CN105219097A - 一种可固化的硅橡胶组合物及半导体器件 - Google Patents

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CN105219097A CN201410310156.XA CN201410310156A CN105219097A CN 105219097 A CN105219097 A CN 105219097A CN 201410310156 A CN201410310156 A CN 201410310156A CN 105219097 A CN105219097 A CN 105219097A
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Abstract

为了克服现有技术的耐硫化性能较差的缺陷,本发明提供了一种可固化的硅橡胶组合物及半导体器件,其在拉伸强度为4-15Mpa,断裂伸长率为12%-30%,所述组合物包括:(A)具有支化分子结构的有机聚硅氧烷,(B)具有支化分子结构的聚有机氢化硅氧烷,所述与硅键合的氢原子含量为0.2-0.4mol/100g;(C)具有直链分子结构且在一个分子中含有平均至少一个与硅键合的链烯基和至少一个芳族基团,以及分子链的两端均用与硅键合的羟基封端的有机聚硅氧烷,(D)具有在一个分子中含有平均至少两个环氧基团的含有或不含有有机硅的非芳族环氧树脂。与现有技术相比,本发明不仅保持有良好的耐冷热冲击性能、较高的折光率、较强的硬度,而且还具有优良的耐硫化性能和防潮性能。

Description

一种可固化的硅橡胶组合物及半导体器件
技术领域
本发明涉及一种有机硅组合物,特别涉及一种可固化的硅橡胶组合物,以及使用所述组合物固化构成的半导体器件。
背景技术
有机硅聚合物的基本结构单元是由硅氧链节构成,侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。与其他高分子材料相比,有机硅聚合物具有如下突出性能:1.耐温特性,有机硅产品是以硅氧(Si-O)键为主链结构的,所以有机硅产品的热稳定性高,高温下(或辐射照射)分子的化学键不断裂、不分解。2.耐候性,有机硅产品的主链为-Si-O-,具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力,自然环境下具有较长的使用寿命。3.电气绝缘性能,有机硅产品都具有良好的电绝缘性能,其介电损耗、耐电压、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数等均在绝缘材料中名列前茅,而且它们的电气性能受温度和频率的影响很小。因此,基于上述良好的综合性能,作为有机硅产品的一种,硅橡胶被广泛应用于LED光伏产业上。
专利申请公布号CN103342816A公开了一种可固化的硅橡胶组合物,应用在LED灯封装上,具有如下优点:极佳的粘结性、较强的硬度、优良的抗冷热冲击能力、透明度高等优点。
通常,LED灯封装件包括发光元件和LED支架,所述发光元件被固定在所述LED支架上,所述LED支架通常由金属基体构成,并在所述金属基体上设有镀银层,所述镀银层用于对发光元件光线的聚光或散光。将硅橡胶组合物涂布在所述发光元件和LED支架的镀银层上,并进行固化,即基本完成了对LED灯的封装。然而,在潮湿环境中,空气中的水分逐渐渗透,会导致发光元件出现问题,特别是针对RGB(三色光)的LED灯封装件,其相比于白光(单色光)的LED灯封装件,对防潮性能的要求更高;此外,现有技术中,LED灯封装件在长期使用过程中,环境空气中的硫会渐渐侵蚀到镀银层,导致该银层硫化变黑,进而导致光衰严重,影响了LED灯的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在保持良好的硬度性能、高折光率的前提下,克服现有技术的针对RGB(三色光)的LED灯封装件防潮性能和耐硫化性能较差的缺陷,提供一种耐硫化时间长和防潮性能优异的可固化的硅橡胶组合物。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种半导体器件,所述半导体器件包括发光元件和固定所述发光元件的支架,其中,所述发光元件上涂布有本发明所述的可固化的硅橡胶组合物的固化物。
本发明提供的一种可固化的硅橡胶组合物,其在固化状态下,在温度25℃,湿度60%RH条件下的拉伸强度为4-15Mpa,断裂伸长率为12%-30%,折射率为等于或超过1.45,所述组合物包括:
(A)具有支化分子结构且在一个分子中含有平均至少三个与硅键合的链烯基和至少一个芳族基团的有机聚硅氧烷,所述芳族基团的含量大于10%,链烯基的含量大于0.1mol/100g;
(B)具有支化分子结构且在一个分子中含有平均至少三个与硅键合的氢原子和至少一个芳族基团的聚有机氢化硅氧烷,所述芳族基团的含量大于10%,所述与硅键合的氢原子含量为0.2-0.4mol/100g;
(C)具有直链分子结构且在一个分子中含有平均至少一个与硅键合的链烯基和至少一个芳族基团,以及分子链的两端均用与硅键合的羟基封端的有机聚硅氧烷,所述芳族基团的含量大于10%;
(D)具有在一个分子中含有平均至少两个环氧基团的含有或不含有有机硅的非芳族环氧树脂;
(E)用量足以促进该组合物固化的氢化硅烷化催化剂;
(F)用量足以促进所述羟基和环氧基发生固化反应的固化促进剂。
其中,所述组分(A)是本发明组合物的主要成分之一,这一组分中的链烯基与组分(B)中的与硅键合的氢原子相互反应,形成交联键,并进行固化。组分(A)的分子结构是支化分子链结构,可以是部分支化、支化或三维分子结构,且在一个分子中应当含有至少一个SiO3/2单元。组分(A)中的链烯基可用乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基和己烯基为代表,最优选为乙烯基。所述组分(A)中的芳族基团可用苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基为代表,以及苯乙基、苯丙基等类似的苯烷基,最优选为苯基。为了进一步提高本发明组合物获得的固化体的折光率,所述芳族基团的含量优选大于20mol%。为了进一步提高所述组分(A)和组分(B)的反应性,所述链烯基的含量优选为0.1-0.4mol/100g;本发明对在组分(A)在25℃下的粘度没有特别限制,可以为10-1000000mPa·s,优选为100-100000mPa·s。
所述组分(A)优选为包括互相聚合的R1 3SiO1/2单元和R3SiO3/2单元。作为本发明的优选实施方式之一,所述(A)具有下述平均单元分子式,
(R3SiO3/2)a1(R1 3SiO1/2)a3
其中R1选自相同或不相同的链烯基、单价取代或未取代的烷基,R3是芳族基团,a1+a3=1,0.1<a1<0.9,0.1<a3<0.9。R1中的链烯基可用乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基和己烯基为代表,最优选为乙烯基。所述R1中的单价取代或未取代的烷基,可包括下述基团:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或类似的烷基,最优选为甲基。所述R3中的芳族基团可用苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基为代表,以及苯乙基、苯丙基等类似的苯烷基,最优选为苯基。
例如,所述组分(A)可包括如下分子式作为代表:
(C6H5SiO3/2)a1((CH2=CH)(CH3)2SiO1/2)a3
(C6H5SiO3/2)a1((CH2=CH)2CH3SiO1/2)a3
(C6H5SiO3/2)a1(((CH3)3SiO1/2)((CH3)2(CH2=CH)SiO1/2))a3
所述组分(A)可进一步优选具有下述平均单元分子式,
(R3SiO3/2)a1(R11 3SiO1/2)a31(R11 2R12SiO1/2)a32
其中R11是相同或不相同单价取代或未取代的烷基,可包括下述基团:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或类似的烷基,氯代甲基、3-氯丙基或类似的卤代烷基,最优选为甲基。R12是链烯基,可用乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基和己烯基为代表,最优选为乙烯基。R3是苯基,a1+a31+a32=1,0.1<a1<0.9,0.08<a31<0.4,0.02<x32<0.5。
例如,所述组分(A)可包括如下分子式作为代表:
(C6H5SiO3/2)a1((CH3)3SiO1/2)a31((CH3)2(CH2=CH)SiO1/2)a32
所述组分(B)是本发明组合物的主要成分之一,这一组分中的与硅键合的氢原子与组分(A)和组分(C)中的链烯基相互反应,形成交联键,并进行固化。组分(B)的分子结构是支化分子链结构,可以是部分支化、支化或三维分子结构,且在一个分子中应当含有至少一个SiO3/2单元。组分(B)中的芳族基团可用苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基为代表,以及苯乙基、苯丙基等类似的苯烷基,最优选为苯基;所述芳族基团的含量大于10%,所述与硅键合的氢原子含量为0.2-0.4mol/100g,在该含量范围内的组分(B)与本发明的其他组分所组成的组合物,其固化后具有耐硫化时间长和优异的防潮性能,更优选为0.25-0.35mol/100g。
所述组分(B)优选为包括互相聚合的R2 3SiO1/2单元和R4SiO3/2单元。作为本发明的优选实施方式之一,所述(B)具有下述平均单元分子式,
(R4SiO3/2)b1(R2 3SiO1/2)b3
其中R2选自相同或不相同的单价取代或未取代的烷基和氢原子,R4是芳族基团,b1+b3=1,0.5<b1<0.9,0.1<b3<0.5。组分(B)中的单价取代或未取代的烷基,可包括下述基团:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或类似的烷基,氯代甲基、3-氯丙基或类似的卤代烷基,最优选为甲基。组分(B)中的芳族基团可用苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基为代表,以及苯乙基、苯丙基等类似的苯烷基,最优选为苯基。
例如,所述组分(B)可包括如下分子式作为代表:
(C6H5SiO3/2)b1((CH3)2HSiO1/2)b3
(C6H5SiO3/2)b1(CH3H2SiO1/2)b3
(C6H5SiO3/2)b1((CH3)3SiO1/2)b31((CH3)2HSiO1/2)b32
所述(B)可进一步优选为下述平均单元分子式,
(R4SiO3/2)b1(R22 3SiO1/2)b31(R22 2HSiO1/2)b32
其中R22是单价取代或未取代的烷基,可包括下述基团:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或类似的烷基,氯代甲基、3-氯丙基或类似的卤代烷基,最优选为甲基,R4是苯基,b1+b31+b32=1,0.5<b1<0.9,0<b31<0.4,0.1<b32<0.5。
例如,所述组分(B)可包括如下分子式作为代表:
(C6H5SiO3/2)b1((CH3)3SiO1/2)b31((CH3)2HSiO1/2)b32
所述组分(C)是本发明组合物的重要成分之一,这一组分中同时包含有与硅键合的链烯基和羟基,其中链烯基用于与组分(B)中的与硅键合的氢原子相互反应,形成交联,而同时羟基用于与组分(D)中的环氧基互相反应,形成交联键,并进行固化。
组分(C)的分子结构是直链分子结构,且在一个分子中应当含有至少一个SiO2/2单元,以及分子链的两端均用与硅键合的羟基封端。作为本发明的优选实施方式之一,所述(C)具有下述平均单元分子式,
HOSiO(R5SiO2/2)cOSiOH,
其中R5选自相同或不相同的链烯基、单价取代或未取代的烷基和芳族基团,5<c<5000。
作为本发明的优选实施方式之一,所述(C)具有下述平均单元分子式,HOSiO(R51R52SiO2/2)c1(R51 2SiO2/2)c2(R51R53SiO2/2)c3OSiOH,
其中R51选自相同或不相同的单价取代或未取代的烷基,R52选自芳族基团,R53选自链烯基,1<c1<3700,0≤c2<800,1<c3<500。
所述组分(C)中链烯基可用乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基和己烯基为代表,最优选为乙烯基。组分(C)中单价取代或未取代的烷基,可包括下述基团:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或类似的烷基,氯代甲基、3-氯丙基或类似的卤代烷基,最优选为甲基。所述组分(C)中的芳族基团可用苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基为代表,以及苯乙基、苯丙基等类似的苯烷基,最优选为苯基。为了进一步提高本发明组合物获得的固化体的折光率,所述芳族基团的含量优选大于20mol%。所述组分(C)中链烯基摩尔含量优选为0.01-0.2mol/100g,羟基摩尔含量优选为0.0002-0.2mol/100g。
例如,所述组分(C)可包括如下分子式作为代表:
HOSiO((CH3C6H5SiO2/2)(CH3(CH2=CH)SiO2/2))cOSiOH,
HOSiO(CH3C6H5SiO2/2)c1((CH3)2SiO2/2)c2(CH3(CH2=CH)SiO2/2)c3OSiOH,
所述组分(D)是本发明组合物的主要成分之一,这一组分中包含有环氧基,其与组分(C)中的羟基相互反应,形成交联键,并进行固化。组分(D)具有在一个分子中含有平均至少两个环氧基团,且不含有芳基,因为不含芳基的环氧树脂与本发明的其他组分构成的组合物,固化后热稳定性更好。在上述基础上,对所述组分(D)的选择没有特别限制,例如可用有机硅改性的环氧树脂或不含有机硅的环氧树脂,如2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷和环戊二烯型脂环族环氧树脂作为代表,最优选为脂环族环氧树脂,如3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯。本发明中,对组分(D)的环氧当量没有特别限定,优选为100-1000,更优选为200-800。
本发明中,组分(E)是促使组分(A)和(C)中的链烯基与组分(B)中的硅键合的氢原子发生氢化硅烷化反应的催化剂。换句话说,组分(E)是促进组合物固化的触媒。其中,本发明对催化剂种类没有特别限定,本领域的常用催化剂均可,例如铂类催化剂、铑类催化剂或钯类催化剂,本发明优选为铂类催化剂。具体实例包括:铂黑、氯铂酸、氯铂酸的醇溶液、铂-链烯基硅氧烷络合物、铂-烯烃络合物等,优选为铂-链烯基硅氧烷络合物,本发明采用具有四甲基乙烯基二硅氧烷作为配位基的铂催化剂。对组分(E)的用量没有特别限制,其用量需足以促进该组合物固化反应即可。
本发明的组合物还含有固化促进剂(F),组分(F)是促进组分(C)中的羟基与组分(D)中的环氧基之间反应并促进固化,对组分(F)的种类及用量没有特别限制,可采用本技术领域的常规选择,例如这一组分可用下述为代表:叔胺化合物;氧化铝、氧化锆或类似的有机金属化合物;以及硼络合物化合物、有机过氧化物、和上述化合物的反应产物。这种化合物的具体实例是下述:四异丙醇钛、四辛醇钛、四正丁醇钛、二异丙氧基双(乙酰丙酮酸)钛等钛化合物,三乙基铝、三乙氧基铝、异丙醇铝、乙酰丙酮铝等铝化合物,二乙基锌等锌化合物,四正丁醇锆等锆化合物,最优选为异丙醇铝。
本发明的可固化的硅橡胶组合物中,还可包括组分(G)加成反应抑制剂,其作用是为了延长本发明的可固化的硅橡胶组合物的储存期,加成反应抑制剂是一种带有温度依赖性的物质,加热到一定程度时迅速失去其抑制性,而使得组合物发生固化反应。组分(G)的加成反应抑制剂的种类重量和添加量没有特别限制,可使用本领域常规抑制剂,添加量可视需要添加,例如,本发明中组分(G)为乙炔基环己醇,添加量为组分(A)和(B)总重量的0.05%。
本发明中,对组分(A)-(G)的制备方法没有特别限定,可采用本领域常规方式制备获得,或商购获得。
本发明中,对所述组分(A)和组分(B)的含量比例关系没有特别限制,例如组分(A)和组分(B)的重量比可以为1:99-99:1,更优选重量比为20:80-80:20。因组分(A)和组分(B)均是相似的支链结构,则任意的重量比形成的组合物性质类似,只要满足组分(B)中的与硅键合的氢原子与组分(A)和组分(C)中的链烯基发生足够的反应即可,例如组分(B)中的与硅键合的氢原子与组分(A)和组分(C)中的链烯基之和的摩尔量之比优选为0.9-3.0。
本发明中,对所述组分(A)和组分(B)的含量比例关系没有特别限制,例如组分(C)和(D)之间的重量比可优选为90:10-10:90。组分(A)和组分(B)的重量之和与组分(C)和组分(D)的重量之和的比值优选为20:80-80:20。
本发明中,可通过将必要组分(A)-(F)混合,并视需要添加组分(G)以及其他添加剂如无机填料、颜料、阻燃剂和耐热剂等,从而制备可固化的硅橡胶组合物。本发明中,提供一种半导体器件,包括发光元件和固定所述发光元件的支架,将上述混合后的组合物涂布在所述发光元件的支架上,进行固化。固化时间和温度可以变化,例如,首先可在100℃-150℃下保持0.5-2个小时进行一次固化,然后在150℃-200℃下保持2-4个小时进行二次固化。形成在温度25℃,湿度60%RH条件下的拉伸强度为4-15Mpa,优选为4-10Mpa,断裂伸长率为12%-30%,优选为12%-20%,折光率为等于或超过1.45的固化体。相比之下,常规的硅橡胶组合物难以形成拉伸强度和断裂伸长率及折光率均保持上述良好性能的固化物,且具有耐硫化时间长和优异防潮性能的优点。
拉伸强度和断裂伸长率的测量方法:将得到的组合物脱泡后,制备2mm厚度的薄片,在100℃下保持1h,然后在150℃下保持3h固化后,将片加工成哑铃状,在25℃,60%RH的条件下利用万能材料试验机测试其拉伸强度和断裂伸长率。
本发明的有益效果:与现有技术相比,本发明的可固化的硅橡胶组合物及其固化的半导体器件,不仅保持有良好的耐冷热冲击性能、较高的折光率、较强的硬度,而且还具有耐硫化时间长和优异的防潮性能。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的半导体器件封装剖面示意图;
说明书附图中的附图标记如下:
1、LED支架;2、发光元件;3、电极;4、结合线;5、可固化的硅橡胶组合物的固化体。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
合成实施例1
将苯基三甲氧基硅烷70.4g加入烧瓶,依次去离子水15g以及浓度为质量百分比37%的浓盐酸15g,快速加入二苯基二甲氧基硅烷16.6g,70℃回流60分钟,加入四甲基二乙烯基二硅氧烷13.2g继续回流60分钟,倒入分液漏斗,分去酸水层,有机层水洗到中性pH,倒入烧瓶,加入去离子水1g,70℃回流60min,真空水泵减压蒸馏浓缩,减压除去溶剂和低沸点物质,得到以下结构树脂:
(PhSiO3/2)0.61(Ph2SiO)0.18[(CH3)2(CH2=CH)SiO1/2]0.21(A1)
该组分为在25℃下粘度为11000mPa·s的有机硅聚硅氧烷,苯基含量在45%,且乙烯基摩尔含量在0.22摩尔/100g。
合成实施例2
将苯基三甲氧基硅烷77.3g加入烧瓶,依次去离子水15g以及浓度为质量百分比37%的浓盐酸15g,70℃反应5分钟,加入四甲基二乙烯基二硅氧烷10g和六甲基二硅氧烷10g继续回流120分钟,倒入分液漏斗,分去酸水层,有机层水洗到中性pH,倒入烧瓶,加入去离子水1g,70℃回流60min,真空水泵减压蒸馏浓缩,减压除去溶剂和低沸点物质,得到以下结构树脂:(PhSiO3/2)0.74[(CH3)3SiO1/2]0.11[(CH3)2(CH2=CH)SiO1/2]0.15(A2)
在25℃下粘度为36000mPa·s的有机硅聚硅氧烷,苯基含量在43%,且乙烯基摩尔含量在0.16摩尔/100g的有机硅树脂。
合成实施例3
将苯基三甲氧基硅烷55.3g加入烧瓶,依次去离子水15g以及浓度为质量百分比37%的浓盐酸15g,70℃反应5分钟,加入四甲基二硅氧烷16.2g和六甲基二硅氧烷14.4g继续回流60分钟,倒入分液漏斗,分去酸水层,有机层水洗到中性pH,倒入烧瓶,加入去离子水1g,70℃回流60min,真空水泵减压蒸馏浓缩,减压除去溶剂和低沸点物质,得到以下结构树脂:
(PhSiO3/2)0.49[(CH3)3SiO1/2]0.22[(CH3)2HSiO1/2]0.29(B1)
该组分为在25℃下粘度为300mPa·s的有机硅化合物,其氢的摩尔含量在0.35摩尔/100g,苯基含量在30%。
合成实施例4
将苯基三甲氧基硅烷55.3g加入烧瓶,依次去离子水15g以及浓度为质量百分比37%的浓盐酸15g,70℃反应5分钟,加入四甲基二硅氧烷18.3g和六甲基二硅氧烷12.1g继续回流60分钟,倒入分液漏斗,分去酸水层,有机层水洗到中性pH,倒入烧瓶,加入去离子水1g,70℃回流60min,真空水泵减压蒸馏浓缩,减压除去溶剂和低沸点物质,得到以下结构树脂:
(PhSiO3/2)0.49[(CH3)3SiO1/2]0.17[(CH3)2HSiO1/2]0.34(B2)
该组分为在25℃下粘度为210mPa·s的有机硅化合物,其氢的摩尔含量在0.40摩尔/100g,苯基含量在30%。
合成实施例5
将苯基三甲氧基硅烷55.3g加入烧瓶,依次去离子水15g以及浓度为质量百分比37%的浓盐酸15g,70℃反应5分钟,加入四甲基二硅氧烷9.2g和六甲基二硅氧烷26.5g继续回流60分钟,倒入分液漏斗,分去酸水层,有机层水洗到中性pH,倒入烧瓶,加入去离子水1g,70℃回流60min,真空水泵减压蒸馏浓缩,减压除去溶剂和低沸点物质,得到以下结构树脂:
(PhSiO3/2)0.49[(CH3)3SiO1/2]0.34[(CH3)2HSiO1/2]0.17(B3)
该组分为在25℃下粘度为520mPa·s的有机硅化合物,其氢的摩尔含量在0.20摩尔/100g,苯基含量在30%。
合成实施例6
将苯基三甲氧基硅烷49.5g加入烧瓶,依次去离子水15g以及浓度为质量百分比37%的浓盐酸15g,70℃反应5分钟,加入四甲基二硅氧烷21.2g和六甲基二硅氧烷8.8g继续回流60分钟,倒入分液漏斗,分去酸水层,有机层水洗到中性pH,倒入烧瓶,加入去离子水1g,70℃回流60min,真空水泵减压蒸馏浓缩,减压除去溶剂和低沸点物质,得到以下结构树脂:
(PhSiO3/2)0.48[(CH3)3SiO1/2]0.09[(CH3)2HSiO1/2]0.43(B4)
该组分为在25℃下粘度为350mPa·s的有机硅化合物,其氢的摩尔含量在0.50摩尔/100g,苯基含量在30%。
合成实施例7
将甲基苯基环四硅氧烷60.7g,八甲基环四硅烷50.3g,四甲基四乙烯基环四硅氧烷10.2g加入烧瓶,搅拌均匀后加入四甲基氢氧化铵2.5g,升温到120℃反应18小时,然后继续升温到180℃反应2小时,然后升温到200℃抽真空脱去低沸点物质,得到以下结构树脂:
HOSiO(PhCH3SiO2/2)242[(CH3)2SiO2/2]285[CH3(CH2=CH)SiO2/2]44OSiOH(C)
该组分为在25℃下粘度为42000mPa·s的有机硅化合物,苯基含量在40%,且乙烯基摩尔含量在0.10摩尔/100g。
实践实施例和比较例1-7
将合成实施例1~7制备的树脂(A)(B)(C)以及
(D1)脂环族环氧树脂:3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯(商品名:CELLOXIDE2021P,厂家:大赛璐化学工业株式会社)
(D2)2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷(商品名:A-186,厂家:美国迈图)
(E)加成反应催化剂:氯铂酸的辛醇溶液(铂浓度为5wt%);
(F)异丙醇铝
(G)抑制剂:2-苯基-3-丁炔-2-醇。
按照表1所示的组合进行混合(各组成按质量份数计),得到本发明组合物。
图1所示的半导体器件LED灯通过如下方式封装,提供一固定有发光元件2的支架1(恩瑞5050RGB(三色光)),其中所述发光元件2通过结合线4(通常为金线)与电极3相连接,将本发明的上述可固化硅橡胶组合物5涂布在固定有发光元件2的支架1上,进行固化。
通过下述方法来评测得到的组合物的各物化性能。将结果记录于表1。
【硬度】
将得到的组合物脱泡后,取10g在100℃下保持1h,然后150℃下保持3h固化后,在25℃,60%RH的条件下使用邵氏D型硬度计取三个点测量硬度值,并记录平均值。
【折射率】
通过Abbe折射仪在25℃下测量硅橡胶固化物,光源利用589nm的可见光。
【拉伸强度和断裂伸长率】
将得到的组合物脱泡后,制备2mm左右厚度的薄片,在100℃下保持1h,然后150℃下保持3h固化后,将片加工成哑铃状,在25℃,60%RH的条件下利用万能材料试验机测试其拉伸强度和断裂伸长率。
【耐硫化】
将得到的组合物脱泡后,在150℃除湿2h后的恩瑞5050支架(无芯片金线)上点胶,在100℃下1h,然后150℃下3h固化后,将支架悬挂在装有2g硫粉的250ml的试剂瓶中,在90℃下烘烤,观察支架中镀银层是否变黑,记录支架变黑的时间。
【5050RGB(三色光)防潮】
将得到的组合物脱泡后,在150℃除湿2h后的恩瑞5050RGB支架(有芯片金线)上点胶,在100℃下1h,然后150℃下3h固化后,将灯珠置于60℃,60%RH条件下52h,取出后放置15-30min,过五温区回流焊,最高温270℃,过三次。出现死灯及裂胶判定为不通过。
表1
注:测试通过表示为√,测试未通过表示为×
由表1的结果可知,通过本发明,将含有支链结构的(A)组分,含有支链结构的、并且与硅键合的氢原子含量为0.2-0.4mol/100g的(B)组分,与含有链烯基和羟基封端的直链结构的(C)组分和含有环氧基的(D)组分组成组合物,可以得到加热固化后硬度高,同时耐硫化时间长、防潮性能优异,并且能应用于LED封装中5050RGB(三色光)支架的组合物。从表1中看出,(B)组分硅键合的氢原子含量为0.2-0.4mol/100g、测试拉伸强度为4-15MPa、且同时断裂伸长率在12-30%的实施例,与(B)组分硅氢含量为0.2-0.4mol/100g之外、拉伸强度和断裂伸长率没有同时保持在4-15MPa和12-30%的比较例相比,其在耐硫化时间和防潮性能方面均具有突出的优异效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种可固化的硅橡胶组合物,其特征在于,其在固化状态下,在温度25℃,湿度60%RH条件下的拉伸强度为4-15Mpa,断裂伸长率为12%-30%,折射率为等于或超过1.45,所述组合物包括:
(A)具有支化分子结构且在一个分子中含有平均至少三个与硅键合的链烯基和至少一个芳族基团的有机聚硅氧烷,所述芳族基团的含量大于10%,链烯基的含量大于0.1mol/100g;
(B)具有支化分子结构且在一个分子中含有平均至少三个与硅键合的氢原子和至少一个芳族基团的聚有机氢化硅氧烷,所述芳族基团的含量大于10%,所述与硅键合的氢原子含量为0.2-0.4mol/100g;
(C)具有直链分子结构且在一个分子中含有平均至少一个与硅键合的链烯基和至少一个芳族基团,以及分子链的两端均用与硅键合的羟基封端的有机聚硅氧烷,所述芳族基团的含量大于10%;
(D)具有在一个分子中含有平均至少两个环氧基团的含有或不含有有机硅的非芳族环氧树脂;
(E)用量足以促进该组合物固化的氢化硅烷化催化剂;
(F)用量足以促进所述羟基和环氧基发生固化反应的固化促进剂。
2.根据权利要求1所述的一种可固化的硅橡胶组合物,其特征在于,所述所述拉伸强度为4-10Mpa,断裂伸长率为12%-20%。
3.根据权利要求1所述的一种可固化的硅橡胶组合物,其特征在于,所述组分(B)中的与硅键合的氢原子与组分(A)和组分(C)中的链烯基之和的摩尔量之比为0.9-3.0,组分(D)的环氧当量为100-1000。
4.根据权利要求1所述的一种可固化的硅橡胶组合物,其特征在于,组分(A)和组分(B)之间的重量比为90:10-10:90;组分(C)和(D)之间的重量比为90:10-10:90。
5.根据权利要求1所述的一种可固化的硅橡胶组合物,其特征在于,组分(A)和组分(B)的重量之和与组分(C)和组分(D)的重量之和的比值为20:80-80:20。
6.根据权利要求1所述的一种可固化的硅橡胶组合物,其特征在于,所述(A)具有下述平均单元分子式,
(R3SiO3/2)a1(R1 3SiO1/2)a3
其中R1选自相同或不相同的链烯基、单价取代或未取代的烷基,R3是芳族基团,a1+a3=1,0.1<a1<0.9,0.1<a3<0.9。
7.根据权利要求1所述的一种可固化的硅橡胶组合物,其特征在于,所述(A)具有下述平均单元分子式,
(R3SiO3/2)a1(R11 3SiO1/2)a31(R11 2R12SiO1/2)a32
其中R11是单价取代或未取代的烷基,R12是链烯基,R3是苯基,a1+a31+a32=1,0.1<a1<0.9,0.08<a31<0.4,0.02<a32<0.5。
8.根据权利要求1所述的一种可固化的硅橡胶组合物,其特征在于,所述(B)具有下述平均单元分子式,
(R4SiO3/2)b1(R2 3SiO1/2)b3
其中R2选自相同或不相同的单价取代或未取代的烷基和氢原子,R4是芳族基团,b1+b3=1,0.5<b1<0.9,0.1<b3<0.5。
9.根据权利要求1所述的一种可固化的硅橡胶组合物,其特征在于,所述(B)具有下述平均单元分子式,
(R4SiO3/2)b1(R22 3SiO1/2)b31(R22 2HSiO1/2)b32
其中R22是单价取代或未取代的烷基,R4是苯基,b1+b31+b32=1,0.5<b1<0.9,0<b31<0.4,0.1<b32<0.5。
10.根据权利要求1所述的一种可固化的硅橡胶组合物,其特征在于,所述(C)具有下述平均单元分子式,
HOSiO(R5SiO2/2)cOSiOH,
其中R5选自相同或不相同的链烯基、单价取代或未取代的烷基和芳族基团,5<c<5000。
11.根据权利要求1所述的一种可固化的硅橡胶组合物,其特征在于,所述(C)具有下述平均单元分子式,
HOSiO(R51R52SiO2/2)c1[R51 2SiO2/2]c2[R51R53SiO2/2]c3OSiOH,
其中R51选自相同或不相同的单价取代或未取代的烷基,R52选自芳族基团,R53选自链烯基,1<c1<3700,0≤c2<800,1<c3<500。
12.根据权利要求1所述的一种可固化的硅橡胶组合物,其特征在于,所述组分(C)中链烯基摩尔含量为0.01-0.2mol/100g,羟基摩尔含量为0.0002-0.2mol/100g。
13.一种半导体器件,包括发光元件和固定所述发光元件的支架,其特征在于,所述发光元件上涂布有权利要求1-13任一项所述的可固化的硅橡胶组合物的固化物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105968361A (zh) * 2016-06-03 2016-09-28 成都大蓉新材料有限责任公司 一种中折光苯基树脂及其制备方法
CN108822723A (zh) * 2018-05-31 2018-11-16 镇江高美新材料有限公司 一种工程塑料改性的液体硅橡胶组合物

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006335857A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Ge Toshiba Silicones Co Ltd 透明な硬化物を与えるポリオルガノシロキサン組成物
CN101111565A (zh) * 2004-12-27 2008-01-23 陶氏康宁东丽株式会社 有机硅树脂和环氧树脂的结合复合材料及其制备方法
CN101166792A (zh) * 2005-04-27 2008-04-23 陶氏康宁东丽株式会社 可固化的有机硅组合物和电子部件
CN101166791A (zh) * 2005-04-27 2008-04-23 陶氏康宁东丽株式会社 可固化的有机硅组合物和由其得到的固化产物
WO2014017888A1 (ko) * 2012-07-27 2014-01-30 주식회사 엘지화학 경화성 조성물

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101111565A (zh) * 2004-12-27 2008-01-23 陶氏康宁东丽株式会社 有机硅树脂和环氧树脂的结合复合材料及其制备方法
CN101166792A (zh) * 2005-04-27 2008-04-23 陶氏康宁东丽株式会社 可固化的有机硅组合物和电子部件
CN101166791A (zh) * 2005-04-27 2008-04-23 陶氏康宁东丽株式会社 可固化的有机硅组合物和由其得到的固化产物
JP2006335857A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Ge Toshiba Silicones Co Ltd 透明な硬化物を与えるポリオルガノシロキサン組成物
WO2014017888A1 (ko) * 2012-07-27 2014-01-30 주식회사 엘지화학 경화성 조성물

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105968361A (zh) * 2016-06-03 2016-09-28 成都大蓉新材料有限责任公司 一种中折光苯基树脂及其制备方法
CN108822723A (zh) * 2018-05-31 2018-11-16 镇江高美新材料有限公司 一种工程塑料改性的液体硅橡胶组合物

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