单部分可固化有机硅组合物以及光学半导体器件的制作方法_2

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量单位计,所添加的组分(ii)的量是使得包含在组分(ii)中的催 化剂金属从0.01达到1,00(^口111的量。优选地,该量为0.1至1,00(^?111,或者为0.1至500??111。
[0024] 在该式中,组分(iii)中的R3表示相同或不同的氢原子或具有1至4个碳的烷基基 团。该烷基基团的例子包括甲基基团、乙基基团、丙基基团和丁基基团。此外,R 4表示具有2 至4个碳的亚烷基基团。该亚烷基基团的例子包括亚乙基基团、亚丙基基团、甲基亚甲基基 团和甲基亚乙基基团。
[0025] 组分(iii)的例子包括^…小'-四甲基乙二胺川"-二甲基乙二胺川小-二乙基 乙二胺、N,N-二丁基乙二胺、N,N,N',N'_四乙基乙二胺。
[0026] 组分(i i i)被称为硅氢加成反应可固化有机硅组合物中的反应抑制剂,但是当该 组分仅仅单独包含在常规组合物中时,发现单部分可固化有机硅组合物的贮存稳定性通过 该组合物与组分(i)和组分(i i)的预混物显著增强。
[0027] 所添加的组分(iii)的量为组分(B)的质量单位计的0.5至l,000ppm,并且优选为1 至400ppm。
[0028] 组分(B)通过混合上述组分(i)至组分(iii)而制备,但是这些组分可在混合之后 在室温下加热或固化。
[0029] 该组合物中的组分(B)的含量为:对于组分(A)中的每一摩尔烯基基团,组分(i)中 有〇.1至5摩尔硅键合的氢原子,并且优选为0.5至2摩尔。这是因为如果组分(B)的含量不低 于上述范围的下限,则本发明组合物令人满意地固化,并且如果组分(B)的含量不高于上述 范围的上限,则所获得的固化产物的耐热性得以改善。
[0030] 该组合物可包含(C)由以下通式表示的直链有机聚硅氧烷: R53SiO(R52SiO)nSiR53 以便调整所获得的固化产物的硬度。
[0031] 在该式中,R5表示相同或不同的单价烃基团。例子为类似于上述R1中存在的那些单 价烃基团。然而,分子中的R 5中的至少两个为烯基基团。此外,分子中的至少20摩尔%的妒为 芳基基团。优选地,至少30摩尔%的妒为芳基基团,并且更优选至少40摩尔%的妒为芳基基 团。这是因为来自所得固化产物的光由于折射、反射或散射而导致的衰减减小。此外,该式 中的η为5到1,000的整数,优选为5到100的整数,并且更优选为5到50的整数。
[0032] 对该组合物中的组分(C)的含量不存在特定限制,但是优选为每100质量份的组分 (A)有不超过100质量份的组分(C),并且更优选不超过70质量份,使得所得固化产物的硬度 不会显著地降低。此外,该含量优选为每100质量份的组分(A)有超过1质量份的组分(C),并 且更优选为5质量份,以便适当地调整所得固化产物的硬度,并且以便调整获得的固化产物 的硬度。
[0033] 此外,该组合物还可包含(D)由以下平均单元式表示的支链有机聚硅氧烷: (HR62SiOlZ2) f (R6Si〇3/2)g(R62Si〇2/2)h(R63Si01/ 2)i(Si〇4/2)j(Y01/2)k 以便调整所得固化产物的硬度并且赋予机械强度。
[0034] 式中的R6表示没有脂族不饱和键的相同或不同单价烃基团。具体例子为类似于上 述R2中存在的那些的单价烃基团。然而,分子中至少10摩尔%的妒为芳基基团。至少15摩 尔%的沪优选为芳基基团,并且更优选至少20摩尔%的妒为芳基基团。这是因为来自所得固 化产物的光由于折射、反射或散射而导致的衰减减小。此外,式中的Y表示氢原子或烷基基 团。该烷基基团的例子包括甲基基团、乙基基团、丙基基团和丁基基团。
[0035] 在该式中,f表示正整数,g表示正整数,h表示0或正整数,i表示0或正整数,j表示0 至1」0.3的数汰表示0到0.4的数,并且€/^表示0.1到4的数,11/^表示0到10的数,;[/^表示0至1」50 的数,并且 f+g+h+i+j = 1。
[0036 ]对该组合物中的组分(D)的含量不存在特定限制。组分(D)中的硅键合的氢原子的 含量为组分(B)和(D)中的全部硅键合的氢原子的1至20摩尔%,优选为2至20摩尔%,并且 更优选为2至10摩尔%,以便赋予所得固化产物适度硬度和机械强度。这是因为如果组分 (D)的含量超过上述范围中的最小值,便可赋予所得固化产物机械强度。另一方面,如果该 含量等于或小于上述范围中的最大值,便可赋予所得固化产物适度硬度。
[0037] 在本发明的组合物中可掺入反应抑制剂作为任选的组分,例如,炔醇,诸如2-甲 基-3-丁炔-2-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇或2-苯基-3-丁炔-2-醇;烯-炔化合物,诸如3-甲基-3-戊烯-1-炔或3,5_二甲基-3-己烯-1-炔;或1,3,5,7_四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环 四硅氧烷、1,3,5,7_四甲基-1,3,5,7-四己烯基环四硅氧烷或苯并三唑。对该反应抑制剂的 含量不存在特定限制,但是每100质量份该组合物有0.0001到5质量份的该反应抑制剂的范 围是优选的。
[0038] 本发明组合物还可含有粘附赋予剂以用于改善组合物的粘附性。优选的粘附赋予 剂是在分子中具有至少一个键合到硅原子的烷氧基基团的有机硅化合物。该烷氧基基团的 示例为甲氧基基团、乙氧基基团、丙氧基基团、丁氧基基团和甲氧基乙氧基基团;并且甲氧 基基团是特别优选的。此外,该有机硅化合物的键合到硅原子的非烷氧基基团的例子为经 取代或未经取代的单价烃基团,诸如烷基基团、烯基基团、芳基基团、芳烷基基团、卤代烷基 基团等;缩水甘油氧基烷基基团,诸如3-缩水甘油氧基丙基基团、4-缩水甘油氧基丁基基团 等;环氧基环己基烷基基团,诸如2-(3,4_环氧基环己基)乙基基团、3-(3,4_环氧基环己基) 丙基基团等;环氧乙烷基烷基基团,诸如4-环氧乙烷基丁基基团、8-环氧乙烷基辛基基团 等;含有丙烯酸基团的单价有机基团,诸如3_甲基丙烯酰氧基丙基基团等;以及氢原子。该 有机硅化合物优选具有可与该组合物中的烯基基团或硅键合的氢原子反应的基团。具体地 讲,该有机硅化合物优选具有硅键合的烯基基团或硅键合的氢原子。此外,由于能够赋予相 对于各种类型基板的良好粘附性的能力,因此该有机硅化合物优选在分子中具有至少一个 含有环氧基基团的单价有机基团。这种类型的有机硅化合物的示例为有机硅烷化合物、有 机硅氧烷低聚物和硅酸烷基酯。有机硅氧烷低聚物或硅酸烷基酯的分子结构的示例为直链 结构、部分支化的直链结构、支链结构、环状结构和网状结构。直链结构、支链结构和网状结 构是特别优选的。这种类型的有机硅化合物的示例为硅烷化合物,诸如3-缩水甘油氧基丙 基三甲氧基硅烷、2-(3,4_环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲 氧基硅烷等;在分子中具有硅键合的烯基基团或硅键合的氢原子中的至少一者以及至少一 个硅键合的烷氧基基团的硅氧烷化合物;具有至少一个硅键合的烷氧基基团的硅烷化合物 或硅氧烷化合物与在分子中具有至少一个硅键合的羟基基团和至少一个硅键合的烯基基 团的硅氧烷化合物的混合物;以及聚硅酸甲酯、聚硅酸乙酯,和含有环氧基基团的聚硅酸乙 酯。对该组合物中的粘附赋予剂的含量不存在特定限制。每100质量份的该组合物有0.01到 10质量份的该粘附赋予剂的范围是优选的。
[0039] 此外,在本发明的组合物中可以不损害本发明目标的水平掺入以下物质作为任选 的组分:无机填充剂,诸如二氧化硅、玻璃、氧化铝或氧化锌;聚甲基丙烯酸酯树脂的有机树 脂细粉末等;耐热剂、染料、颜料、阻燃剂、溶剂等。
[0040] 该组合物的固化通过加热来促进,加热到50至200°C的温度范围是加速固化所优 选的。
[0041 ]此外,该组合物即使在25°C的温度下仍具有足够的贮存稳定性,但是冷却到5°C或 更低的温度是优选的。
[0042]现在将详细阐述本发明的光学半导体器件。
[0043]本发明的光学半导体器件的特征在于其光学半导体元件用上述单部分可固化有 机硅组合物的固化产物密封、保护或覆盖。发光二极管元件是该光学半导体元件的例子。这 样的光学半导体元件的另一个例子为发光二极管(LED)。
[0044] 图1示出该器件的表面安装的LED的一个例子的剖视图。光学半导体元件1被晶粒 接合到示于图1中的LED器件中的引线框架2上。该光学半导体元件1和引线框架3通过接合 线4导线接合。此外,框架材料5围绕该光学半导体元件1的周边安装。该框架材料5内的光学 半导体元件1由根据本发明的单流体型可固化有机硅组合物的固化产物6密封。
[0045] 半导体元件1以制造示于图1中的表面安装的LED的方法晶粒接合到引线框架2。该 光学半导体元件1和引线框架3通过金接合线4导线接合,然后将根据本发明的单流体型可 固化有机硅组合物填充在该框架材料5中。然后,通过加热到50至200°C范围内的温度由固 化产物6密封光学半导体元件1。 实例
[0046] 本发明的单部分可固化有机硅组合物以及光学半导体器件通过实例详细阐述。应 当注意,粘度是在25°C下获得的值。在式中,Me、Ph和Vi分别表示甲基基团、苯基基团和乙烯 基基团O
[0047] 如下评价单部分可固化有机硅组合物的特性。
[0048] [固化速度] 单部分可固化有机硅组合物在150°C下的扭矩变化使用阿尔法科技有限公司(Alpha Technologies)流变仪MDR2000P来测量。紧接着扭矩测量开始之后直到扭矩值达到IdNm的 持续时间以TS-I(秒)显示,并且该
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