半导体器件和用于密封半导体元件的可固化有机硅组合物的制作方法_3

文档序号:9476369阅读:来源:国知局
储存。特别地,相对于组分(A)至(D)的每100 总质量份,组分(E)的含量优选地在0. 0001~5质量份的范围内,并且更优选地在0. 01~ 3质量份的范围内。
[0042] 所述组合物还可包含增粘剂,以进一步改善对组合物在固化期间所接触的基板的 粘合性。这类增粘剂优选地为在分子中具有一个或多个硅键合烷氧基的有机硅化合物。烷 氧基的例子包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基和甲氧基乙氧基,并且甲氧基或乙氧基是 尤其优选的。除烷氧基外,与该有机硅化合物的硅原子键合的基团的例子包括:取代或未取 代的单价经基,诸如烷基、烯基、芳基、芳烷基和卤代烷基;环氧丙氧烷基,诸如3-环氧丙氧 丙基和4-环氧丙氧丁基;环氧环己基烷基,诸如2-(3,4-环氧环己基)乙基和3-(3,4-环 氧环己基)丙基;氧杂环丙烷基烷基,诸如4-氧杂环丙烷基丁基和8-氧杂环丙烷基辛基; 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;异氰酸酯基;异氰脲酸酯 基;以及氢原子。该有机硅化合物具有可与本发明组合物中的烯基或硅键合氢原子反应的 基团。特别地,该有机硅化合物优选地具有硅键合氢原子或烯基。
[0043] 所述增粘剂的含量不受限制,但是相对于组分(A)至(D)的每100总质量份,增粘 剂的含量优选地在0.01~10质量份的范围内,以及在〇. 1~3质量份的范围内。
[0044] 所述组合物也可包含荧光物质作为另一种任选组分。该荧光物质的例子包括广 泛用于发光二极管(LED)的物质,诸如黄色、红色、绿色和蓝色发光荧光物质,诸如氧化物 焚光物质、氧氮化物焚光物质、氮化物焚光物质、硫化物焚光物质以及氧硫化物焚光物质。 氧化物荧光物质的例子包括含有铈离子的钇、铝和石榴石型YAG绿色至黄色发光荧光物 质;含有铈离子的铽、铝和石榴石型TAG黄色发光荧光物质;以及含有铈或铕离子的硅酸盐 绿色至黄色发光荧光物质。氧氮化物荧光物质的例子包括含有铕离子的硅、铝、氧和氮型 SiAlON红色至绿色发光荧光物质。氮化物荧光物质的例子包括含有铕离子的钙、锶、铝、硅 和氮型CASN红色发光荧光物质。硫化物荧光物质的例子包括含有铜离子或铝离子的ZnS 绿色发光荧光物质。氧硫化物荧光物质的例子包括含有铕离子的Y2〇2S红色发光荧光物质。 这些荧光物质可作为一种类型使用,或作为两种或更多种类型的混合物使用。
[0045] 该荧光物质的含量不受特别限制,但是优选地在所述组合物的0. 1~70质量%范 围内,或者在1~20质量%范围内。
[0046] 只要不损害本发明的目的,所述组合物还可包含以下物质作为其他任选组分:选 自硅石、玻璃和矾土的一种或多种类型的有机填料;有机硅橡胶粉末;树脂粉末,诸如有机 硅树脂和聚甲基丙烯酸酯树脂;以及选自耐热剂、染料、颜料、阻燃剂、表面活性剂和溶剂的 一种或多种类型的组分。
[0047] 本发明的半导体器件的制备方法不受特别限制。例如,图1所示的光学半导体器 件(LED)可按如下所述制备。
[0048] 用粘合材料4将发光二极管(LED)元件5管芯接合到聚邻苯二甲酰胺(PPA)树脂 外壳1的管芯焊盘3。接着,通过金接合线6引线接合发光二极管(LED)元件5和镀金引线 2。然后,将所述组合物注入聚邻苯二甲酰胺(PPA)树脂外壳1中并固化。如此,发光二极 管(LED)元件5、镀金引线2和金接合线6即被固化有机硅密封剂密封。在该制备方法中, 可通过在室温下静置或加热使上述组合物固化。优选的是加热该组合物以实现快速固化。 加热温度优选地在50°C至200°C范围内。
[0049] 在由此获得的半导体器件中,固化有机硅优选地具有10~99、并且尤其优选地具 有15~95的如JIS K6253中所规定的A型硬度计硬度。这是因为当固化有机硅的硬度不 小于上述范围的下限时,固化产物的强度增大,从而足以保护半导体元件免受外部应力;并 且另一方面,当硬度不大于上述范围的上限时,固化产物变得具有柔性,从而足以保护半导 体元件免受热冲击。
[0050] 随后将详细描述本发明的用于密封半导体元件的可固化有机硅组合物。
[0051] 本发明的用于密封半导体元件的可固化有机硅组合物是用于密封半导体器件中 的镀金引线或基板以及半导体元件的硅氢加成反应可固化有机硅组合物,所述组合物包 括:至少(A)在分子中具有至少两个烯基的有机聚硅氧烷;(B)在分子中具有至少两个硅原 子键合氢原子的有机氢聚硅氧烷{其量为,相对于组分(A)中每1摩尔烯基,该组分中硅 键合氢原子的含量为〇. 1~10摩尔}; (C)与硫原子键合并且具有硅原子键合可水解基团 的有机硅化合物(所述组合物的0. 0001~2质量% );以及(D)铂基硅氢加成反应催化剂 (其量使得以所述组合物的质量单位计,钼原子在〇. 01~500ppm范围内)。
[0052] 组分(A)至(D)如下所述。除了作为任选组分用于延长室温下的使用寿命并改善 储存稳定性的(E)硅氢加成反应抑制剂,所述组合物还可包含:增粘剂;荧光物质;选自硅 石、玻璃和矾土的一种或多种类型的无机填料;有机硅橡胶粉末;树脂粉末,诸如有机硅树 脂和聚甲基丙烯酸酯树脂;以及选自耐热剂、染料、颜料、阻燃剂、表面活性剂和溶剂的一种 或多种类型的组分。这些组分及其含量如下所述。
[0053] 本发明的可固化有机硅组合物包含组分(A)至(D)以及上述任选组分,并且可为 被划分成任选组分的单包装类型或双包装类型。
[0054]
[0055] 将使用实例和比较例来详细描述本发明中的半导体器件和用于密封半导体元件 的可固化有机硅组合物。式中的Me表示甲基,Vi表示乙烯基,Ph表示苯基。
[0056] 「实例1~5和比较例1~71
[0057] 根据表1中所示的组成(质量份)均匀混合以下组分,以制备实例1~5和比较 例1~7的可固化有机硅组合物。在表1中,SiH/Vi是指在可固化有机硅组合物中,相对 于组分(A)中的1摩尔总乙烯基,组分(B)中硅键合氢原子的总摩尔数。
[0058] 使用以下组分作为组分(A)。可通过已知的制备方法获得有机聚硅氧烷。粘度是 在25°C下使用B型粘度计根据JIS K7117-1测得的值。通过分析方法诸如FT-IR、NMR或 GPC测量乙烯基的含量。
[0059] 组分(a-Ι):分子两端由二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷 (乙烯基含量=0. 48质量% ),其具有300mPa · S的粘度,并采用以下平均式表示: Me2ViSiO (Me2SiO) 150SiMe2Vi
[0060] 组分(a-2):分子两端由二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷(乙 烯基含量=〇. 15质量%),其具有10,000mPa · s的粘度,并采用以下平均式表示: Me2ViSiO (Me2SiO) 500SiMe2Vi
[0061] 组分(a-3):甲基苯基聚硅氧烷(乙烯基含量=1. 27质量%),其具有l,000mPa*s 的粘度,并采用以下平均式表示:Me2ViSiO (MePhSiO) 3QSiMe2Vi
[0062] 组分(a-4):在分子中具有不少于两个乙烯基的有机聚硅氧烷树脂(乙烯基含量 =3. 4质量% ),其在25°C下为白色固体,并且可溶于甲苯,采用以下平均单元式表示:(Me 2ViSi01/2) 〇. 13 (Me3Si01/2) 〇. 45 (S1O4/2) 0.42 (HO1/2) 〇. 〇ι
[0063] 组分(a-5):在分子中具有不少于两个乙烯基的有机聚硅氧烷(乙烯基含量=4. 2 质量% ),其在25°C下为白色固体,并且可溶于甲苯,采用以下平均单元式表示dMeJiSiOi/2) 〇. 15 (Me3Si01/2) 〇. 38 (Si04/2) 〇. 47 (H01/2) 0. 01
[0064] 组分(a-6):在分子中具有不少于两个乙烯基的有机聚硅氧烷(乙烯基含量=5. 6 质量%),其在25°C下为白色固体,并且可溶于甲苯,采用以下平均单元式表示:(PhSi03/2)。 .75 (Me2ViSi01/2)
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