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JP5170765B2 - 熱硬化性組成物及び光半導体装置 - Google Patents

熱硬化性組成物及び光半導体装置 Download PDF

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Description

本発明は、熱硬化性組成物及びそれを用いて得られる光半導体装置に関する。
一般照明への応用が求められている高輝度LED装置には、点灯時の発熱量の増大に対応した耐熱性と共に、高輝度化に対応した耐光性、及び透明性を有する光半導体素子封止材料が求められる。従来LED素子の封止に汎用されてきたエポキシ樹脂（例えば、特許文献１）は、高輝度LED装置に使用した場合は、透明性が十分ではなく、かつ耐熱性も低いために、LED素子の点灯中に黄変してその輝度を低下させるという問題があった。
特開平１１−３０２４９９号公報
また、シリコーン樹脂組成物の使用によって、耐熱性、耐光性等を改善することも提案されているが、特定の条件下で組成物又はその硬化物が白濁して、光透過率が著しく低下する場合があるため、また、触媒や溶媒を使用した際に得られる硬化物中の残渣によって変色が発生し、輝度保持率が低下する場合があるために、耐熱性、光透過率、輝度保持率を有する組成物が望まれる。
従って、本発明の課題は、優れた耐熱性と光透過率と輝度保持率を付与することができる熱硬化性組成物を提供すること、及び該熱硬化性組成物を用いて光半導体素子を封止してなる光半導体装置を提供することである。
本発明の要旨は、
〔１〕アルミノシロキサン、両末端シラノール型シリコーンオイル、エポキシシリコーン及びシリコーンエラストマーを含有してなる熱硬化性組成物であって、組成物中のエポキシシリコーンの含有量が20〜50重量％であり、アルミノシロキサンと両末端シラノール型シリコーンオイルとエポキシシリコーンの総重量と、シリコーンエラストマーの重量との比(アルミノシロキサン＋両末端シラノール型シリコーンオイル＋エポキシシリコーン／シリコーンエラストマー)が70/30〜50/50である、熱硬化性組成物、
〔２〕両末端シラノール型シリコーンオイルとアルミニウムイソプロポキシドとを反応させて得られるアルミノシロキサンと両末端シラノール型シリコーンオイルとの混合物を、エポキシシリコーン、次いでシリコーンエラストマーと混合することにより得られる熱硬化性組成物であって、組成物中のエポキシシリコーンの含有量が20〜50重量％であり、アルミノシロキサンと両末端シラノール型シリコーンオイルとエポキシシリコーンの総重量と、シリコーンエラストマーの重量との比(アルミノシロキサン＋両末端シラノール型シリコーンオイル＋エポキシシリコーン／シリコーンエラストマー)が70/30〜50/50である、熱硬化性組成物、並びに
〔３〕前記〔１〕又は〔２〕記載の熱硬化性組成物を用いて光半導体素子を封止してなる光半導体装置
に関する。
本発明によれば、優れた耐熱性と光透過率と輝度保持率を付与することができる熱硬化性組成物を提供することができ、該熱硬化性組成物を用いて光半導体素子を封止してなる光半導体装置を提供することができる。
本発明の熱硬化性組成物は、アルミノシロキサン、両末端シラノール型シリコーンオイル、エポキシシリコーン及びシリコーンエラストマーを含有してなることを特徴とする。このような熱硬化性組成物では、加熱条件下で、アルミノシロキサン及び／又は両末端シラノール型シリコーンオイルの水酸基と、エポキシシリコーンの反応性の高いエポキシ基が反応して架橋すると同時に、シリコーンエラストマーがヒドロシリル化反応により架橋することによって、透明性、多数の架橋、高い架橋密度、及び大きな結合エネルギーを有する化合物が合成され、優れた光透過率と耐熱性が呈されると考えられる。また、これらの化合物は、有機物質を分解する紫外線領域に吸収を持たず、光による劣化を受けにくいため、さらに、変色を発生させるような触媒や溶媒を含まないために、封止物での優れた輝度保持率が呈されると考えられる。
本発明において、アルミノシロキサンは、エポキシシリコーンとの相溶性の観点から、アルミニウム原子に結合した３個の酸素原子を骨格としてポリジメチルシロキサンを有する化合物であればよく、式（I）：
Figure 0005170765
 （式中、ｎ１〜ｎ３の平均は４０〜１５５を示す）
で表される化合物であることが好ましい。
式（I）中のｎ１〜ｎ３の平均は、好ましくは１〜１５５、より好ましくは４０〜１５５である。
熱硬化性組成物中のアルミノシロキサンの含有量は、反応性、硬化物の強度の観点から、好ましくは０.０１〜１０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％である。
アルミノシロキサンは、例えば、以下に示されるケイ素化合物とアルミニウム化合物を反応させて得られるものを用いることが望ましい。
ケイ素化合物としては、反応性の観点から、両末端シラノール型ポリジメチルシロキサン等の両末端シラノール型シリコーンオイル、片末端シラノール型シリコーンオイル、シラノール、ジシラノールが挙げられる。これらのなかでも、両末端シラノール型シリコーンオイルを用いることが好ましい。
本発明において、両末端シラノール型シリコーンオイルは式（II）:
Figure 0005170765
 （式中、ｎ４は４０〜１５５を示す）
で表される化合物であることが好ましい。
式（II）中のｎ４は、好ましくは１〜１５５、より好ましくは４０〜１５５である。
両末端シラノール型シリコーンオイルの数平均分子量は、好ましくは１００〜１００,０００、より好ましくは３,０００〜１５,０００であることが好ましい。
両末端シラノール型シリコーンオイルの市販品としては、Ｘ−２１−５８４２（信越化学工業社製）、ＫＦ−９７０１（信越化学工業社製）等が挙げられる。
アルミニウム化合物としては、アルミニウムメトキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムブトキシド等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、アルミニウムイソプロポキシドを用いることが好ましい。アルミニウムイソプロポキシドの市販品としては、和光純薬工業社製０１６−１６０１５等を挙げることができる。
アルミノシロキサンの合成反応に供されるケイ素化合物とアルミニウム化合物の重量比（ケイ素化合物／アルミニウム化合物）は、５／１〜１０００／１であることが好ましい。
ケイ素化合物とアルミニウム化合物との反応は、例えば、２０〜１００℃の温度、１〜２４時間で、かつ、溶媒非存在下で攪拌しながら行うことができる。その後、遠心分離にて不溶物を除去し、好ましくは４０〜１００℃、好ましくは１〜６時間減圧下で濃縮して、アルミノシロキサンを得ることができるが、これに限定されない。
本発明では、例えば、両末端シラノール型シリコーンオイルとアルミニウムイソプロポキシドとを反応させてアルミノシロキサンを合成する場合、アルミノシロキサンのみならず、未反応の両末端シラノール型シリコーンオイルも混合物中に存在してもよい。従って、本発明では、上記反応によって得られたアルミノシロキサンと残存する両末端シラノール型シリコーンオイルとの混合物（以下「混合物Ａ」ともいう）、又は別々に調製されたアルミノシロキサンと両末端シラノール型シリコーンオイルを熱硬化性組成物の調製に用いることができる。なお、該混合物Ａの調製は、反応に供される両末端シラノール型シリコーンオイルとアルミニウムイソプロポキシドのそれぞれの量比を適宜調整して行うことができる。熱硬化性組成物を得る操作性の観点から、混合物Ａを熱硬化性組成物の調製に用いることが好ましい。
反応によって得られるアルミノシロキサンと残存する未反応の両末端シラノール型シリコーンオイルとの重量比（アルミノシロキサン／両末端シラノール型シリコーンオイル）は、好ましくは０．１／９９．９〜３０／７０、より好ましくは１／９９〜２０／８０である。
熱硬化性組成物中の両末端シラノール型シリコーンオイルの含有量は、反応性、硬化物の強度の観点から、好ましくは５〜５０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％である。
本発明に用いられるエポキシシリコーンは、例えば、アルミノシロキサン及び／又は両末端シラノール型シリコーンオイルと相溶性及び反応性を有するものであればよく、ジメチルシリコーン骨格を有する化合物等の側鎖及び／又は末端にエポキシ基を有する化合物であればよい。なかでも、粘度、相溶性の観点から、側鎖にエポキシ基を有する化合物であることが好ましい。また、エポキシ基は、脂環式エポキシ基であってもよく、具体的な脂環式エポキシ基としてはエポキシシクロヘキシル等が挙げられる。かかるエポキシシリコーンは、アルミノシロキサン及び／又は両末端シラノール型シリコーンオイルとの間で相互に親和性を有し、かつ均一化されるような相溶性を呈する。
エポキシシリコーンのエポキシ当量は、相溶性、反応性、得られる硬化物の強度の観点から、好ましくは３００〜５,０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは1，０００〜５,０００ｇ／ｍｏｌである。
熱硬化性組成物中のエポキシシリコーンの含有量は、硬化物の強度の観点から、好ましくは１０〜８０重量％、より好ましくは２０〜５０重量％である。
エポキシシリコーンの市販品としては、側鎖型として信越化学工業社のＫＦ−１００１、側鎖及び末端型として信越化学工業社のＸ−２２−９００２、末端型として信越化学工業社のＸ−２２−１６９ＡＳ等が挙げられる。
本発明において、ポットライフの観点から、アルミノシロキサンと両末端シラノール型シリコーンオイルとエポキシシリコーンとを、シリコーンエラストマーを添加する前に、混合することが好ましい。シリコーンエラストマーを添加する前の、アルミノシロキサンと両末端シラノール型シリコーンオイルと、エポキシシリコーンとの重量比（アルミノシロキサン＋両末端シラノール型シリコーンオイル／エポキシシリコーン）は、好ましくは１０／９０〜７０／３０、より好ましくは２０／８０〜４０／６０である。なお、アルミノシロキサンと両末端シラノール型シリコーンオイルとエポキシシリコーンの混合物を以下「混合物Ｂ」とよぶことがある。
本発明に用いられるシリコーンエラストマーは、例えば、
（１）１分子中にケイ素原子結合アルケニル基を少なくとも１個以上有するポリシロキサン化合物：及び
（２）１分子中にケイ素原子結合水素原子を少なくとも１個以上有するハイドロジェンポリシロキサン化合物
を含むものが好ましく、加熱条件下で該ポリシロキサン化合物と該ハイドロジェンポリシロキサン化合物との間でのヒドロシリル化反応により硬化するものが好ましい。なお、上記の（１）成分、（２）成分は以下、本明細書中でそれぞれシリコーンエラストマーＡ、シリコーンエラストマーＢということがある。
上記ポリシロキサン化合物において、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基等が挙げられる。ケイ素原子結合アルケニル基の数は、好ましくは少なくとも１個以上であることが好ましい。ケイ素原子結合アルケニル基は、上記ポリシロキサン化合物中、分子鎖末端、分子鎖非末端又はその両方にあってもよい。
シリコーンエラストマーＡの粘度は、25℃で好ましくは１００〜１００，０００mPa・ｓ、より好ましくは１，０００〜２０,０００mPa・ｓである。
熱硬化性組成物中のシリコーンエラストマーＡの含有量は、硬化物の強度の観点から、好ましくは５〜９０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％である。
上記ハイドロジェンポリシロキサン化合物は、上記（１）成分と共に架橋反応して硬化する架橋剤の働きをする成分である。ケイ素原子結合水素原子の数は、好ましくは少なくとも1個以上であることが好ましい。ケイ素原子結合水素原子は、上記ハイドロジェンポリシロキサン化合物中、分子鎖末端、分子鎖非末端又はその両方にあってもよい。
シリコーンエラストマーＢの粘度は、25℃で好ましくは１００〜１００,０００mPa・ｓ、より好ましくは１，０００〜２０,０００mPa・ｓである。
熱硬化性組成物中のシリコーンエラストマーＢの含有量は、硬化物の強度の観点から、好ましくは５〜９０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％である。
熱硬化性組成物中のシリコーンエラストマーＡとシリコーンエラストマーＢの重量比（シリコーンエラストマーＡ/シリコーンエラストマーＢ）は、硬化物の強度の観点から、好ましくは４０／６０〜６０／４０、より好ましくは５０／５０である。
シリコーンエラストマーＡ、シリコーンエラストマーＢの市販品としては、LR7665-A[シリコーンエラストマーＡ]、LR7665-B[シリコーンエラストマーＢ]（いずれも旭化成ワッカー社製）等が挙げられる。
アルミノシロキサンと両末端シラノール型シリコーンオイルとエポキシシリコーンの総重量と、シリコーンエラストマーの重量との重量比（アルミノシロキサン＋両末端シラノール型シリコーンオイル＋エポキシシリコーン／シリコーンエラストマー）は、熱硬化性組成物中に好ましくは９０／１０〜５０／５０、より好ましくは７０／３０〜５０／５０である。シリコーンエラストマーが上記範囲より少ない場合は熱硬化性組成物の硬化速度が遅く、硬化物が柔らかくなる傾向があり、逆に多い場合は、半硬化状態での封止加工が困難になり、粘度が高すぎて光半導体素子に接続されているワイヤーが変形する場合がある。ここで、シリコーンエラストマーとは、シリコーンエラストマーＡとシリコーンエラストマーＢのことをいう。
本発明の熱硬化性組成物は、例えば、両末端シラノール型シリコーンオイルとアルミニウムイソプロポキシドとを反応させて得られるアルミノシロキサンと両末端シラノール型シリコーンオイルとの混合物を、エポキシシリコーン、次いでシリコーンエラストマーと混合することにより得られる。また、別々に調製された上記成分又は市販の上記成分を使用直前に混合して熱硬化性組成物を得ることもできる。
本発明の熱硬化性組成物は、上記の成分の他に、任意成分として、シリコーン樹脂、シランカップリング剤、シリカ等の無機粒子等を含んでいてもよい。
本発明の熱硬化性組成物は、塗工安定性の観点から、25℃の粘度が好ましくは１,０００〜５０,０００mPa・s、より好ましくは３,０００〜２０,０００mPa・sであるものが好ましい。粘度は、温度が２５℃、１気圧の条件下でレオメーターを用いて算出することができる。
熱硬化性組成物は、無溶剤化されているために、直接使用して硬化させることが好ましく、また、取り扱い性の観点から、半硬化状態の一次硬化、及び二次硬化によって順次硬化させることが好ましい。ここで、一次硬化させる条件としては、８０〜２００℃で１〜１２０分間硬化する条件が挙げられ、二次硬化させる条件としては、１００〜２００℃で１〜２４０時間硬化する条件が挙げられる。
本発明の熱硬化性組成物は、封止材、コーティング材、成形材、表面保護材、粘着剤、接着剤等に用いることができる。なかでも、封止材として用いる場合、本発明の熱硬化性組成物は、例えば、青色又は白色LED素子を搭載した光半導体装置（液晶画面のバックライト、信号機、屋外の大型ディスプレイ、広告看板等）に好適に用いられる。従って、本発明の熱硬化性組成物は、光半導体素子封止用であることが好ましい。
また、本発明の好ましい態様において、上記の熱硬化性組成物からなる光半導体素子封止用シートが提供される。例えば、光半導体素子封止用シートは、熱硬化性組成物を半硬化状態のシートに成形して使用することができる。該シートに成形する方法としては、スピンコート、アプリケータ、キャスティング、ロールコーティング等の方法を用いて熱硬化性組成物をガラス板の上に塗工して、上記のように一次硬化させる方法が挙げられる。熱硬化性組成物は、半硬化状のシートとすることによって取り扱い性に優れ、さらに二次硬化させて対象物を封止することができる。
光半導体素子封止用シートの厚みは、素子を完全に包埋する観点から、好ましくは１００〜２,０００μｍ、より好ましくは３００〜８００μｍである。
また、本発明は、上記熱硬化性組成物を用いて光半導体素子を封止してなる光半導体装置を提供する。
本発明の光半導体装置は、上記の熱硬化性組成物又は熱硬化性組成物からなる光半導体素子封止用シートを用いて、例えば、ＬＥＤ素子等を封止することにより製造することができる。具体的には、光半導体素子封止用シートを用いる場合、ＬＥＤ素子が搭載された基板の上に、キャスティングなどの方法により適切な厚さとした半硬化状態の光半導体素子封止用シートを載せて、減圧下で好ましくは５０〜２００℃、０．０５〜０．５MPaの圧力で封止加工して、次に好ましくは１００〜２００℃で、好ましくは１〜２４０時間加熱して、二次硬化させることにより、光半導体素子を封止して光半導体装置を製造することができる。また、熱硬化性組成物を用いる場合、ＬＥＤ素子等が搭載された基板の上に、アプリケータ、キャスティング、スピンコーティング、ロールコーティングなどの方法により適切な厚さに熱硬化性組成物をそのまま塗布し、上記の一次硬化の条件、二次硬化の条件を用いて、光半導体素子を封止して光半導体装置を製造することもできる。
実施例
（合成例１；アルミノシロキサン、両末端シラノール型シリコーンオイル、エポキシシリコーンの混合物）
両末端シラノール型シリコーンオイル（式(II)で表される化合物；ｎ４は155）[信越化学工業社製X-21-5842、数平均分子量11500]200ｇ（17.4mmol）にアルミニウムイソプロポキシド（和光純薬工業社製016-16015）0.275ｇ（1.35mmol）を加え、溶媒非存在下で室温（25℃）、24時間攪拌して反応させた。そして、遠心分離にて不溶物を除去し、50℃で２時間減圧濃縮すると、アルミノシロキサン（式（I）で表される化合物；ｎ１〜ｎ３の平均は155）と両末端シラノール型シリコーンオイル（式（II）で表される化合物）との混合物（混合物Ａ）が無色透明オイルとして得られた（重量比：アルミノシロキサン／両末端シラノール型シリコーンオイル＝12/88）。次に、上記混合物Ａに対して重量比（混合物Ａ／エポキシシリコーン）3/7の割合でエポキシシリコーン（信越化学工業社製KF−1001、エポキシ当量3500g/mol）を加え、均一透明になるまでよく攪拌して、混合物Ｂを得た。
（合成例２；アルミノシロキサン、両末端シラノール型シリコーンオイル、エポキシシリコーンの混合物）
両末端シラノール型シリコーンオイル（式(II)で表される化合物；ｎ４は40）[信越化学工業社製KF-9701、数平均分子量3000]200ｇ（66.7mmol）にアルミニウムイソプロポキシド（和光純薬工業社製016-16015）0.275g（1.35mmol）を加え、溶媒非存在下で室温（25℃）、24時間攪拌して反応させた。そして、遠心分離にて不溶物を除去し、50℃で２時間減圧濃縮すると、アルミノシロキサン（式（I）で表される化合物；ｎ１〜ｎ３の平均は40）と両末端シラノール型シリコーンオイル（式（II）で表される化合物）との混合物Ａが無色透明オイルとして得られた（重量比：アルミノシロキサン／両末端シラノール型シリコーンオイル＝3/97）。次に、上記混合物Ａに対して重量比（混合物Ａ／エポキシシリコーン）3/7の割合でエポキシシリコーン（信越化学工業社製KF−1001、エポキシ当量3500g/mol）を加え、均一透明になるまでよく攪拌して、混合物Ｂを得た。
（実施例１〜３）
合成例１又は２で得られた混合物Ｂに、シリコーンエラストマーＡとシリコーンエラストマーＢ（それぞれ旭化成ワッカー社製LR7665-A,B）を表1に示す重量比で混合してオイル状の熱硬化性組成物を得た（粘度6,000mPa・s）。得られた熱硬化性組成物を厚さが400μｍになるようにPETフィルム上にアプリケーターを用いて塗工した。これを100℃で１時間加熱すると半硬化状態の光半導体素子封止用シートが得られた。
上記の半硬化状態の光半導体素子封止用シートを青色LEDが実装された基板に載せ、減圧下160℃に加熱し、0.2MPaの圧力で封止加工し、さらに、150℃で２時間二次硬化して、光半導体装置を得た。
（比較例１）
エポキシ当量7,500のビスフェノールA型（BFA）エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製EPI1256）45重量部、エポキシ当量260の脂環式エポキシ樹脂（ダイセル化学社製EHPE3150）33重量部、４-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（新日本理化社製MH-700）22重量部、２−メチルイミダゾール（四国化成社製2MZ）1.2重量部をMEK溶剤に50％ベースで溶解し、塗工溶液を作製した。これを二軸延伸ポリエステルフィルム（三菱化学ポリエステル社製厚み50μｍ）の上に100μｍの厚みになるように塗布し、130℃で２分間乾燥させた。さらに、シート３枚を100℃にて熱ラミネートし、300μｍ厚のエポキシ樹脂シートを作製した。
青色LEDが実装された基板を150℃に加熱した後、基板の青色LED直上に上記のエポキシ樹脂シートを被せ、0.5MPaの圧力で封止加工して150℃で２時間硬化して光半導体装置を得た。
（評価法）
上記で得られた光半導体素子封止用シート、エポキシ樹脂シート及び光半導体装置について、以下の評価を行い、その結果を表1に示す。
（１）光透過率：分光光度計（U-4100;日立ハイテク社製）を用いて実施例１〜３及び比較例１のシートの波長450nmにおける光透過率を測定した。
（２）耐熱性：実施例１〜３及び比較例１のシートを150℃の温風型乾燥機内に静置した。100時間経過後のそれぞれのシートの透明性を目視で観察し、保存前の状態から変色のないものを○、変色のあるものを×として評価した。
（３）輝度保持率：実施例１〜３及び比較例１の光半導体装置に300mAの電流を投入し、試験開始直後の輝度をMCPD(瞬間マルチ測光システムMCPD-3000；大塚電子社製)により測定した。その後、点灯させた状態で放置し、300時間経過後の輝度を同様にして測定して、下記の式に従って、輝度保持率を算出した。
輝度保持率（％）＝（300mA連続点灯300時間経過後の輝度/試験開始直後の輝度）×100
Figure 0005170765
以上により、本発明の熱硬化性組成物は、光透過率、耐熱性に優れており、さらに、該熱硬化性組成物を用いて光半導体素子を封止した光半導体装置は、輝度保持率に優れていることが分かる。
本発明の熱硬化性組成物は、封止材、コーティング材、成形材、表面保護材、粘着剤、接着剤等に用いることができる。なかでも、封止材として用いる場合、本発明の熱硬化性組成物は、例えば、青色又は白色LED素子を搭載した光半導体装置（液晶画面のバックライト、信号機、屋外の大型ディスプレイ、広告看板等）に好適に用いられる。

Claims (6)

  1. アルミノシロキサン、両末端シラノール型シリコーンオイル、エポキシシリコーン及びシリコーンエラストマーを含有してなる熱硬化性組成物であって、組成物中のエポキシシリコーンの含有量が20〜50重量％であり、アルミノシロキサンと両末端シラノール型シリコーンオイルとエポキシシリコーンの総重量と、シリコーンエラストマーの重量との比(アルミノシロキサン＋両末端シラノール型シリコーンオイル＋エポキシシリコーン／シリコーンエラストマー)が70/30〜50/50である、熱硬化性組成物。
  2. 両末端シラノール型シリコーンオイルとアルミニウムイソプロポキシドとを反応させて得られるアルミノシロキサンと両末端シラノール型シリコーンオイルとの混合物を、エポキシシリコーン、次いでシリコーンエラストマーと混合することにより得られる熱硬化性組成物であって、組成物中のエポキシシリコーンの含有量が20〜50重量％であり、アルミノシロキサンと両末端シラノール型シリコーンオイルとエポキシシリコーンの総重量と、シリコーンエラストマーの重量との比(アルミノシロキサン＋両末端シラノール型シリコーンオイル＋エポキシシリコーン／シリコーンエラストマー)が70/30〜50/50である、熱硬化性組成物。
  3. 前記アルミノシロキサンが式（I）：
    Figure 0005170765
     （式中、ｎ１〜ｎ３の平均は４０〜１５５を示す）
    で表される化合物である、請求項１又は２記載の熱硬化性組成物。
  4. 前記両末端シラノール型シリコーンオイルが式（II）:
    Figure 0005170765
     （式中、ｎ４は４０〜１５５を示す）
    で表される化合物である、請求項１〜３いずれか記載の熱硬化性組成物。
  5. 光半導体素子封止用である、請求項１〜４いずれか記載の熱硬化性組成物。
  6. 請求項１〜５いずれか記載の熱硬化性組成物を用いて光半導体素子を封止してなる光半導体装置。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102301280B (zh) 2008-12-23 2014-11-26 3M创新有限公司 卷到卷数字光刻法
US20120172483A1 (en) * 2009-09-18 2012-07-05 Nippon Shokubai Co., Ltd process for production of cured molded article, and cured molded article
US9028123B2 (en) 2010-04-16 2015-05-12 Flex Lighting Ii, Llc Display illumination device with a film-based lightguide having stacked incident surfaces
JP2013525955A (ja) 2010-04-16 2013-06-20 フレックス ライティング ２，エルエルシー フィルムベースのライトガイドを備える照明デバイス
TWI410445B (zh) * 2010-12-29 2013-10-01 Ind Tech Res Inst 矽氧烷環氧樹脂透明組成物
WO2014203951A1 (ja) * 2013-06-19 2014-12-24 日産化学工業株式会社 金属酸化物膜形成用組成物及び金属酸化物膜
KR20160030489A (ko) * 2013-07-11 2016-03-18 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 인크. 이중 양상 경화 실리콘 조성물
WO2015034073A1 (en) * 2013-09-05 2015-03-12 Dow Corning Toray Co., Ltd. Method of manufacturing optical semiconductor device and optical semiconductor device
TWI580079B (zh) * 2013-12-26 2017-04-21 新世紀光電股份有限公司 發光二極體封裝結構及發光二極體模組
US9997676B2 (en) 2014-05-14 2018-06-12 Genesis Photonics Inc. Light emitting device and manufacturing method thereof
TWI641285B (zh) 2014-07-14 2018-11-11 新世紀光電股份有限公司 發光模組與發光單元的製作方法
US10599208B2 (en) * 2015-09-08 2020-03-24 Toshiba Memory Corporation Memory system and controller

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3971747A (en) * 1975-04-11 1976-07-27 Dow Corning Corporation Curable compositions
US4082719A (en) * 1976-02-23 1978-04-04 Dow Corning Corporation Silicone epoxy curable compositions
DE2719091C3 (de) * 1976-06-23 1979-08-23 Th. Goldschmidt Ag, 4300 Essen Trennmittel für Polyurethanformmassen und Verfahren zu ihrer Herstellung
TW343218B (en) * 1994-03-25 1998-10-21 Shinetsu Chem Ind Co Integral composite consisted of polysiloxane rubber and epoxy resin and process for producing the same
JP3851441B2 (ja) 1998-04-23 2006-11-29 日東電工株式会社 光半導体素子封止用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置
US6465550B1 (en) * 2000-08-08 2002-10-15 Dow Corning Corporation Silicone composition and electrically conductive, cured silicone product
JP4300418B2 (ja) * 2004-04-30 2009-07-22 信越化学工業株式会社 エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物及び発光半導体装置
JP4630032B2 (ja) * 2004-10-04 2011-02-09 東レ・ダウコーニング株式会社 ポリオルガノシロキサン及びそれを含む硬化性シリコーン組成物並びにその用途
JP2007009086A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Toagosei Co Ltd カチオン硬化性組成物
WO2007046399A1 (ja) * 2005-10-18 2007-04-26 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha 熱硬化性樹脂組成物及び光半導体封止材
US7592399B2 (en) * 2005-12-19 2009-09-22 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Epoxy/silicone hybrid resin composition and optical semiconductor device
JP2007191697A (ja) * 2005-12-19 2007-08-02 Shin Etsu Chem Co Ltd エポキシ・シリコーン混成樹脂組成物及び光半導体装置
JP2008063565A (ja) * 2006-08-08 2008-03-21 Sekisui Chem Co Ltd 光半導体用熱硬化性組成物、光半導体素子用封止剤、光半導体素子用ダイボンド材、光半導体素子用アンダーフィル材及び光半導体素子
JP5138924B2 (ja) * 2006-12-14 2013-02-06 モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 光半導体封止用シリコーンゴム組成物および光半導体装置
JP4895229B2 (ja) * 2008-03-06 2012-03-14 日東電工株式会社 変性ポリアルミノシロキサン
JP5099911B2 (ja) * 2008-09-11 2012-12-19 日東電工株式会社 熱硬化性組成物及び光半導体装置

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