可固化有机硅组合物、其固化产物及光学半导体器件的制作方法_4

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三唑、5-氨基-1,2,4-三唑-3-羧酸、1,2,4-三 唑-3-羧酰胺、4-氨基尿唑和1,2,4-三唑-5-酮。该苯并三唑化合物的含量不受特别限制,但 以质量单位计的量在组合物的〇.〇1^口111至3%的范围内且优选地在组合物的0.]^口1]1至1%的 范围内。
[0062] 本发明的组合物使得在室温或加热下发生固化,但优选的是,对组合物加热以实 现快速固化。加热温度优选地为50至200°C。
[0063] 现在详细描述本发明的固化产物。
[0064] 本发明的固化产物通过使上述可固化有机硅组合物固化而形成。固化产物的形状 不受特别限制,并且例子包括片状和膜状。可将固化产物作为简单物质进行处理,或也可以 按固化产物覆盖或密封光学半导体元件等的状态进行处理。
[0065] 现在将详细阐述本发明的光学半导体器件。
[0066] 本发明的光学半导体器件通过用上述可固化有机硅组合物的固化产物密封光学 半导体元件而产生。本发明的此类光学半导体器件的例子包括发光二极管(LED)、光耦合器 和CCD。发光二极管(LED)的例子包括SMD (表面安装器件)型和C0B (板上芯片)型。SMD的例子 包括俯视型和侧视型。光学半导体元件的例子包括发光二极管(LED)芯片和固态图像感测 装置。发光二极管芯片的例子包括面朝上型和倒装芯片型。此外,发光二极管芯片的例子包 括含有Ga-As的红外LED芯片、含有Ga-Al-As的红色LED芯片、含有Ga-As-P的橙色或黄色LED 芯片、含有氮掺杂的Ga-As的黄色LED芯片、以及含有氮化镓化合物的蓝色或蓝紫色LED芯 片。
[0067] 图1示出单表面安装型LED的剖视图,该LED为本发明的光学半导体器件的一个例 子。在图1所示的LED中,光学半导体元件1晶粒接合到引线框架2上,且该半导体元件1和引 线框架3由接合线4导线接合。在该光学半导体元件1的周边周围提供框架材料5,并将该框 架材料5内侧上的光学半导体元件1通过本发明的可固化有机硅组合物的固化产物6密封。 用于框架材料的材料的例子包括芳族聚酰胺树脂、脂族环状聚酰胺树脂、脂族聚酰胺树脂、 液晶聚合物、有机娃树脂、改性的有机娃树脂、环氧树脂、以及改性的环氧树脂。
[0068] 用于制备示于图1中的表面安装型LED的方法的例子为包括如下步骤的方法:将光 学半导体元件1晶粒接合到引线框架2,通过金属接合线4导线接合该光学半导体元件1和引 线框架3,将本发明的可固化有机硅组合物装入在光学半导体元件1的周边周围提供的框架 材料5之内,以及然后通过加热到50至200°C来固化可固化有机硅组合物。 实例
[0069] 将在下文使用实例详细描述本发明的可固化有机硅组合物、其固化产物和光学半 导体器件。在该实例中,粘度是在25°C下的值,并且Me、Vi、Ph和Ep分别表示甲基基团、乙烯 基基团、苯基基团和3-缩水甘油氧基丙基基团。如下测量可固化有机硅组合物的固化产物 的特性。
[0070] [固化产物的折射率] 通过将可固化有机硅组合物在循环热空气烘箱中在150°C下加热2小时而产生固化产 物。使用折射计测量该固化产物在25°C下以及在633nm波长下的折射率。
[0071][固化产物的水蒸气渗透率] 通过使用压机将可固化有机硅组合物在150°C下固化2小时来制备具有1_厚度的膜状 固化产物。使用由希仕代伊利诺斯公司(Systech 111 inois)制造的水蒸气渗透分析器(型 号:7002)在40°C温度和90%相对湿度的条件下测量膜状固化产物的水蒸汽渗透率。作为测 量的结果,其中水蒸气渗透从l〇g/m 2 · 24hr或更大到小于15g/m2 · 24hr的情况被表示为 "◎",其中水蒸气渗透从15g/m2 · 24hr或更大到小于20g/m2 · 24hr的情况被表示为"〇",并 且其中水蒸气渗透为从20g/m2 · 24hr或更大的情况被表示为"X"。
[0072][固化产物的伸长率] 制备具有2mm厚度的片状固化产物,并且将该片状固化产物以如JIS K 6251-1993 "Tensile testing methods for vulcanized rubber"(硫化橡胶的拉伸测试方法)规定的 JIS No.3的哑铃形式冲压而成。使用由岛津公司(Shimadzu Corporation)制造的自动绘图 仪(autograph)测量断裂伸长率(%)。作为测量的结果,其中伸长率为20%或更大的情况被 表示为"◎",其中伸长率从10%或更大到小于20%的情况被表示为"〇",并且其中伸长率 小于10%的情况被表示为"X"。
[0073][耐硫化性] 图1中示出的光学半导体器件使用可固化有机硅组合物来制备。应当注意,可固化有机 硅组合物通过在150°C下加热2小时而固化。该光学半导体器件的初始辐射通量由用于使用 积分球测量总辐射通量的装置来测量。然后,将该光学半导体器件放置在高压釜中,加热到 50°C,并且放置100小时,该高压釜中放置有硫化钠六水合物。此后,辐射通量由用于使用积 分球测量总辐射通量的装置来测量。其中变化率为20%或更小的情况被表示为"◎",并且 其中变化率从大于20 %到30 %或更小的情况被表示为"〇"。
[0074][抗裂性] 图1的光学半导体器件使用可固化有机硅组合物来制备。应当注意,可固化有机硅组合 物通过在150°C下加热2小时而固化。将所获得的光学半导体器件老化,同时在85°C温度、 85%湿度和420mA施加电荷的条件下发出光。在500小时之后,使用电子显微镜观察光学半 导体器件的外观。其中未观察到裂纹的情况被表示为"◎",并且其中出现裂纹的情况被表 示为"X"。
[0075][总辐射通量的变化] 图1中示出的光学半导体器件使用可固化有机硅组合物来制备。应当注意,可固化有机 硅组合物通过在150°C下加热2小时而固化。该光学半导体器件的初始辐射通量由用于使用 积分球测量总辐射通量的装置来测量。然后,将该光学半导体器件老化,同时在85°C温度、 85%湿度和400mA施加电荷的条件下发出光。在1000小时之后,该光学半导体器件的辐射通 量由用于使用积分球测量总辐射通量的装置来测量。其中变化率为5%或更小的情况被表 示为"◎",其中变化率从大于5%到10%或更小的情况被表示为"〇",并且其中变化率大于 10%的情况被表示为"Λ"。
[0076][参考实例1] 在反应容器中,放置14.0g(0.08mol)的1,3_二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、 137.3g的甲苯、50.2g的异丙醇、和78.9g的浓缩盐酸,并且在60°C或更低的温度下逐滴添加 59 · 5g(0 · 30mol)的苯基三甲氧基硅烷、74 · 9g(0 · 55mol)的甲基三甲氧基硅烷、和65g的甲苯 的混合溶液。完成逐滴添加之后,将所获得的混合物在70°C下搅拌3小时。此后,蒸馏出所生 成的甲醇,并且洗涤所获得的混合物以使系统为中性。然后,在减小的压力下移除溶剂以获 得57g(产率:40 % )的由以下平均单元式表示的有机聚硅氧烷树脂: (Me2ViSiOi/2)o.i5(PhSi〇3/2)o.3〇(MeSi〇3/2)o.55 该有机聚硅氧烷树脂为无色且透明的,并且具有1,400的数均分子量和1.49的折射率。
[0077] [参考实例2] 在反应容器中,放置14.0g(0.08mol)的1,3_二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、 137.3g的甲苯、50.2g的异丙醇、和78.9g的浓缩盐酸,并且在60°C或更低的温度下逐滴添加 39.78(0.20111〇1)的苯基三甲氧基硅烷、88.58(0.65111〇1)的甲基三甲氧基硅烷、和658的甲苯 的混合溶液。完成逐滴添加之后,将所获得的混合物在70°C下搅拌3小时。此后,蒸馏出所生 成的甲醇,并且洗涤所获得的混合物以使系统为中性。然后,在减小的压力下移除溶剂以获 得57g(产率:40 % )的由以下平均单元式表示的有机聚硅氧烷树脂: (Me2ViSiOi/2)o.i5(PhSi〇3/2)o.2〇(MeSi〇3/2)o.65 该有机聚硅氧烷树脂为无色且透明的,并且具有1,450的数均分子量和1.48的折射率。
[0078] [参考实例3] 在反应容器中,放置14.0g(0.08mol)的1,3_二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、 137.3g的甲苯、50.2g的异丙醇、和78.9g的浓缩盐酸,并且在60°C或更低的温度下逐滴添加 23.88(0.12111〇1)的苯基三甲氧基硅烷、99.48(0.73111〇1)的甲基三甲氧基硅烷、和658的甲苯 的混合溶液。完成逐滴添加之后,将所获得的混合物在70°C下搅拌3小时。此后,蒸馏出所生 成的甲醇,并且洗涤所获得的混合物以使系统为中性。然后,在减小的压力下移除溶剂以获 得57g(产率:40 % )的由以下平均单元式表示的有机聚硅氧烷树脂: (Me2ViSiOi/2)o.i5(PhSi〇3/2)o.i2(MeSi〇3/2)o.73 该有机聚硅氧烷树脂为无色且透明的,并且具有1,385的数均分子量和1.46的折射率。
[0079] [参考实例4] 在反应容器中,放置14.0g(0.08mol)的1,3_二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、 137.3g的甲苯、50.2g的异丙醇、和78.9g的浓缩盐酸,并且在60°C或更低的温度下逐滴添加 9.928(0.05111〇1)的苯基三甲氧基硅烷、109.(^(0.80111〇1)的甲基三甲氧基硅烷、和658的甲 苯的混合溶液。完成逐滴添加之后,将所获得的混合物在70°C下搅拌3小时。此后,蒸馏出所 生成的甲醇,并且洗涤所获得的混合物以使系统为中性。然后,在减小的压力下移除溶剂以 获得57g(产率:40 % )的由以下平均单元式表示的有机聚硅氧烷树脂: (Me2ViSiOl/2)0.15(PhSi〇3/2)0.05(MeSi〇3/2)0.80 该有机聚硅氧烷树脂为无色且透明的,并且具有1,724的数均分子量和1.44的折射率。
[0080] [参考实例5] 在反应容器中,放置37.7g(0.23mol)的六甲基二硅氧烷、65.0g(0.35mol)的1,3_二乙 烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、和0.42g的三氟甲烷磺酸,并且逐滴添加187.4g( 10.4mol) 的离子交换水、202.7g(1.02mol)的苯基三甲氧基硅烷、和335.4g(2.45mol)的甲基三甲氧 基硅烷。完成逐滴添加之后,将所获得的混合物回流1小时以移除低沸点组分。然后,将267g 的甲苯和0.8g的氢氧化钾添加到所获得的混合物,并且形成共沸物以移除水。此后,将所获 得的混合物在120°C下搅拌6小时。此后,通过乙酸中和所获得的混合物,并且过滤出所得的 盐。然后,在减小的压力下移除溶剂以获得由以下平均单元式表示的有机聚硅氧烷树脂: (Me2Vi Si0i/2) 〇. 15 (Me3SiOi/2) ο. 1。( PhSi〇3/2 )0.22 (MeSi〇3/2 )〇.53 该有机聚硅氧烷树脂为无色且透明的,并且具有2,350的数均分子量和1.47的折射率。 [0081 ][参考实例6] 在反应容器中,放置280.(^(1.41111〇1)的苯基三甲氧基硅烷、192.38(1.41111〇1)的甲基 三甲氧基硅烷、131.0g(0.422mol)的1,3_二乙烯基-1,3-二苯基-1,3-二甲基二硅氧烷、和 4.87g(32.5mmol)的三氟甲烷磺酸,并且逐滴添加154.0g(8.5mol)的离子交换水。完成逐滴 添加之后,将所获得的混合物回流2小时以移除低沸点组分。然后,将272g的甲苯和2.67g (47.6mmol)的氢氧化钾添加到所获得的混合物,并且形成共沸物以移除水。此后,将所获得 的混合物在120°C下搅拌6小时。此后,通过1.1 g (18mmo 1)的乙酸中和所获得的混合物,并且 过滤出所得的盐。然后,在减小的压力下移除溶剂以获得396g(产率:96%)的由以下平均单 兀式表不的有机聚硅氧烷树脂: (MePhVi Si0i/2) 〇. 228 (PhSi〇3/2 )〇. 388 (MeSi〇3/2) 0.384 该有机聚硅氧烷树脂为无色且透明的,并且具有2,200的数均分子量和1.533的折射 率。
[0082][参考实例7] 在反应容器中,放置200 · Og (1 ·
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