可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物及半导体器件制造技术

为了克服现有技术的耐冷热冲击性能较差的缺陷，本发明专利技术提供了一种可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物及半导体器件，其在固化状态下，在温度25℃，湿度60％RH条件下的拉伸强度为1‑8Mpa，断裂伸长率为50％‑200％，折射率为等于或超过1.45，所述组合物包括：(A1)包括R13SiO1/2单元、[R22SiO2/2]m单元和[R3SiO3/2]n单元的嵌段支链结构有机聚硅氧烷共聚物；(B1)直链结构的聚有机氢化硅氧烷，其中，每分子具有平均至少一个与硅键合的氢原子和至少一个芳族基团；(C)用量足以促进该组合物固化的氢化硅烷化催化剂。与现有技术相比，本发明专利技术不仅保持有良好的耐硫化性能、较高的折射率、较强的硬度，而且还具有优良的耐冷热冲击性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机硅组合物，特别涉及一种可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物，以及使用所述组合物固化构成的半导体器件。
技术介绍
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，有机聚硅氧烷被广泛应用于LED和光伏产业上。有机聚硅氧烷通常是含有独立选自如下的甲硅烷氧基单元的聚合物：(R3SiO1/2)、(R2SiO2/2)、(RSiO3/2)或(SiO4/2)甲硅烷氧基单元，其中R是有机基团。这些甲硅烷氧基单元通常分别称为M、D、T和Q单元。这些甲硅烷氧基单元可以多种方式组合以形成环状、直链或支链的结构。取决于有机聚硅氧烷中的甲硅烷氧基单元的数目和类型，所得的聚合物结构的化学和物理性质有所变化。“直链结构”有机聚硅氧烷通常主要含D(即(R2SiO2/2))甲硅烷氧基单元，其导致作为具有不同粘度的流体的聚二有机硅氧烷，这取决于聚二有机硅氧烷中的D单元的数目所指示的“聚合度”(或DP)。当大多数甲硅烷氧基单元选自支链结构T(即(RSiO3/2))或三维网络结构Q(即(SiO4/2))甲硅烷氧基单元时，得到“树脂”有机聚硅氧烷。有机聚硅氧烷中的T或Q甲硅烷氧基单元含量增加，通常导致聚合物具有增加的硬度和/或玻璃状性质。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。将有机聚硅氧烷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，现有技术中，在冷热温差较大的使用环境中，所述有机硅氧烷组合物的固化物容易开裂，严重时会导致死灯现象，影响了LED灯的使用寿命，此外，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。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是在保持良好的耐硫化性能的前提下，克服现有技术的耐冷热冲击较差的缺陷，提供一种耐硫化时间长和耐冷热冲击性优异的可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物。本专利技术提供的可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物，其在固化状态下，在温度25℃，湿度60％RH条件下的拉伸强度为1-8Mpa，断裂伸长率为50％-200％，折射率为等于或超过1.45，所述组合物包括：(A1)包括R13SiO1/2单元、[R22SiO2/2]m单元和[R3SiO3/2]n单元的嵌段支链结构有机聚硅氧烷，且每一分子中m大于等于2，n大于等于2；(A2)独立选自R13SiO1/2单元、R22SiO2/2单元和R3SiO3/2单元的无规支链结构有机聚硅氧烷；所述组分(A1)和组分(A2)的重量含量比例为100:0-25:100；(B1)直链结构的聚有机氢化硅氧烷，其中，每分子具有平均至少一个与硅键合的氢原子和至少一个芳族基团；(B2)独立选自R43SiO1/2单元、R52SiO2/2单元和R6SiO3/2单元的无规支链结构聚有机氢化硅氧烷；所述组分(B1)和组分(B2)的重量含量比例为100:0-10:100；(C)用量足以促进该组合物固化的氢化硅烷化催化剂；其中，所述R1选自相同或不相同的链烯基、不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基，所述R2选自相同或不相同的链烯基、芳族基团、不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基，所述R3是芳族基团；所述R4选自相同或不相同的不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基和氢原子，所述R5选自相同或不相同的氢原子、芳族基团、不含 芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基，所述R6是芳族基团。为解决上述技术问题，本专利技术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专利技术所述的可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物的固化物。本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术的可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物及其固化的半导体器件，不仅保持有良好的耐硫化性能、较高的折射率、较强的硬度，而且还具有优异的耐冷热冲击性能。附图说明图1是本专利技术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、可固化的有机聚硅氧烷组合物的固化体。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下对本专利技术进行进一步的详细说明。以下描述中，Vi指代为乙烯基，Me指代为甲基，Ph指代为苯基。 在本专利技术提供的可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物中：组分(A1)为包括R13SiO1/2单元、[R22SiO2/2]m单元和[R3SiO3/2]n单元的嵌段支链结构有机聚硅氧烷。所述组分(A1)是本专利技术组合物的主要成分，组分(A1)和(A2)中的链烯基共同与组分(B1)和(B2)中的与硅键合的氢原子相互反应，形成交联键，并进行固化。本专利技术的组分(A1)有机聚硅氧烷是“嵌段”共聚物，与(A2)和(B2)的“无规”共聚物相对。所述嵌段共聚物体现为(A1)组合物中包括有[R22SiO2/2]m嵌段单元和[R3SiO3/2]n嵌段单元，所述[R22SiO2/2]m嵌段单元为每分子中有m个重复排列的R22SiO2/2单元，所述[R3SiO3/2]n嵌段单元为每分子中有n个重复排列的R3SiO3/2单元，其中，每一分子中n大于等于2，且m大于等于2；更优选为n大于等于3，且m大于等于5，在此范围内的嵌段的结构使分子中同时具有一定大小软硬不同的区域，保证其在具有较高交联密度的同时保持较好的延展性能，从而使产品同时具备较低的透气性和较好的柔韧性。组分(A1)中，所述R1选自相同或不相同的链烯基、不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基，R2选自相同或不相同的链烯基、芳族基团、不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基，R3是芳族基团。所述组分(A1)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(A1)中的不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基，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(A1)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。为了进一步提高所述组分(A1)和组分(B1)的反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物，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1‑8Mpa，断裂伸长率为50％‑200％，折射率为等于或超过1.45，所述组合物包括：(A1)包括R13SiO1/2单元、[R22SiO2/2]m单元和[R3SiO3/2]n单元的嵌段支链结构有机聚硅氧烷，且每一分子中m大于等于2，n大于等于2；(A2)独立选自R13SiO1/2单元、R22SiO2/2单元和R3SiO3/2单元的无规支链结构有机聚硅氧烷；所述组分(A1)和组分(A2)的重量含量比例为100:0‑25:100；(B1)直链结构的聚有机氢化硅氧烷，其中，每分子具有平均至少一个与硅键合的氢原子和至少一个芳族基团；(B2)独立选自R43SiO1/2单元、R52SiO2/2单元和R6SiO3/2单元的无规支链结构聚有机氢化硅氧烷；所述组分(B1)和组分(B2)的重量含量比例为100:0‑10:100；(C)用量足以促进该组合物固化的氢化硅烷化催化剂；其中，所述R1选自相同或不相同的链烯基、不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基，所述R2选自相同或不相同的链烯基、芳族基团、不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基，所述R3是芳族基团；所述R4选自相同或不相同的不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基和氢原子，所述R5选自相同或不相同的氢原子、芳族基团、不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基，所述R6是芳族基团。...

【技术特征摘要】
1.一种可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物，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1-8Mpa，断裂伸长率为50％-200％，折射率为等于或超过1.45，所述组合物包括：(A1)包括R13SiO1/2单元、[R22SiO2/2]m单元和[R3SiO3/2]n单元的嵌段支链结构有机聚硅氧烷，且每一分子中m大于等于2，n大于等于2；(A2)独立选自R13SiO1/2单元、R22SiO2/2单元和R3SiO3/2单元的无规支链结构有机聚硅氧烷；所述组分(A1)和组分(A2)的重量含量比例为100:0-25:100；(B1)直链结构的聚有机氢化硅氧烷，其中，每分子具有平均至少一个与硅键合的氢原子和至少一个芳族基团；(B2)独立选自R43SiO1/2单元、R52SiO2/2单元和R6SiO3/2单元的无规支链结构聚有机氢化硅氧烷；所述组分(B1)和组分(B2)的重量含量比例为100:0-10:100；(C)用量足以促进该组合物固化的氢化硅烷化催化剂；其中，所述R1选自相同或不相同的链烯基、不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基，所述R2选自相同或不相同的链烯基、芳族基团、不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基，所述R3是芳族基团；所述R4选自相同或不相同的不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基和氢原子，所述R5选自相同或不相同的氢原子、芳族基团、不含芳烃且不含脂肪族不饱和键的单价取代或未取代的烃基，所述R6是芳族基团。2.根据权利要求1所述的一种可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，组分(A1)和(A2)中的芳族基团的含量之和大于10mol％，且组分(B1)和(B2)中的芳族基团的含量之和大于10mol％。3.根据权利要求3所述的一种可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，组分(A1)的[R22SiO2/2]m单元中的芳族基团的含量大于10mol％。4.根据权利要求1-3所述的一种可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物，其
\t特征在于，组分(A1)在25℃下粘度为500-100000mPa·s。5.根据权利要求1-4所述的一种可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，组分(A2)在25℃下粘度大于20000mPa·s。6.根据权利要求1所述的一种可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，组分(A1)的链烯基含量为0.05-0.30mol/100g。7.根据权利要求1所述的一种可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，每一分子中n大于等于3，m大于等于5。8.根据权利要求1所述的一种可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，组分(B1)在25℃下粘度为0.1-1000mPa·s，组分(B2)在25℃下粘度为0.1-10000mPa·s。9.根据权利要求1所述的一种可固化的嵌段型有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，相对于100重量份的组合物总量，组分(A1)和(A2)的用量为50-95重量份，组分(B1)和(B2)的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海庭，何海，朱经纬，黄光燕，
申请(专利权)人：广州慧谷化学有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44