专利名称：：电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料的制作方法
技术领域：
：本发明属于电子元器件封装材料领域，特别是涉及一种电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料。
背景技术：
：电子元器件在元件芯片生产加工并检验合格后，需要在这些芯片表面包覆一层高强度、绝缘、防潮的涂层，这种涂层质量性能的优劣对电子元器件质量有着至关重要的影响。现在这种涂层材料普遍使用环氧粉末封装材料，这种材料的附着力好、机械性能高、成本低，可以达到UL-VO级阻燃水平。尽管如此，当电子元器件受到瞬间过载电压冲击时，所产生的巨大热量仍然能够引燃环氧封装材料。虽然采用了卤素阻燃剂与锑系协效剂而使燃烧会在一定时间后自行终止，但在一定情况下仍然成为引发火灾的隐患，并且卤锑系阻燃剂在燃烧时往往会产生大量强致癌性物质--多溴代二苯并二垸及多溴代二苯并呋喃，危害巨大。因此，鉴于环氧包封料面临的诸多挑战，有必要开发出一种使用环保阻燃剂的阻燃电子封装材料。有机硅树脂是一种兼具有机材料与无机材料双重特性的材料，其电气性能优异，介电强度与电阻率高，介电损耗小，在宽广的温度与频率范围内变化很小，其在耐热性能、耐候性能、憎水性能、阻燃性能等方面表现良好，适合用于封装材料。另外，含碳量低的甲基硅树脂更有出色的不燃性能，无需加入阻燃剂既能具备不燃特性；而含碳量稍高的有机硅树脂需要加入少量的环保阻燃剂来实现阻燃性能。目前采用有机硅树脂作为基料的溶剂型涂料产品已经开始用于电子元器件的绝缘包封并取得了良好的使用效果。其中溶剂一般采用二甲苯，众所周知，二甲苯是一种有毒、易燃的有机溶剂，对操作者及环境均有较大危害，因此，这种产品难以得到普遍的推广应用。有机硅粉末封装材料能够较好的解决以上问题，粉末涂料通过熔融挤出法生产，在生产、使用过程中不会用到有机溶剂，阻燃剂安全环保或无需加入阻燃剂。通过检索，査到如下两篇相近专利技术欧洲专利(EP0950695A1)曾提到一种硅树脂组合物，可用于耐热涂料，但用于封装涂料时具有如下不足l.涂膜厚度只能达到几十pm，过厚容易造成涂膜开裂脱落，而电子元器件表面封装材料形成的涂膜厚度至少达到300^im;2.固化温度超过23CTC，电子元器件的耐热温度一般不超过180'C，否则容易造成焊点脱落。中国专利(CN101163748A)提及一种有机硅封装剂，产品是采用加热模压成型，无法实现加热自流平，而本发明涉及的封装材料要求必须加热自流平，且要具有光泽的外观。
发明内容本发明的目的就是针对现有技术的不足之处，提出一种电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，该封装材料具有环保无害、耐高温、阻燃、固化温度低、自流平、电绝缘性能好等特点。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，各构成组分及其重量百分比范围分别为有机硅树脂15-60%;填料20-80%;增塑剂1-20%;催化剂0.5-1.5%;助剂0.5-5%。而且，在构成组分中还添加颜料及阻燃剂，其中阻燃剂的添加量为填料重量的0-30%。而且，所述有机硅树脂为采用具有如下结构的有机氯硅烷单体中的一种或几种进行聚合反应、或先通过醇解反应烷氧基化后再进行聚合反应而制得有三维交联结构的固态聚硅氧烷MemSiCln或PhxSiCly，其中，m+n=4，m=0-3，x+y=4，x=l，2。而且，所述有机硅树脂的性质参数要求是，苯基与甲基基团的重量含量应<50%，优选<30%;苯基基团与甲基基团摩尔比介于0~5:1，优选0.2~3.3:1;玻璃化转变温度Tg〉45'C。而且，所述填料为硅微粉、滑石粉、云母粉、硅灰石粉、BaS04的其中至少一种。而且，所述增塑剂为硅橡胶、硅油、硅烷的其中至少一种。而且，所述催化剂为二价锌的有机酸络合物，或者乙酰丙酮铝，或者12-氨基十二酸、对甲苯磺酸及其盐，或者季胺盐类，优选乙酰丙酮铝与12-氨基十二酸组合物。而且，所述助剂为附着力促进剂、消泡剂、流平剂的至少一种。而且，所述阻燃剂为Al(OH)3、Mg(OH)2、硼酸锌、聚合度大于100的聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐的至少一种。本发明的优点和积极效果是(1).本有机硅粉末封装材料在生产、加工及使用过程中不使用任何有机溶剂，安全环保。(2).本有机硅粉末封装材料使用环保无害的阻燃剂，或者无需添加阻燃剂即可达到阻燃效果，且在燃烧或被火焰灼烧时不会产生对人体、环境有害的物质。(3).本有机硅粉末封装材料能够加热自流平，并形成连续的有光泽的封装层。(4).本有机硅粉末封装材料的固化温度低于18(TC，适合有焊锡焯点的电子元器件使用。(5).本发明具有环保无害、耐高温、阻燃、固化温度低、加热自流平、电绝缘性能好等特点，用于压敏电阻、热敏电阻、陶瓷电容器等电子元器件的包封。具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。首先叙述本发明各构成组分的说明l.有机硅树脂由具有如下结构的有机氯硅烷单体中的一种或几种制备的MemSiCln或PhxSiCly，其中，m+n=4，m=0-3，x+y=4,x=l，2。上述单体中的一种或几种进行聚合反应，或先通过醇解反应烷氧基化后再进行聚合反应而制得有三维交联结构的固态聚硅氧垸。其结构式可以表示为如下形式，但不限于这种表达<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中，R-甲基或苯基基团，虚线代表省略的重复单元。该固态聚硅氧烷中苯基与甲基基团的重量含量应<50%，优选<30%，含量越低，阻燃性越好；苯基基团与甲基基团摩尔比介于0~5:1，优选0.23.3:1，苯基含量越高，漆膜的固化速度越慢，阻燃性也会有所降低，但是有利的一面是能够使漆膜韧性提高，这样耐温度冷热循环冲击的能力也越高；玻璃化转变温度Tg〉45'C，以保证粉末材料在室温下不会结块。符合上述要求的有机硅树脂商品如美国Dowcoming公司的Dowcoming220、233、249、Z画6018，德国Wacker公司的Silres604、610等。有机硅树脂的含量在15-60%，优选20-55%。2.填料填料可以是硅微粉、滑石粉、云母粉、硅灰石粉、BaS04等，粒径介于150目3000目，优选200目800目。当涂膜厚度超过300|im时，为避免开裂，需要加入云母粉或硅灰石与增塑剂配合，云母粉的薄片状结构与硅灰石的棒状结构在涂膜中可以起到增强筋的作用，从而避免涂膜的开裂。此外，滑石粉可以提高涂膜的韧性。填料的含量在20-80%，对于比重大的填料，如硅灰石粉、BaS04，优选50-60%。3.增塑剂增塑剂一般用于改善硅树脂材料的脆性，使涂膜韧性提高，不易开裂。根据种类不同，用量在1-20%，可以是与固态硅氧烷相容性好的硅橡胶、硅油、硅垸等，本发明会用到其中的一种或几种的组合。4.催化剂催化剂一般采用催化活性高的辛酸锌、硬脂酸锌等二价锌的络合物，乙酰丙酮铝，12-氨基十二酸、对甲苯磺酸及其盐，季胺盐类几类，优选乙酰丙酮铝与12-氨基十二酸组合物，其催化活性最适宜催化硅树脂在12017(TC之间反应，催化剂用量为0.5-1.5%。5.助剂助剂包括附着力促进剂，以及在粉末涂料中常用的消泡剂、流平剂、润湿剂、光亮剂等功能助剂；附着力促进剂有助于提高涂膜对底材的粘接力，消泡剂用于脱除固化反应过程中产生的小分子挥发物，流平剂帮助涂料形成致密、连续、光滑的涂膜，如EstronChemicalInc的产品OxymeltA-4以及ResiflowP-67等。助剂总用量为0.5-5%。6.阻燃剂有机硅树脂的阻燃性因为甲基或苯基这些烃基基团的含量不同而有所差异，烃基含量较高时，阻燃性较差，为了保证封装材料的阻燃性达到UL-94V0水平，需要加入阻燃剂。Al(OH)3、Mg(OH)2、硼酸锌、聚合度大于100的聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐都是目前已经实现商业化的几种环保阻燃剂，一般认为其阻燃机理是吸收大量热量，自身分解放出结晶水或惰性气体稀释可燃气体，前三种阻燃剂还可以受热交联形成致密无机保护膜，使得氧气无法进入涂膜内部从而起到阻燃作用。阻燃剂的用量可以是填料总量的0-30%。实施例1:一种电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，各组分及其重量份数分别为-Dowcoming22010份Silres⑧610邻份107硅油(粘度5000cs)2份乙酰丙酮铝1份12-氨基十二酸0.3份硅微粉(325目)50份DowcomingZ-60400.1份OxymeltA-40.5份ResiflowP-671份炭黑0.1份。制备方法是将所有上述组分在高混锅中分散均匀后在双螺杆挤出机中熔融挤出，然后冷却压片即可制出成品。采用挤出机为两区控温，I区6(TC，II区80°C，螺杆转速180rpm。需要说明的是，温度太高或螺杆转速过慢，容易造成组份之间在挤出机中发生固化反应，粉末不能再流平。实施例2:一种电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，各组分及其重量份数分别为:Dowcoming⑧22010份Silres61040份107硅油(粘度5000cs)2份乙酰丙酮铝l份12-氨基十二酸0.3份硅微粉(325目)30份云母粉(325目)20份DowcomingZ-60400.1份OxymeltA-40.5份ResiflowP-67l份炭黑0.1份。其制备方法同于实施例1。实施例3:一种电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，各组分及其重量份数分别为Silres60450份107硅油(粘度5000cs)2份乙酰丙酮铝1份12-氨基十二酸0.5份硅微粉(325目)30份云母粉(325目)20份DowcorningZ-60400.1份OxymeltA國40.5份ResiflowP-671份炭黑0.1份。其制备方法同于实施例1。实施例4:一种电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，各组分及其重量份数分别为Silres⑧60450份107硅油(粘度5000cs)2份乙酰丙酮铝1份12-氨基十二酸0.5份云母粉(325目)20份Mg(OH)230份DowcorningZ-60400.1份OxymeltA-40.5份ResiflowP-671份炭黑0.1份。其制备方法同于实施例1。实施例原料组成汇总如下:实施例1234原料有机硅树脂Dowcorning2201010配比Silres6045050Silres6104040增塑剂107硅胶(粘度5000cs)2222催化剂乙酰丙酮铝111112-氨基十二酸0.30.30.50.5<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>f主OxymeltA-4与ResiflowP-67都是EstronChemicalInc产品。下面通过具体的测试结果来进一步验证本发明的先进性取上述制得的产品，粉碎后收集100目-325目粉末，按照SJ20633-1997的方法进行测试。需要用压敏电阻、热敏电阻、陶瓷电容等电子元器件涂装后测试时，电子元器件的预热温度与粉末的流平温度均为160°C，涂装次数根据涂膜厚度来确定，涂膜厚度控制在300350|im;固化条件为140°C，20min。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>注1，160。C流平；2，温度循环条件-40°Cx30min;-25。Cxl5min;-85T>30min;然后重复。权利要求1.一种电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，其特征在于各构成组分及其重量百分比范围分别为有机硅树脂15-60％；填料20-80％；增塑剂1-20％；催化剂0.5-1.5％；助剂0.5-5％。2.根据权利要求1所述的电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，其特征在于在构成组分中还添加颜料及阻燃剂，其中阻燃剂的添加量为填料重量的0-30%。3.根据权利要求1所述的电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，其特征在于所述有机硅树脂为采用具有如下结构的有机氯硅烷单体中的一种或几种进行聚合反应、或先通过醇解反应烷氧基化后再进行聚合反应而制得有三维交联结构的固态聚硅氧烷MemSiCln或PhxSiCly，其中，m+n=4，m=0-3，x+y=4，x=l，2。4.根据权利要求1所述的电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，其特征在于所述填料为硅微粉、滑石粉、云母粉、硅灰石粉、BaS04的其中至少一种。5.根据权利要求1所述的电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，其特征在于所述增塑剂为硅橡胶、硅油、硅烷的其中至少一种。6.根据权利要求1所述的电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，其特征在于所述催化剂为二价锌的有机酸络合物，或者乙酰丙酮铝，或者12-氨基十二酸、对甲苯磺酸及其盐，或者季胺盐类，优选乙酰丙酮铝与12-氨基十二酸组合物。7.根据权利要求1所述的电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，其特征在于所述助剂为附着力促进剂、消泡剂、流平剂的至少一种。8.根据权利要求2所述的电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，其特征在于所述阻燃剂为Al(OH)3、Mg(OH)2、硼酸锌、聚合度大于100的聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐的至少一种。9.根据权利要求3所述的电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，其特征在于所述有机硅树脂的性质参数要求是，苯基与甲基基填料增塑剂催化剂助剂20-80%;1-20%;0.5-1.5%;d.5-5%。团的重量含量应<50%，优选<30%;苯基基团与甲基基团摩尔比介于0~5:1，优选0.23.3:1;玻璃化转变温度Tg>45°C。全文摘要本发明涉及一种电子元器件用阻燃有机硅粉末封装材料，各组分及其重量百分比范围分别为有机硅树脂15-60％；填料20-80％；增塑剂1-20％；催化剂0.5-1.5％；助剂0.5-5％。本发明具有环保无害、耐高温、阻燃性好、固化温度低、自流平、电绝缘性能好等特点，适用于压敏电阻、热敏电阻、陶瓷电容器等电子元器件的封装。文档编号C08K13/02GK101302343SQ20081005380公开日2008年11月12日申请日期2008年7月10日优先权日2008年7月10日发明者张艳飞,高卫国申请人:天津市凯华绝缘材料有限公司