ph2SiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi3SiO1 /2)x (Ph2SiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(ViMe2SiO1 /2)x·(Ph2SiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(Vi2MeSiO1 /2)x·(Ph2SiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(Vi3SiO1 /2)x·(Ph2SiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(ViMe2SiO1 /2)x·(Me2SiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi2MeSiO1 /2)x·(Me2SiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi3SiO1 /2)x·(Me2SiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(ViMe2SiO1 /2)x·(Me2SiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(Vi2MeSiO1 /2)x·(Me2SiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(ViMePhSiO1 /2)x·(MePhSiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi2PhSiO1 /2)x ·(MePhSiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(ViMePhSiO1 /2)x·(Ph2SiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi2PhSiO1 /2)x·(Ph2SiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi3SiO1 /2)x (Me2SiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(ViMePhSiO1 /2)x·(Ph2SiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(Vi2PhSiO1 /2)x·(Ph2SiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(ViMePhSiO1 /2)x·(Me2SiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi2PhSiO1 /2)x·(Me2SiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(ViMePhSiO1 /2)x·(Me2SiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(Vi2PhSiO1 /2)x·(Me2SiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(Vi Ph2SiO1 /2)x·(MePhSiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi2PhSiO1 /2)x·(MePhSiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi Ph2SiO1 /2)x·(MePhSiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(Vi Ph2SiO1 /2)x·(Ph2SiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi Ph2SiO1 /2)x·(Ph2SiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
(Vi Ph2SiO1 /2)x·(Me2SiO2 /2)y·(PhSiO3 /2)z
(Vi Ph2SiO1 /2)x·(Me2SiO2 /2)y·(MeSiO3 /2)z
상기 식에서 x, y, 및 z은 상술한 바와 같다.
상기 화학식 2의 화합물은 화학식 1 내지 화학식 3의 화합물의 합 100 중량부에 대하여 50 내지 90 중량부, 예를 들어 55 내지 85 중량부, 또는 50 내지 80중량부로 포함될 수 있다. 화학식 2의 화합물의 함량을 상기 범위로 조절함으로써, 충분한 기계적 강도를 확보하고, 동시에 높은 가교밀도로 인한 가요성 저하를 방지할 수 있다.
또한, 화학식 3의 화합물은 MD 구조를 가지고 M 단위 말단에만 반응기 수소를 갖는 구조일 수 있다. 상기 화학식 3의 화합물은 예를 들어 하기 화합물을 포함할 수 있다.
Figure 112012039550313-pat00008
상기 식에서 n은 상술한 바와 같다.
상기 화학식 3의 화합물은 화학식 1 내지 화학식 3의 화합물의 합 100 중량부에 대하여 5 내지 45 중량부, 예를 들어 10 내지 40 중량부, 또는 15 내지 30중량부로 포함될 수 있다. 화학식 3의 화합물의 함량이 상기 범위 보다 낮은 경우에는 충분한 가교밀도 확보가 어려워 미경화가 발생하거나 기계적 물성이 저하될 수 있고, 상기 범위보다 높은 경우에는 과량의 수소반응기로 인하여 경화시 탈수소 반응으로 인한 봉지재 내부의 공극 형성 및 표면 보이드 형성으로 광효율 저하가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 또한 하이드로실릴화 반응용 촉매를 추가로 포함할 수 있다. 하이드로실릴화 반응용 촉매는 화학식 1 또는 화학식 2의 알케닐 그룹과 화학식 3의 규소-결합 수소원자 사이에 하이드로실릴화 반응을 촉진하는 촉매이다. 하이드로실릴화 촉매는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 백금족 원소 또는 백금족 원소 화합물 형태인 촉매를 사용할 수 있다. 예를 들어 백금계 촉매, 로듐계 촉매 및 팔라듐계 촉매를 사용할 수 있다.
백금계 촉매는 백금 미분말, 백금흑(platinum black), 염화백금산, 염화백금산의 알콜 변성물, 염화백금산/디올레핀 착체, 백금/올레핀 착체, 백금-카보닐 착체[예: 백금 비스(아세토아세테이트) 및 백금 비스(아세틸아세토네이트)], 염화백금산/알케닐실록산 착체(예: 염화백금산/디비닐테트라메틸디실록산 착체 및 염화백금산/테트라비닐테트라메틸사이클로테트라실록산 착체), 백금/알케닐실록산 착체(예: 백금/디비닐테트라메틸디실록산착체 및 백금/테트라비닐테트라메틸사이클로테트라실록산 착체) 및 염화백금산과 아세틸렌 알콜의 착체로 예시될 수 있다. 백금/알케닐실록산 착체가 하이드로실릴화 반응 성능의 측면에서 바람직하다.
상기 착체를 위한 알케닐실록산은 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 앞의 알케닐실록산의 메틸 부분을, 예를 들면, 에틸, 페닐 등으로 치환함으로써 수득한 알케닐실록산 올리고머 및 앞의 알케닐실록산의 비닐을, 예를 들면, 알릴 또는 헥세닐로 치환함으로써 수득한 알케닐실록산 올리고머로 예시될 수 있다. 우수한 안정성을 갖는 백금/알케닐실록산 착체를 생성하기 때문에 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산이 바람직하다.
상기 착체는 자일렌 등의 유기 용매에 용해된 상태로 조성물에 포함될 수 있다.
하이드로실릴화 반응용 촉매는 본 발명의 조성물의 경화를 촉진하는 양으로 배합되지만, 이의 배합량은 특별히 한정되지 않는다. 하이드로실릴화 반응용 촉매는 화학식 1 내지 화학식 3의 화합물을 포함하는 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 ppm, 예를 들어 1.5 내지 4 ppm으로 포함될 수 있다. 1 ppm 미만으로 포함되는 경우 경화가 부족할 수 있고, 5 ppm을 초과하여 포함되는 경우 착색과 같은 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 조성물은 접촉하는 기재에 대한 접착력의 부가적 개선을 제공하기 위하여, 접착성 부여제 또는 접착촉진제를 추가로 포함할 수 있다. 이 접착촉진제는 바람직하게는 하이드로실릴화 반응-경화성 오르가노폴리실록산 조성물용으로 공지된 것과 같은 유기규소 화합물계 접착촉진제이다. 통상적인 예로, 각 경우에 트리알콕시실옥시 그룹(예: 트리메톡시실옥시, 트리에톡시실옥시) 또는 트리알콕시실릴알킬 그룹(예: 트리메톡시실릴에틸, 트리에톡시실릴에틸)과, 하이드로실릴 그룹, 규소-결합 알케닐 그룹(예: 비닐, 알릴), 규소-결합 메타크릴옥시알킬 그룹(예: 3-메타크릴옥시프로필) 및 규소-결합 에폭시-관능성 알킬그룹(예: 3-글리시독시프로필, 4-글리시독시부틸, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸 및 3-(3,4-에폭시사이클로헥실)프로필)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 관능기를 갖는, 오르가노실란 및 대략 4 내지 20개의 규소 원자를 갖는 직쇄상, 분지상 및 환상 구조의 오르가노실록산 올리고머가 있다. 다른 통상적인 예로 에폭시-관능성 에틸폴리실리케이트 및 아미노알킬트리알콕시실란과 에폭시-관능성 알킬트리알콕시실란의 반응물이 있다.
구체적인 예는 비닐트리메톡시실란, 알릴트리메톡시실란, 알릴트리에톡시실란, 하이드로겐트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 2-(3,4-에톡시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란과 3-아미노프로필트리에톡시실란의 반응물, 실란올-말단봉쇄된 메틸비닐실록산 올리고머와 3-글리시독시프로필트리메톡시실란의 축합 반응물, 실란올-말단봉쇄된 메틸비닐실록산 올리고머와 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란의 축합 반응물 및 트리스(3-트리메톡시실릴프로필)이소시아누레이트을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 조성물은 또한 본 발명의 목적에 손상을 주지 않는 한, 무기질 충전제(예: 실리카, 유리, 알루미나, 산화아연 등); 실리콘 고무 분말; 수지 분말(예: 실리콘 수지, 폴리메타크릴레이트 수지 등); 내열제; 산화방지제; 라디칼 스케벤져; 광안정제; 염료; 안료; 난연성 부가제 및 반응지연제 등으로부터 선택된 부가의 임의 성분으로서 배합할 수 있다. 반응지연제는 예를 들어 2-Phenyl-3-butyn-2-ol 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 상기 조성물의 경화물을 포함하는 발광 다이오드 소자용 봉지재 및 이를 포함하는 발광 다이오드 장치에 관한 것이다.
이하 본 발명의 발광 다이오드 장치를 이제 상세히 기술할 것이다.
본 발명의 발광 다이오드 장치는 그 안에 발광 다이오드 소자가 앞서 기술한 본 발명에 따른 조성물의 경화물에 의해 봉지됨을 특징으로 한다. 본 발명에 사용된 조성물은 이러한 발광 다이오드 소자 이외에 반도체 레이저 소자, 유기 EL, 포토다이오드(photodiode) 소자, 포토트랜지스터 소자, 고체 촬상 소자 및 포토커플러용 수광 및 발광 소자에 사용될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 대표적인 발광 다이오드 장치의 단면도이다. 도 1에 제시된 발광 다이오드(LED) 장치(10)에서, 발광 다이오드(LED) 칩(13)은 기판(15) 상의 다이 패드(16) 위에 다이 결합되고, 이 발광 다이오드(LED) 칩(13)은 본딩 와이어(12)에 의해 내부 리드(14)에 와이어 결합된다. 이 발광 다이오드(LED) 칩(13)은 본 발명의 발광 다이오드 소자 봉지재의 경화물(11)에 의해 봉지된다.
도 1에 제시된 표면 실장형 발광 다이오드(LED) 장치(10)를 제조하기 위하여, 발광 다이오드(LED) 칩(13)을 다이 패드(16) 위에 다이 결합시키고, 발광 다이오드(LED) 칩(13)은 본딩 와이어(12)에 의해 내부 리드(14)에 와이어 결합시킨다. 그 다음에, 본 발명의 발광 다이오드 소자 봉지재, 특히 봉합재를 도입시키고, 그 후에 바람직하게는 탈기시킨 다음, 50 내지 200℃로 가열함으로써 경화시킨다.
이하, 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1] a-1 (MVi , Me2 0 .15DMe , Ph 0 .15TPh 0 .7)의 제조
콘덴서, 온도계, 질소주입용 라인 및 교반기가 장착된 플라스크에 페닐트리메톡시실란 138.81g, 디비닐테트라메틸디실록산 13.98g, α,ω-디메틸하이드록시실릴-메틸페닐폴리실록산 16.28g, 톨루엔 100g, 메탄술폰산 0.25g을 투입하고 교반하면서 증류수를 50g을 서서히 적가하였다. 반응기의 열매를 가열하여 반응부산물을 서서히 회수하였다. 그 후 반응물이 중성이 될 때까지 수세를 진행하였다. 오르가노실록산이 포함된 유기층을 회수하여 별도의 플라스크에 투입하고 승온하여 추가적으로 축합수를 제거하는 공정을 거쳤다. 다음 단계로 포타슘하이드록사이드 20% 수용액 0.16g을 투입하고 승온하여 잔량의 실라놀기를 제거하였다. 마지막 잔류 용제를 감압증류로 제거하여 비닐함량 1.2mmol/g, 굴절율 1.556, 휘발분 0.8%인 망상구조를 가지는 오르가노폴리실록산 100g을 얻었다.
[제조예 2] a-2의 제조
콘덴서, 온도계, 질소주입용 라인 및 교반기가 장착된 60℃의 플라스크에 제조예 1에서 제조된 a-1(MVi , Me2 0 .15DMe , Ph 0 .15TPh 0 .7) 70% 톨루엔 용액을 주입하였다. 주입된 톨루엔 용액 100 중량부에 대해 트리알릴이소시아누레이트 3 중량부, α,ω-비닐디메틸실릴-메틸페닐폴리실록산 18.6 중량부, 및 디비닐테트라메틸디실록산으로 착화된 백금이 자일렌(Xylene)에 희석된 형태의 촉매를 백금원자 기준으로 전체 고형분이 2.5ppm이 되는 양을 투입하여 균일하게 혼합하고, 아래 제조예 5의 방법으로 제조된 c-3 성분 1.2 중량부를 서서히 적가하였다. 이후 반응기의 열매를 가열하여 반응을 진행한 후, 감압 증류하는 과정을 거쳐 비닐함량 1.2mmol/g, 굴절율 1.552, 휘발분 0.8%인 이소시아눌레이트환 구조를 포함하는 오르가노폴리실록산을 얻었다.
[제조예 3] b의 제조
<α,ω-디메틸하이드록시실릴-메틸페닐폴리실록산의 제조>
플라스크내에 톨루엔 100 g, 물 161.4 g의 혼합물을 저온 교반한 상태에서 메틸페닐디클로로실란 100g을 천천히 적하ㆍ가수분해하고, 승온하여 중합하였다.
그 후 교반을 멈추고 정치상태로 유지하여 층분리 시킨 후 폐수(HCl+H2O)층을 플라스크에서 분리해 낸 후, 동일량의 물을 투입하여 수세를 진행하였다. 수세과정을 폐수층이 중성이 될 때까지 반복하여 진행한 후 마지막 단계에서 폐수층을 제거한 후, 말단이 실라놀인 메틸페닐 오르가노폴리실록산의 톨루엔 용액을 제조하였다. 저비점 반응물을 스트립하여, 굴절율 1.54이며 점도 600 cP인 α,ω-디메틸하이드록시실릴-메틸페닐폴리실록산을 얻었다.
< α,ω-비닐디메틸실릴-메틸페닐폴리실록산의 제조>
콘덴서, 온도계, 질소주입용 라인 및 교반기가 장착된 플라스크에 상기의 디메틸하이드록시실릴-메틸페닐폴리실록산 100g, 디비닐테트라메틸디실록산 8.5g, 및 액시드클레이(Acid clay)를 3.2g 투입 후 승온하여 반응물의 휘발분을 측정하여 12% 이하게 되었을 때 반응을 종료하고 상온으로 냉각하였다.
반응물을 필터하여 나온 무색투명한 오르가노폴리실록산을 박막증류장치를 이용하여 휘발분을 제거함으로써 휘발분이 0.35%이며 비닐함량 0.278mmol/g이며 굴절율 1.543이고 점도 4,943cP인 점성의 오르가노폴리실록산을 얻었다.
상기의 오르가노폴리실록산은 핵자기공명 분석을 통해 상기의 비닐함량을 분석해 내었으며 또한 목표로 했던 하기 구조로 합성되었음을 확인하였다
Figure 112012039550313-pat00009
[비교제조예 1] c-2 (PhSi(OSiMe2Vi)3)의 제조
콘덴서, 온도계, 질소주입용 라인 및 교반기가 장착된 플라스크에 증류수 61g, 디비닐테트라메틸디실록산 419g, 트리플로로메탄술폰산 1.02g을 투입 및 60℃로 승온한 후 페닐트리메톡시실란 297g을 서서히 적가 후 반응을 유지하였다. 다음 단계로 층분리를 실시하고 오르가노폴리실록산이 함유된 유기층을 별도의 플라스크에 투입하여 감압증류하여 비닐함량 6.1mmol/g, 굴절율 1.48, 점도 10.9cP인 오르가노폴리실록산을 얻었다.
[제조예 5] c-3의 제조
콘덴서, 온도계, 질소주입용 라인 및 교반기가 장착된 플라스크에 증류수 27g, 트리플로로메틸술폰산 0.77g, 디페닐디메톡시실란 244g 투입하고 테트라메틸디실록산 269g을 서서히 적가한 후 반응이 완결될 때까지 반응을 유지하였다. 그 후 반응물이 중성이 될때까지 수세를 진행하였다. 실록산 성분을 다른 플라스크로 옮겨 저비점 반응물을 감압증류하여 최종적으로 점도 4.63cP, 굴절율 1.498, Si-H함량이 6.02mmol/g인 무색투명한 하기 화학식의 오르가노폴리실록산을 얻었다.
Figure 112012039550313-pat00010
[실시예 및 비교예]
상기 제조예 및 비교제조예에서 제조된 실록산을 접착 부여제로 GPTMS(Glycidoxypropyltrimethoxysilane)(d), 촉매로서 백금계 촉매(e)와 반응지연제로서 2-페닐-3-부틴-2-올(2-Phenyl-3-butyn-2-ol)(f)을 혼합하여 하기 표 1의 비율로 혼합하여 조성물을 제조하였다. 또한, c-1은 트리알릴이소시아누레이트(Triallyl Isocyanurate, ACOS사 제품)를 사용하였다.
백금계 촉매는 하기 화학식의 화합물이 자일렌에 2중량%가 되는 양으로 희석된 것을 사용하였다.
Figure 112012039550313-pat00011

조성 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예 5 비교예1 비교예2 비교예3

오르가노
폴리실록산
성분
 a-1 60 　 5 10 35 60 70 60
a-2 　 80 75 69 35 　 　 　
b 116 8 13.5 15
c-1 3 2
c-2 　 　 　 　 6.5 7
c-3 20 19 19 20 19 19 22 24
d 1 1 1 1 1 1 1 1
e 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
f 250 250 250 250 250 250 250 250
상기 표 1에서, a, b, c 및 d 조성의 양은 중량부를 의미하고, e 및 f 조성의 양은 a, b, c 및 d 총량에 대한 ppm이다.
시험예 1: 조성물의 물성 측정
[경도]
폴리오르가노실록산 경화시편은 6mm의 간격을 두고 있는 몰드를 사용하여 170℃ 20분간 경화후, 몰드에서 탈형하고, 150℃ 오븐에서 3 시간 동안 경화하였다. 경화물의 경도는 JISK 6253에 의거한 타입 D 듀로미터로 측정하였다.
내열 조건은 상기와 동일한 방법으로 제작한 폴리오르가노실록산 경화시편을 추가로 200℃ 오븐에서 168 시간 동안 보관후 동일 방법으로 측정하였다.
[인장, 신율]
폴리오르가노실록산 경화시편은 2mm의 간격을 두고 있는 몰드를 사용하여 170℃ 20분간 경화후, 몰드에서 탈형하고, 150℃ 오븐에서 3 시간 동안 경화하였다. 경화물의 인장 및 신율은 KS M 6518에 의거한 방법으로 측정하였다.
내열 조건은 상기와 동일한 방법으로 제작한 폴리오르가노실록산 경화시편을 추가로 200℃ 오븐에서 168 시간 동안 보관후 동일 방법으로 측정하였다.
[착색도(YI) 및 색도(HPHA color)]
폴리오르가노실록산 경화시편은 2mm의 간격을 두고 있는 몰드를 사용하여 170℃ 20분간 경화후, 몰드에서 탈형하고, 150℃ 오븐에서 3 시간 동안 경화하였다. 상기 경화물을 닛뽄덴쇼쿠(NIPPON DESHOKU)사의 색차계 300A를 이용하여 ASTM E313 및 ASTM D1209에 의거하여 측정하였으며, 내열 조건은 상기와 동일한 방법으로 제작한 폴리오르가노실록산 경화시편을 추가로 200℃ 오븐에서 168 시간 동안 보관후 동일 방법으로 측정하였다.
시험예 2: LED PKG 의 물성
표면 실장형 LED 리드프레임은 정진넥스텍의 open tool, top-view 3528 4 pad “B” type(정진넥스트사 제품)을 사용하였고, 상기의 리드프레임에 다이-본딩, 와이어-본딩하였다. 폴리오르가노 실록산 조성물을 디스펜싱하여 80℃의 오븐에서 1시간 경화 후 150℃ 1시간 경화반응을 진행하여 각 실험당 1개의 리드프레임 (표면실장형 LED 64개)를 제조하였다.
[열충격]
열충격: -40℃ ~ 110℃까지 온도구간을 갖는 실험에서 -40℃에서 20분, 110℃에서 20분씩 유지하는 실험을 총 10회 실시하였다.
[MSL]
60℃, 90%의 항온항습조건에서 168시간 동안 보관후, reflow (최고온도 260℃)를 총 3회 실시하였다.
[1000시간 고온신뢰성]
85℃의 항온조건에서 1000시간 동안 통전시험후 광속을 측정하였고, 초기 광속을 100% 기준으로 산정하였다.
상기 시험예의 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
조성 실시예1 실시예2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예1 비교예2 비교예3
초기 경도(Shore D) 40 45 40 41 43 30 43 25
초기 인장(MPa) 4 4.5 3.9 4.1 4.2 1.5 3.7 1
내열 인장(MPa) 5 5.5 4.8 5.2 5.5 2 4.2 1.4
인장변화율(%) 25 22.2 23.1 26.8 31.0 33.3 13.5 40.0
초기 신율(%) 100 100 110 105 100 100 77 150
내열 신율(%) 80 80 85 80 80 70 65 68
신율변화율(%) -20.0 -20.0 -22.7 -23.8 -20.0 -30.0 -15.6 -54.7
초기 YI 0.89 1.04 1.05 1.08 0.98 0.93 1.05 1.03
내열 YI 3.38 3.54 3.5 3.82 3.9 4.57 3.96 15.3
초기 APHA 11 17 12 14 11 13 11 23
내열 APHA 53 62 49 53 55 57 55 122
열충격 0/16 0/16 0/16 0/16 0/16 0/16 3/16 0/16
M.S.L 0/16 0/16 0/16 0/16 0/16 1/16 0/16 5/16
1000시간
고온신뢰성		 97% 96% 98% 97% 98% 94% 93% 87%
가요성 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호
Takcy 양호 양호 양호 양호 양호 불량 불량 불량
10: 발광 다이오드 장치
11: 봉지재의 경화물
12: 본딩 와이어
13: 발광 다이오드 칩
14: 내부 리드
15: 기판
16: 다이 패드

Claims (11)

  1. 오르가노폴리실록산 성분과 하기 화학식 3의 화합물을 포함하는 경화성 오르가노폴리실록산 조성물로서,
    상기 오르가노폴리실록산 성분은 하기 화학식 1의 화합물, 하기 화학식 2의 화합물 및 하기 화학식 3의 화합물이 서로 반응하여 생성된 이소시아눌레이트환 구조를 포함하는 오르가노폴리실록산 수지를, 전체 오르가노폴리실록산 성분 중량의 50 중량% 이상의 함량으로 포함하고,
    경화 상태 시편을 200℃에서 168 시간 동안 보관 후의 신율 변화량이 30% 이하이고, 경화상태의 시편을 200℃에서 168 시간 동안 보관후 ASTM E313으로 측정한 착색도가 3.9 이하인 경화성 오르가노폴리실록산 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112018061304580-pat00019

    [화학식 2]
    (R1R2R3SiO1/2)x·(R4R5SiO2/2)y·(R6SiO3/2)z
    [화학식 3]
    Figure 112018061304580-pat00020

    상기 화학식 1에서, Ra 내지 Rc는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 2 내지 12의 알케닐기이고, Ra 내지 Rc 중 어느 하나 또는 둘 이상은 탄소수 2 내지 12의 알케닐기이며;
    상기 화학식 2에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 2 내지 12의 알케닐기, 또는 알케닐기를 제외한 또는 탄소수 1 내지 12의 1가 탄화수소기이고(단, R1 내지 R3 중 어느 하나 이상, R4 및 R5 중 어느 하나 이상, 및 R6로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상은 탄소수 2 내지 12의 알케닐기이다), x, y 및 z는 각각 0<x<1, 0<y<1, 0≤z<1 및 x+y+z=1을 만족하며;
    상기 화학식 3에서, R7, R8, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 또는 알케닐기를 제외한 탄소수 1 내지 12의 1가 탄화수소기이고, R9 및 R10은 각각 독립적으로 알케닐기를 제외한 탄소수 1 내지 12의 1가 탄화수소기이며, n은 1 내지 100의 정수이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    경화 상태 시편에 대해 KS M 6518로 측정한 초기 신율이 90% 이상이고, 경화 상태 시편의 초기 경도가 쇼어 D 35 이상인 경화성 오르가노폴리실록산 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    경화 상태 시편을 200℃에서 168 시간 동안 보관 후의 신율 변화량이 25% 이하인 경화성 오르가노폴리실록산 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    경화 상태 시편에 대해 KS M 6518로 측정한 초기 인장강도가 3.5 MPa 이상이고,
    200℃에서 168 시간 동안 보관 후의 시편의 인장강도 변화량이 35% 이하인 경화성 오르가노폴리실록산 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    조성물은 경화 상태의 시편(두께 2mm, 가로 1cm, 세로 5cm)을 200℃에서 168 시간 동안 보관 후, 25℃ 조건에서 시편의 한쪽면이 서로 맞닿을 때까지 60g/cm2의 압력으로 구부린 상태에서 10초의 시간이 경과할 때까지 시편의 물리적 손상이 발생되지 않는 것을 특징으로 하는 경화성 오르가노폴리실록산 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 화학식 3의 화합물은 상기 오르가노폴리실록산 성분 100 중량부에 대하여 20 내지 30 중량부의 함량으로 포함되는 경화성 오르가노폴리실록산 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 오르가노폴리실록산 성분에는 상기 이소시아눌레이트환 구조를 포함하는 오르가노폴리실록산 수지와 함께, 상기 화학식 1의 화합물 및 상기 화학식 2의 화합물로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물이 추가로 혼합되어 있는 경화성 오르가노폴리실록산 조성물.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    접착 부여제를 더 포함하는 경화성 오르가노폴리실록산 조성물.
  9. 제6항에 있어서,
    촉매 및 반응지연제를 더 포함하는 경화성 오르가노폴리실록산 조성물.
  10. 제1항 또는 제2항에 따른 조성물의 경화물을 포함하는 발광 다이오드 소자용 봉지재.
  11. 발광 다이오드 소자가 제10항에 따른 봉지재에 의해 봉지된 발광 다이오드 장치.
KR1020120052517A 2012-05-17 2012-05-17 오르가노 폴리실록산 조성물 Active KR101918295B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120052517A KR101918295B1 (ko) 2012-05-17 2012-05-17 오르가노 폴리실록산 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120052517A KR101918295B1 (ko) 2012-05-17 2012-05-17 오르가노 폴리실록산 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130128646A KR20130128646A (ko) 2013-11-27
KR101918295B1 true KR101918295B1 (ko) 2018-11-13

Family

ID=49855678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120052517A Active KR101918295B1 (ko) 2012-05-17 2012-05-17 오르가노 폴리실록산 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101918295B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017512218A (ja) * 2014-01-17 2017-05-18 ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェンＨｅｎｋｅｌ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧａＡ 光学半導体デバイスのための硬化性組成物

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005068268A (ja) 2003-08-22 2005-03-17 Ge Toshiba Silicones Co Ltd 光学材料用硬化性組成物
JP2005307015A (ja) * 2004-04-22 2005-11-04 Ge Toshiba Silicones Co Ltd 光学材料封止用硬化性組成物
JP2009270101A (ja) 2008-04-11 2009-11-19 Momentive Performance Materials Inc 半導体用硬化性シリコーン組成物及びそれを用いた半導体装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005068268A (ja) 2003-08-22 2005-03-17 Ge Toshiba Silicones Co Ltd 光学材料用硬化性組成物
JP2005307015A (ja) * 2004-04-22 2005-11-04 Ge Toshiba Silicones Co Ltd 光学材料封止用硬化性組成物
JP2009270101A (ja) 2008-04-11 2009-11-19 Momentive Performance Materials Inc 半導体用硬化性シリコーン組成物及びそれを用いた半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130128646A (ko) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101747160B1 (ko) 경화성 실리콘 조성물, 이의 경화물, 및 광반도체 디바이스
EP3045499B1 (en) Curable silicone composition, cured product thereof, and optical semiconductor device
KR101789828B1 (ko) 고접착성 실리콘 수지 조성물 및 상기 조성물을 사용한 광반도체 장치
US9048406B2 (en) Curable silicone composition, cured product thereof, and optical semiconductor device
TWI504683B (zh) A hardened silicon oxide composition, a hardened product thereof, and an optical semiconductor device
KR101560030B1 (ko) 경화성 조성물
US8912302B2 (en) Curable silicone composition for sealing an optical semiconductor element, method of producing a resin-sealed optical semiconductor element, and resin-sealed optical semiconductor element
KR102044675B1 (ko) 경화성 실리콘 조성물, 이의 경화물, 및 광반도체 디바이스
TWI762515B (zh) 硬化性聚矽氧組成物、其硬化物以及光半導體裝置
KR20130084235A (ko) 규소 함유 경화성 조성물, 그 규소 함유 경화성 조성물의 경화물 및 그 규소 함유 경화성 조성물로 형성되는 리드 프레임 기판
KR101560042B1 (ko) 경화성 조성물
KR101560046B1 (ko) 경화성 조성물
TW202104444A (zh) 固化性有機矽組成物、光半導體裝置及光半導體裝置之製造方法
KR20190050999A (ko) 경화성 수지 조성물, 그의 경화물 및 반도체 장치
KR20180127647A (ko) 경화성 수지 조성물, 그의 경화물 및 반도체 장치
CN117795010A (zh) 硅氧烷聚合物组合物、硬化物、电子零件、光学零件及复合构件
KR101918295B1 (ko) 오르가노 폴리실록산 조성물
KR101720220B1 (ko) 오르가노 폴리실록산 조성물
KR20180113602A (ko) 경화성 수지 조성물, 그의 경화물 및 반도체 장치
KR101814212B1 (ko) 오르가노 폴리실록산 조성물
KR20130128650A (ko) 오르가노 폴리실록산 조성물
KR20150030925A (ko) 오르가노 폴리실록산 조성물
KR20130095139A (ko) 오르가노 폴리실록산 조성물
KR102703006B1 (ko) 부가경화형 실록산 조성물
KR101591185B1 (ko) 경화성 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20120517

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20161230

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20120517

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20171016

Patent event code: PE09021S01D

E90F Notification of reason for final refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Final Notice of Reason for Refusal

Patent event date: 20180425

Patent event code: PE09021S02D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20180829

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20181107

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20181107

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20211101

Start annual number: 4

End annual number: 6