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硅氧烷環(huán)氧化物、可固化的有機(jī)硅組合物及其應(yīng)用的制作方法

文檔序號(hào):11625825閱讀:524來源:國(guó)知局
硅氧烷環(huán)氧化物、可固化的有機(jī)硅組合物及其應(yīng)用的制造方法與工藝

本發(fā)明具體涉及一種硅氧烷環(huán)氧化物、包含所述硅氧烷環(huán)氧化物的可固化的有機(jī)硅組合物等,其可以應(yīng)用于如發(fā)光二極管(led)等半導(dǎo)體器件、電子器件的封裝領(lǐng)域。



背景技術(shù):

led(半導(dǎo)體發(fā)光二極管)因具有低能耗、長(zhǎng)壽命、小體積等優(yōu)點(diǎn),而被廣泛應(yīng)用于照明、背光等領(lǐng)域。而封裝工序是led制程中的一個(gè)非常重要的工序,其對(duì)于led的工作性能、成本等有著非常顯著的影響。

隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展,對(duì)封裝膠的性能要求逐步提高。例如,隨著發(fā)光二極管(led)功率和亮度的不斷提高,對(duì)有機(jī)硅組合物的光學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能等提出了更高的要求,傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂封裝材料已不能滿足實(shí)際需要。

目前,利用由含有不飽和鍵的聚硅氧烷類組分與作為交聯(lián)劑的含有硅氫鍵的組分在催化劑存在下通過硅氫加成反應(yīng)熱固化形成的聚硅氧烷類化合物進(jìn)行大功率高亮度的白光led的封裝,已經(jīng)成為業(yè)界習(xí)用的方式。然而,現(xiàn)有的交聯(lián)劑仍存在一些難以克服的缺陷。例如,應(yīng)用現(xiàn)有交聯(lián)劑的有機(jī)硅封裝膠通常存在固化速度慢、固化時(shí)間長(zhǎng)、固化后的有機(jī)硅封裝膠硬度較小及折光率較低等缺陷,因此在應(yīng)用于進(jìn)行l(wèi)ed等的封裝時(shí),往往會(huì)影響其出光效率、光品質(zhì)、光色的均一性、器件可靠性等。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的主要目的在于提供一種硅氧烷環(huán)氧化物、可固化的有機(jī)硅組合物及其應(yīng)用,以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種硅氧烷環(huán)氧化物,其特征在于:所述硅氧烷環(huán)氧化物的化學(xué)式為(r'r"sio)n,其中r'選自取代或未取代的c1-c20的烷基、芳基或h-sir1r2-o-(sir3r4-o)m-sir1r2-(cr5r6)p-,r"選自h-sir1r2-o-(sir3r4-o)m-sir1r2-(cr5r6)p-,r'、r"相同或者不同,m、n、p是整數(shù),n≥3,優(yōu)選的n=4,m≥1,p≥1,優(yōu)選的p=1或2,且所述硅氧烷環(huán)氧化物中至少含有3個(gè)r",r1、r2獨(dú)立的選自取代或未取代的c1-c20的烷基,r1、r2相同或不同,r3、r4獨(dú)立的選自取代或未取代的芳基,r5、r6獨(dú)立的選自h或取代或未取代的c1-c20的烷基。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了所述的硅氧烷環(huán)氧化物作為交聯(lián)劑在硅氫加成反應(yīng)中的應(yīng)用。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種制備所述硅氧烷環(huán)氧化物的方法,其包括:

使含有至少三個(gè)乙烯基的環(huán)狀化合物與含有至少兩個(gè)硅氫鍵的化合物在有催化劑存在的條件下進(jìn)行硅氫加成反應(yīng),生成權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的硅氧烷環(huán)氧化物,所述硅氧烷環(huán)氧化物含有至少3個(gè)si-h鍵;

其中,所述含有至少三個(gè)乙烯基的環(huán)狀化合物的化學(xué)式為(r7r8sio)n,r7選自取代或未取代的c1-c20的烷基、芳基或取代或未取代的乙烯基或烯丙基,r8選自取代或未取代的乙烯基或烯丙基,n≥3,且所述含有至少三個(gè)乙烯基的環(huán)狀化合物中至少含有3個(gè)r8;

所述含至少兩個(gè)硅氫鍵的化合物的化學(xué)式為h-sir1r2-o-(sir3r4-o)m-sir1r2-h,r1、r2獨(dú)立的選自取代或未取代的c1-c20的烷基,r1、r2相同或不同,r3、r4獨(dú)立的選自取代或未取代的芳基,m為大于或等于1的整數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種可固化的有機(jī)硅組合物,包括含有乙烯基的聚硅氧烷類組分,含硅氫鍵的組分和氫化硅烷化催化劑;所述含硅氫鍵的組分包括所述的硅氧烷環(huán)氧化物。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了所述可固化的有機(jī)硅組合物于物品粘接、制備物品表面涂層或物品封裝中的應(yīng)用。

本發(fā)明的硅氧烷環(huán)氧化物在應(yīng)用為硅氫加成反應(yīng)的交聯(lián)劑時(shí),較之現(xiàn)有的交聯(lián)劑具有更高折光率、更高粘度、更高交聯(lián)密度等優(yōu)點(diǎn),且包含本發(fā)明硅氧烷環(huán)氧化物的有機(jī)硅組合物還具有固化效率高、固化后硬度較高及折光率較高、熱重?fù)p失低等特點(diǎn)。

以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作更為具體的解釋說明,但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中應(yīng)用的交聯(lián)劑4的ft-ir表征圖譜;

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中應(yīng)用的交聯(lián)劑4的1hnmr表征圖譜;

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面提供的一種硅氧烷環(huán)氧化物,其化學(xué)式為(r'r"sio)n,其中r'選自取代或未取代的c1-c20的烷基、芳基或h-sir1r2-o-(sir3r4-o)m-sir1r2-(cr5r6)p-,r"選自h-sir1r2-o-(sir3r4-o)m-sir1r2-(cr5r6)p-,r'、r"相同或者不同,m、n、p是整數(shù),n≥3,優(yōu)選的n=4,m≥1,p≥1,優(yōu)選的p=1或2(p=1為馬氏產(chǎn)物,p=2為反馬氏產(chǎn)物),且所述硅氧烷環(huán)氧化物中至少含有3個(gè)r",r1、r2獨(dú)立的選自取代或未取代的c1-c20的烷基,r1、r2相同或不同,r3、r4獨(dú)立的選自取代或未取代的芳基,r5、r6獨(dú)立的選自h或取代或未取代的c1-c20的烷基。

優(yōu)選的,前述r'選自取代或未取代的c1-c20烷基或芳基。

進(jìn)一步優(yōu)選的,r'選自取代或未取代的c1-c8烷基。

更進(jìn)一步優(yōu)選的,前述r'選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或2-乙基己基。

優(yōu)選的,前述r1、r2獨(dú)立的選自c1-c20的烷基。

進(jìn)一步優(yōu)選的,前述r1、r2獨(dú)立的選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或2-乙基己基。

優(yōu)選的,前述r3、r4獨(dú)立的選自取代或未取代的苯基。

進(jìn)一步優(yōu)選的,前述r3、r4獨(dú)立的選自苯基、4-甲基-苯基、4-甲氧基-苯基或4-氯-苯基。

優(yōu)選的,前述r5、r6獨(dú)立的選自h或c1-c20的烷基。

進(jìn)一步優(yōu)選的,前述r5、r6均為h。

在一更為優(yōu)選的實(shí)施案例中,所述的硅氧烷環(huán)氧化物具有下式所示的結(jié)構(gòu):

本發(fā)明的硅氧烷環(huán)氧化物在應(yīng)用為硅氫加成反應(yīng)的交聯(lián)劑時(shí),較之現(xiàn)有的交聯(lián)劑具有更高折光率、更高粘度、更高交聯(lián)密度等優(yōu)點(diǎn),且包含本發(fā)明硅氧烷環(huán)氧化物的有機(jī)硅組合物還具有固化效率高、固化速度快、固化后硬度較高及折光率較高、熱重?fù)p失低、粘度適合于工業(yè)應(yīng)用等特點(diǎn)。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了所述的硅氧烷環(huán)氧化物作為交聯(lián)劑在硅氫加成反應(yīng)中的應(yīng)用。

本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面提供了一種制備所述硅氧烷環(huán)氧化物的方法,其包括:

使含有至少三個(gè)乙烯基的環(huán)狀化合物與含有至少兩個(gè)硅氫鍵的化合物在有催化劑存在的條件下進(jìn)行硅氫加成反應(yīng),生成權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的硅氧烷環(huán)氧化物,所述硅氧烷環(huán)氧化物含有至少3個(gè)si-h鍵;

其中,所述含有至少三個(gè)乙烯基的環(huán)狀化合物的化學(xué)式為(r7r8sio)n,r7選自取代或未取代的c1-c20的烷基、芳基或取代或未取代的乙烯基或烯丙基,r8選自取代或未取代的乙烯基或烯丙基,n≥3,且所述含有至少三個(gè)乙烯基的環(huán)狀化合物中至少含有3個(gè)r8;

所述含至少兩個(gè)硅氫鍵的化合物的化學(xué)式為h-sir1r2-o-(sir3r4-o)m-sir1r2-h,r1、r2獨(dú)立的選自取代或未取代的c1-c20的烷基,r1、r2相同或不同,r3、r4獨(dú)立的選自取代或未取代的芳基,m為大于或等于1的整數(shù)。

優(yōu)選的,前述r7選自取代或未取代的c1-c20烷基或芳基。

進(jìn)一步優(yōu)選的,前述r7選自取代或未取代的c1-c8烷基。

更進(jìn)一步優(yōu)選的,前述r7選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或2-乙基己基。

優(yōu)選的,前述r1、r2獨(dú)立的選自c1-c20的烷基。

進(jìn)一步優(yōu)選的,前述r1、r2獨(dú)立的選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或2-乙基己基。

優(yōu)選的,前述r3、r4獨(dú)立的選自取代或未取代的苯基。

進(jìn)一步優(yōu)選的,前述r3、r4獨(dú)立的選自苯基、4-甲基-苯基、4-甲氧基-苯基或4-氯-苯基

在一些更為優(yōu)選的實(shí)施案例中,所述含有至少三個(gè)乙烯基的環(huán)狀化合物具有下式所示的結(jié)構(gòu):

在一些更為優(yōu)選的實(shí)施案例中,所述含有至少兩個(gè)硅氫鍵的化合物具有下式所示的結(jié)構(gòu):

在一些較為具體的實(shí)施方案中,所述的制備方法具體包括:將含有至少三個(gè)乙烯基的環(huán)狀化合物、含有至少兩個(gè)硅氫鍵的化合物、催化劑及有機(jī)溶劑混合后,加熱回流進(jìn)行硅氫加成反應(yīng),生成所述硅氧烷環(huán)氧化物。

其中,所述的有機(jī)溶劑可以選自能夠?qū)⒑兄辽偃齻€(gè)乙烯基的環(huán)狀化合物、含有至少兩個(gè)硅氫鍵的化合物溶解,但不會(huì)與含有至少三個(gè)乙烯基的環(huán)狀化合物、含有至少兩個(gè)硅氫鍵的化合物、催化劑中任一種反應(yīng)的有機(jī)溶劑,例如苯、甲苯等常見有機(jī)溶劑。

進(jìn)一步的,前述硅氫加成反應(yīng)的條件可以參考“硅氫加成反應(yīng)與研究”(邵陽師專學(xué)報(bào),1998年第2期,p82-84)等文獻(xiàn)。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面提供了一種可固化的有機(jī)硅組合物,包括含有乙烯基的聚硅氧烷類組分,含硅氫鍵的組分和氫化硅烷化催化劑;所述含硅氫鍵的組分包括所述的硅氧烷環(huán)氧化物。

在一些較佳實(shí)施方案中,所述含有乙烯基的聚硅氧烷類組分含有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基和至少一個(gè)與硅鍵合的芳香基。

優(yōu)選的,所述含有乙烯基的聚硅氧烷類組分的折光率不小于1.5,尤其優(yōu)選為1.50~1.65。

優(yōu)選的,所述含有乙烯基的聚硅氧烷類組分于25℃的粘度為10~10,000cps,尤其優(yōu)選為50~5000cps。

優(yōu)選的,含有乙烯基的聚硅氧烷類組分選自線型聚合物、支鏈型聚合物或網(wǎng)狀聚合物的一種或多種。

進(jìn)一步優(yōu)選的,所述含有乙烯基的聚硅氧烷類組分選自線型聚合物。

更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述含有乙烯基的聚硅氧烷類組分具有下式所示結(jié)構(gòu):

其中,d=1~500,m=1~500,n=1~500;更為優(yōu)選的,d=1~50,m=1~500,n=1~50。在一些較佳實(shí)施方案中,所述含有乙烯基的聚硅氧烷類組分中所含的乙烯基與所述含硅氫鍵的組分中所含的硅氫鍵的摩爾比為10:1~1:10,優(yōu)選為2:1~1:2。

本發(fā)明中,前述氫化硅烷化催化劑的用量應(yīng)足以促進(jìn)本發(fā)明有機(jī)硅組合物的固化。這些氫化硅烷化催化劑是本領(lǐng)域中已知的且是商業(yè)上可獲得的,例如可選自但不限于如下物質(zhì):鉑族金屬:鉑、銠、釕、鈀、鋨或銥金屬或其有機(jī)金屬化合物及其組合。更為具體的,其可以選自鉑黑、化合物諸如氯鉑酸、氯鉑酸六水合物、和一元醇的反應(yīng)產(chǎn)物、雙(乙基乙酰乙酸)鉑、雙(乙酰丙酮酸)鉑、二氯化鉑和所述化合物與烯烴或低分子量的有機(jī)聚硅氧烷或在基質(zhì)或核殼類型結(jié)構(gòu)中微囊化的鉑化合物的復(fù)合物。鉑與低分子量的有機(jī)聚硅氧烷的復(fù)合物,包括具有鉑的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷復(fù)合物。這些復(fù)合物可于樹脂基質(zhì)中微囊化??蛇x地,催化劑可包括具有鉑的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷復(fù)合物。這些氫化硅烷化催化劑可參考cn1863875a(說明書第0020-0021段)、us3,159,601、us3,220,972、us3,296,291、us3,419,593號(hào)、us3,516,946、us3,814,730、us3,989,668、us4,784,879、us5,036,117、us5,175,325號(hào)、ep0347895b、us4,766,176、us5,017,654等文獻(xiàn)。和/或,至少一個(gè)uv活性pt催化劑,可參考us8,314,200。更為具體的,所述氫化硅烷化催化劑可以選自催化量的鉑催化劑、銠催化劑或鈀催化劑;優(yōu)選的,所述鉑催化劑選自鉑微粉、氯鉑酸、氯鉑酸的醇溶液、鉑/鏈烯基硅氧烷絡(luò)合物、鉑/烯烴絡(luò)合物和鉑/羰基絡(luò)合物的一種或多種。優(yōu)選的,所述氫化硅烷化催化劑于所述有機(jī)硅組合物中的用量為0.1ppm至1,0000ppm。

在一些實(shí)施案例中,基于本發(fā)明有機(jī)硅組合物的重量,前述氫化硅烷化催化劑的量可以為以下范圍的鉑族金屬:0.1ppm至1,0000ppm,可選地為1ppm至1000ppm,且可選地為10ppm至100ppm。

在一些實(shí)施方案之中,所述的有機(jī)硅組合物還可包含溶劑或稀釋劑。優(yōu)選的,所述溶劑或稀釋劑的用量足以與所述有機(jī)硅組合物的各組分配合而形成均相溶液。在本發(fā)明中,前述的溶劑或稀釋劑可以是適用的任何類型,例如水、有機(jī)溶劑或兩者的混合物,優(yōu)選自有機(jī)溶劑,例如可選自但不限于正己烷、甲苯、氯仿、二氯甲烷、乙醇、丙酮、2-丁酮、4-甲基-2-戊酮、脂、光刻膠用溶劑(例如pgme、pgmea)等,用以與該組合物中的其余材料組合為具有良好流動(dòng)性的液體,特別是均相溶液。

在一些實(shí)施方案之中,所述的有機(jī)硅組合物還可包含抑制劑。所述抑制劑,即硅氫加成反應(yīng)抑制劑是指能夠?qū)е鹿铓浼映煞磻?yīng)不良的物質(zhì),參考cn1863875a(第0025段)等,其可選自炔醇類化合物、烯-炔化合物、硅氧烷或苯并三唑及其他氫化硅烷反應(yīng)抑制劑。例如,炔醇類化合物抑制劑可選自2-苯基-3-丁炔-2-醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇等;烯-炔化合物可選自諸如3-甲基-3-戊烯-1-炔等,硅氧烷可選自1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四己烯基環(huán)四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基環(huán)四硅氧烷等。其中優(yōu)選炔醇類化合物,尤其優(yōu)選2-苯基-3-丁炔-2-醇。

在一些實(shí)施方案之中,所述的有機(jī)硅組合物還可包含其它添加劑,例如小分子硅烷(可含有或不含乙烯或si-h功能基團(tuán)),粘接促進(jìn)劑,熱或uv固化的環(huán)氧/丙烯酸/聚氨酯/雙馬來酰亞胺等樹脂,無機(jī)填充劑,流變改性劑,增粘劑,潤(rùn)濕劑,消泡劑,流平劑,染料和熒光粉防沉淀劑(例如信越dm-30、sanwellsh系列l(wèi)ed熒光粉防沉劑等)中的任一種或兩種以上的組合。

其中,所述增粘劑或粘結(jié)促進(jìn)劑可以選自正硅酸乙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、硼酸正丁酯、硼酸異丙酯、異辛酸鈦、異辛酸鋯、鈦酸正丁酯、鈦酸異丙酯、kh-171、kh-560、kh-570、乙烯基甲氧基硅氧烷均聚物、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷等(參考cn1863875a說明書第0026段等),市售途徑可以獲得的粘結(jié)促進(jìn)劑可以為道康寧公司出品的jcr6101、jcr6101up、eg6301、oe6336、jcr6175、jcr6109、hipec4939、hipec1-9224、oe6250、sr7010、se9207、se1740、se9187l等,但不限于此。

其中,所述無機(jī)填充劑可以是本領(lǐng)域中已知的且是商業(yè)上可獲得的,例如可包括無機(jī)填料諸如二氧化硅,例如,膠態(tài)二氧化硅、火成二氧化硅、石英粉、氧化鈦、玻璃、氧化鋁、氧化鋅,或其組合,填料可為微米或納米級(jí)粒子,優(yōu)選為具有5000納米或更小的平均粒徑且不會(huì)通過散射或吸收降低透光百分率。

而關(guān)于諸如流變改性劑,潤(rùn)濕劑,消泡劑,流平劑,染料等,其定義是業(yè)界悉知的,并可從業(yè)界常用的相應(yīng)材料內(nèi)自由選取。

優(yōu)選的,所述可固化的有機(jī)硅組合物中添加劑的含量不大于50wt%,尤其優(yōu)選在10wt%以下,更優(yōu)選在5wt%以下。

另外,在一些可行的實(shí)施方案中,于本發(fā)明的有機(jī)硅組合物中還可包含除本發(fā)明硅氧烷環(huán)氧化物之外的其它一種或多種含硅氫鍵的組分,例如三(二甲基硅氧烷基)苯基硅烷等。當(dāng)然,這些實(shí)施方案的效果可能是劣于只在本發(fā)明的有機(jī)硅組合物中添加本發(fā)明硅氧烷環(huán)氧化物的那些實(shí)施方案的。

在一些更為具體的優(yōu)選實(shí)施方案中,所述有機(jī)硅組合物包括:10~95重量份的含有乙烯基的聚硅氧烷類組分、5~90重量份的含硅氫鍵的組分、0.1~10000ppm的氫化硅烷化催化劑、0.001~1.0重量份的氫化硅烷反應(yīng)抑制劑、0.001~5重量份的添加劑、0.001~90重量份的稀釋劑。

進(jìn)一步的,所述有機(jī)硅組合物的折光率為1.35~2.0,優(yōu)選為1.50~1.60。

進(jìn)一步的,所述有機(jī)硅組合物的粘度為1~10,000,000cps,優(yōu)選為1,000~100,000cps。

本發(fā)明的有機(jī)硅組合物可以參考目前業(yè)界廣泛應(yīng)用的有機(jī)硅膠混合物的組配方式配制,例如,其組分可以被分為組分a(主要包含含有乙烯基的聚硅氧烷類組分、鉑催化劑、添加劑等)和組分b((主要包含含硅氫鍵的組分、添加劑等),在使用時(shí)將a、b兩組分按一定比例混合。相較于目前應(yīng)用于半導(dǎo)體封裝的有機(jī)硅膠,本發(fā)明的有機(jī)硅組合物還具有包含但不限于如下列出的優(yōu)點(diǎn),包括:在室溫下依然有較長(zhǎng)使用壽命(大于8h而沒有顯著的粘度變化)、簡(jiǎn)化半導(dǎo)體器件(如led)的封裝流程而提高產(chǎn)率,以及,貯藏穩(wěn)定性更佳(在0-5℃下,大于1個(gè)月,優(yōu)選為3個(gè)月,更優(yōu)選為6個(gè)月)。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面還提供了所述可固化的有機(jī)硅組合物的完全固化物。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面還提供了制備所述可固化的有機(jī)硅組合物的完全固化物的方法,其可以包括:通過加熱或電磁輻照(例如uv光照射)使所述有機(jī)硅組合物完全固化。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中,所述可固化的有機(jī)硅組合物的完全固化物的制備方法可以包括:

在一個(gè)行星式攪拌器專用塑料杯中,按所述可固化的有機(jī)硅組合物的組成加入各組分并混合均勻;

將攪拌均勻的流體(優(yōu)選為液體)在25~300℃下熱固化1~5,000min。

優(yōu)選的,所述完全固化物的硬度為邵氏硬度a20~邵氏硬度d95,尤其優(yōu)選為邵氏硬度a20~邵氏硬度d65。

優(yōu)選的,所述完全固化物對(duì)于可見光的透光率為80%~100%,尤其優(yōu)選為95%~100%。

藉由本發(fā)明所述的有機(jī)硅組合物,可以使器件之間或器件與外界能保持良好的隔離,包括物理和化學(xué)隔離,和/或使器件能保持良好的光輸出或攝入效率。

同時(shí),所述有機(jī)硅組合物的完全固化物還表現(xiàn)出良好的粘接力和柔韌性,且介電常數(shù)、導(dǎo)熱效率、抗老化等性能亦較為理想。

又及,相較于現(xiàn)有的有機(jī)硅膠類產(chǎn)品,本發(fā)明的有機(jī)硅組合物還具有包含但不限于如下列出的優(yōu)點(diǎn),包括:在室溫下依然有較長(zhǎng)使用壽命(大于8h而沒有顯著的粘度變化)、更好的填充縫隙性能、簡(jiǎn)化半導(dǎo)體器件(如led)的封裝流程而提高產(chǎn)率,以及,貯藏穩(wěn)定性更佳(在0-5℃下,大于1個(gè)月,優(yōu)選為3個(gè)月,更優(yōu)選為6個(gè)月)。

相應(yīng)的,本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面還提供了所述可固化的有機(jī)硅組合物于物品粘接、制備物品表面涂層或物品封裝中的應(yīng)用。

在本發(fā)明中,所述的“封裝”(packaging)應(yīng)被理解為至少包含如下涵義,如,通過所述有機(jī)硅組合物將兩個(gè)以上物品粘接(adhesive),或者,通過所述有機(jī)硅組合物在物品表面的某些區(qū)域固化形成保護(hù)層(coating),或者,將一個(gè)或多個(gè)物品的局部浸入由所述有機(jī)硅組合物形成的固化物內(nèi),或者,將一個(gè)或多個(gè)物品整體包埋密封(encapsulation)于由所述有機(jī)硅組合物形成的固化物內(nèi),當(dāng)然,也可同時(shí)實(shí)現(xiàn)前述的粘結(jié)、涂覆、密封等功能。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面還提供了一種粘接方法,其包括:

在第一物品和/或第二物品表面和/或第一物品與第二物品之間施加所述可固化的有機(jī)硅組合物,

使所述有機(jī)硅組合物固化,實(shí)現(xiàn)第一物品與第二物品的粘接;

優(yōu)選的,所述固化的條件包括:通過加熱或電磁輻照使所述有機(jī)硅組合物完全固化。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面還提供了一類半導(dǎo)體器件封裝材料,包含所述可固化的有機(jī)硅組合物和/或所述有機(jī)硅組合物的固化物。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面還提供了一類薄膜或涂層,其主要由所述可固化的有機(jī)硅組合物固化形成。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面還提供了一類半導(dǎo)體發(fā)光裝置,其包括:半導(dǎo)體發(fā)光芯片,以及,所述的薄膜或涂層;并且所述半導(dǎo)體發(fā)光芯片與所述薄膜或涂層間隔設(shè)置。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面還提供了一種封裝方法,其包括:

提供待封裝的物品,

將所述可固化的有機(jī)硅組合物施加到所述待封裝的物品上,并通過輻射和/或加熱使所述有機(jī)硅組合物固化而實(shí)現(xiàn)所述物品的封裝。

優(yōu)選的,所述待封裝的物品包括半導(dǎo)體器件或電子器件。進(jìn)一步優(yōu)選的,所述半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體光電器件。更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述半導(dǎo)體光電器件包括半導(dǎo)體發(fā)光器件例如led等。本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面還提供了一類裝置,其包含由前述封裝方法形成的封裝結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的,所述封裝結(jié)構(gòu)主要由所述可固化的有機(jī)硅組合物的固化物及被所述固化物封裝的物品組成,其中被封裝的物品包括半導(dǎo)體器件或電子器件。

優(yōu)選的,所述半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體光電器件。進(jìn)一步優(yōu)選的,所述半導(dǎo)體光電器件包括半導(dǎo)體發(fā)光器件如led,特別是芯片尺寸封裝半導(dǎo)體器件或晶圓級(jí)半導(dǎo)體器件等。

此外,本發(fā)明的有機(jī)硅組合物在應(yīng)用時(shí),還可與熒光粉、熒光量子點(diǎn)等熒光材料協(xié)同使用,例如,可以將前述熒光材料摻入所述有機(jī)硅組合物,再用以封裝物品。在此過程中,本案發(fā)明人還非常意外的發(fā)現(xiàn),本發(fā)明的有機(jī)硅組合物能極大幅度的降低甚至消除熒光材料,特別是熒光粉隨時(shí)間而產(chǎn)生的沉降,例如,當(dāng)將業(yè)界常用的各類熒光材料與本發(fā)明組合物混合后,室溫下,大于8h沒有沉淀情況發(fā)生,優(yōu)選為24h以上,,因而可以產(chǎn)生更為均勻的封裝效果,提高半導(dǎo)體發(fā)光器件類的發(fā)光均勻度等。

例如,在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,一類熒光封裝組合物可以包含所述的有機(jī)硅組合物以及均勻分散于所述有機(jī)硅組合物內(nèi)的熒光材料,所述熒光材料包括熒光粉和/或熒光量子點(diǎn)等。

優(yōu)選的,所述熒光封裝組合物中熒光材料占非溶劑組分的含量為0.01wt%~90wt%,進(jìn)一步優(yōu)選為1wt%~80wt%,更優(yōu)選為3wt%~70wt%。

前述熒光粉包括稀土熒光粉、稀土石榴石熒光粉、堿土金屬硫化鎵酸鹽、堿土金屬硫化物、硫化鋅型、堿土金屬鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、氟砷酸鹽、氟鍺酸鹽、稀土硫化物、稀土氧化物、釩酸鹽、氮化物熒光粉中的任意一種兩種以上的組合。所述熒光封裝組合物中熒光粉占非溶劑組分的含量?jī)?yōu)選為1.0wt%~90wt%,更優(yōu)選為1.0wt%~70wt%。

更為優(yōu)選的,前述熒光粉可以采用納米熒光粉。

前述熒光量子點(diǎn)的組成材料包含ii-vi族或iii-v族元素,例如可以是znse、cds、cdse和cdse中的任意一種兩種以上的組合材質(zhì)的。所述熒光封裝組合物中熒光量子點(diǎn)占非溶劑組分的含量?jī)?yōu)選為0.01~50wt%,更優(yōu)選為0.01~5.0wt%。

前述的熒光封裝組合物尤其適用于半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝中的應(yīng)用,包括:晶圓級(jí)封裝(wlp)、芯片尺寸封裝(csp)、led燈絲封裝等。

以下結(jié)合若干更為具體的實(shí)施例及相應(yīng)對(duì)比例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作更為詳細(xì)的解釋說明。但仍需強(qiáng)調(diào)的是,這些實(shí)施例不應(yīng)被視作對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成任何限制。又及,除非另外指明,否則本發(fā)明說明書中的所有份數(shù)、百分?jǐn)?shù)、比率等均按重量計(jì)。

如下各實(shí)施例及對(duì)照例中有機(jī)硅組合物的組分可以參閱表1。而這些實(shí)施例、對(duì)照例中應(yīng)用的組分具體如下:

樹脂:質(zhì)量比約為0.833:13的樹脂1與樹脂2的混合物,其中所含乙烯基的當(dāng)量(equivalentweight)約為1.66mmol/g。

樹脂1:50wt%二苯基二甲基甲基乙烯基聚硅氧烷,乙烯基封端,折射率1.541,粘度10700cps。

樹脂2:帶有甲基(me)、苯基(ph)、乙烯基的倍半硅氧烷,折射率1.550,粘度55000cps。

交聯(lián)劑1:折射率1.5028,粘度6.0cps。

交聯(lián)劑2:30wt%二苯基二甲基甲基氫聚硅氧烷,折射率1.4630,粘度400.0cps。

交聯(lián)劑3:折射率1.460,粘度2.5cps。

交聯(lián)劑4:折射率1.5128,粘度351.0cps。

粘接促進(jìn)劑(adhesionpromoter):3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷。

抑制劑(硅氫加成抑制劑):2-苯基-3-丁炔-2-醇。

催化劑(硅氫加成催化劑):鉑金催化劑。

前述樹脂1、交聯(lián)劑1、交聯(lián)劑2、交聯(lián)劑3、交聯(lián)劑4如下所示。

前述樹脂、樹脂1、樹脂2、交聯(lián)劑1、交聯(lián)劑2、交聯(lián)劑3、粘接促進(jìn)劑、抑制劑(硅氫加成抑制劑)、催化劑(硅氫加成催化劑)等均可通過市購(gòu)等途徑獲取。

前述交聯(lián)劑4可以通過如下步驟合成:

(1)取0.5g硅氫加成催化劑鉑金,加入5ml甲苯稀釋,然后加入250ml三頸燒瓶中;

(2)取3.45g四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(tetramethyl-tetravinylcyclotetrasiloxane,分子量mw=345g/mol),加入20ml甲苯稀釋后加入三頸燒瓶;

(3)取20g1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三硅氧烷(1,1,5,5-tetramethyl-3,3-diphenyltrisiloxane,分子量=333),加入25ml甲苯稀釋后加入三頸燒瓶;

(4)設(shè)置油浴溫度130℃,開啟攪拌,開啟冷凝水,至三頸燒瓶?jī)?nèi)溫度為119℃時(shí),反應(yīng)混合物開始回流;

(5)回流一段時(shí)間后,吸取少量反應(yīng)混合物進(jìn)行ir測(cè)試,以判斷反應(yīng)是否進(jìn)行完全。

(6)48小時(shí)后,ir結(jié)果顯示無碳碳雙鍵吸收峰則表示反應(yīng)結(jié)束,1hnmr結(jié)果顯示無乙烯基h,此時(shí)將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸出溶劑,析出產(chǎn)物交聯(lián)劑4。

該產(chǎn)物的ft-ir和1hnmr表征圖譜分別如圖1、圖2所示。其中:

1hnmr:化學(xué)位移6.75-7.75ppm,4.84ppm,0.01-1.00ppm。

ft-ir:3070-2914,2127,1592,1495,1429,1254,1118,1047,997,900,834,789,769,742,728,716,695,625cm-1。

甲苯1h:2.27ppm,6.75-7.75ppm。

需要說明的是,該產(chǎn)物是硅氫加成反應(yīng)形成的混合物。

表征及測(cè)試:進(jìn)一步的,本案發(fā)明人還采用業(yè)界習(xí)見的方式對(duì)前述各實(shí)施例、對(duì)照例所涉及的有機(jī)硅組合物在室溫環(huán)境中的性能變化情況、固化狀況以及固化物性能,包括透光率、硬度等分別進(jìn)行了考察,結(jié)果如下表2(需說明的是,其中的各測(cè)試數(shù)據(jù)均為多個(gè)試樣的測(cè)試結(jié)果的平均值)。

表1

表2

同樣的,本案發(fā)明人還以本說明書述及的其它化合物及配比作為原料組配形成了其它的多組有機(jī)硅組合物,并對(duì)其各項(xiàng)性能一一進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果也非常適合于工業(yè)應(yīng)用。

例如,在另外的一些實(shí)施例中,本案發(fā)明人還合成了交聯(lián)劑5,其結(jié)構(gòu)式如下:

該交聯(lián)劑5的合成工藝與交聯(lián)劑4相似,即為:

利用該交聯(lián)劑5替代前述實(shí)施例1中的交聯(lián)劑4,并同樣進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試,其表現(xiàn)與交聯(lián)劑4相近。

可以看到,利用本發(fā)明的硅氧烷環(huán)氧化物作為硅氫加成反應(yīng)的交聯(lián)劑,其不僅具有更高折光率、更高粘度、更高交聯(lián)密度等優(yōu)點(diǎn),而且還可使包含其的有機(jī)硅組合物還具有固化效率高、固化速度快、固化后硬度較高及折光率較高、熱重?fù)p失低、粘度適合工業(yè)應(yīng)用等特點(diǎn)。從而使之適于作為大功率led的封裝材料,也可用于其他半導(dǎo)體光電器件、電子器件如光學(xué)開關(guān)、光電耦合器、固態(tài)攝像元件等的封裝;另外,該有機(jī)硅組合物也可以用于光學(xué)粘合劑、光電器件表面保護(hù)等。

需要說明的是,在本文中,術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。應(yīng)當(dāng)理解,上述實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn),其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施,并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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