有机聚硅氧烷组合物及其制备方法及半导体器件技术

为了克服现有技术的与铁基材附着性能较差的缺陷，本发明专利技术提供了一种有机聚硅氧烷组合物及其制备方法，以及一种半导体器件。其固化物的邵氏硬度为大于A65且小于A80，所述组合物包括：(A1)包括R13SiO1/2单元和SiO4/2单元的固态三维结构有机聚硅氧烷；(A2)包括R13SiO1/2单元和R22SiO2/2单元的液态直链结构有机聚硅氧烷；所述(A1)组分和(A2)组分的混合粘度为3000-6000mPa·s；(B)包括R33SiO1/2单元和R42SiO2/2单元的液态直链结构聚有机氢化硅氧烷；(C)具有在一个分子中含有平均至少一个环氧基团的有机硅氧烷增粘剂；(D)用量足以促进该组合物固化的氢化硅烷化催化剂。本发明专利技术的组合物及其固化的半导体器件，不仅保持有良好的耐冷热冲击性能，而且还具有与铁附着力和良好的防潮性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机硅组合物，特别涉及一种用于附着铁基材的有机聚硅氧烷组合物及其制备方法，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封装以及光伏产业上。专利申请公布号CN103342816A公开了一种可固化的有机聚硅氧烷组合物，应用在LED灯封装上，具有如下优点：极佳的粘结性、较强的硬度、优良的抗冷热冲击能力、透明度高等优点。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。现有技术中，LED支架通常是铜质材料，铜支架在减小电阻、增加导热散热能力和使用寿命方面具有良好的性能，但因其成本太高，主要应用于高端LED产品领域。对于广泛的中低端LED产品领域，铁基材支架凭借低廉的材料成本和工艺成本，逐渐成为较常用的LED支架基材。但是，现有技术的有机聚硅氧烷组合物与铁基材LED支架的附着性能不够理想，主要表现在粘结力不牢靠，在长期使用过程中，其防潮性能不佳；并且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。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的与铁基材附着性能较差的缺陷，提供一种与铁基材附着性能优异的可固化的有机聚硅氧烷组合物。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铁基材支架，其中，所述发光元件上涂布有本专利技术所述的有机聚硅氧烷组合物的固化物。本专利技术提供的有机聚硅氧烷组合物，在固化状态下，其固化物的邵氏硬度为大于A65并小于A80，所述组合物包括：(A1)包括R13SiO1/2单元和SiO4/2单元的固态三维结构有机聚硅氧烷，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，其中，所述有机聚硅氧烷的数均分子量为2500-3000；(A2)包括R13SiO1/2单元和R22SiO2/2单元的液态直链结构有机聚硅氧烷，R1和R2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(A1)组分和(A2)组分的混合粘度为3000-6000mPa·s；(B)包括R33SiO1/2单元和R42SiO2/2单元的液态直链结构聚有机氢化硅氧烷，R3和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；其中，所述组分(B)中的与硅键合的氢原子与组分(A1)和(A2)中的链烯基的摩尔量之比为0.9-2.2；(C)具有在一个分子中含有平均至少一个环氧基团的有机硅氧烷增粘剂；(D)用量足以促进该组合物固化的氢化硅烷化催化剂。其中，所述组分(A1)是本专利技术组合物的主要成分之一，组分(A1)和(A2)中的链烯基共同与组分(B)中的与硅键合的氢原子相互反应，形成交联键，并进行固化。组分(A1)的分子结构是固态三维结构分子链结构，且在一个分子中应当含有R13SiO1/2单元和SiO4/2单元。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。为了进一步提高所述组分(A1)和组分(B)的反应性，所述链烯基的含量为0.01-0.30，优选为0.02-0.20mol/100g；本专利技术对在组分(A1)的数均分子量限制为2500-3000，更优选为2800-3000，当(A1)的数均分子量小于2500时，固化后初始粘结力会变差；当(A1)的数均分子量大于3000时，固化后材料硬度太高，高温下长期工作容易开裂，导致胶体从基材剥落。作为本专利技术的优选实施方式之一，所述(A1)具有下述平均单元分子式，(SiO4/2)a1(R5R62SiO1/2)a2，其中R5选自相同或不相同的链烯基，R6选自链烯基和相同或不相同的单价取代或未取代的烷基，0.5<a1<0.99，0.01<a2<0.5，且a1+a2＝1。其中R5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，单价取代或未取代的烷基以甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或类似的烷基，最优选为甲基。所述R6中的单价取代或未取代的烷基，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，最优选为甲基。例如，所述组分(A1)可包括如下分子式作为代表：(SiO4/2)a1(CH2＝CH(CH3)2SiO1/2)a2，(SiO4/2)a1((CH2＝CH)2CH3SiO1/2)a2。其中，所述组分(A2)是本专利技术组合物的主要成分之一，组分(A2)的分子结构是液态直链分子链结构，且在一个分子中应当含有R13SiO1/2单元和R22SiO2/2单元。三维结构的(A1)和直链结构的(A2)共混后，其中的链烯基共同与组分(B)中的与硅键合的氢原子相互反应，形成交联键，并进行固化。组分(A2)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(A2)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，氯代本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，在固化状态下，其固化物的邵氏硬度为大于A65且小于A80，所述组合物包括：(A1)包括R13SiO1/2单元和SiO4/2单元的固态三维结构有机聚硅氧烷，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，其中，所述有机聚硅氧烷的数均分子量为2500‑3000；(A2)包括R13SiO1/2单元和R22SiO2/2单元的液态直链结构有机聚硅氧烷，R1和R2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(A1)组分和(A2)组分的混合粘度为3000‑6000mPa·s；(B)包括R33SiO1/2单元和R42SiO2/2单元的液态直链结构聚有机氢化硅氧烷，R3和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；其中，所述组分(B)中的与硅键合的氢原子与组分(A1)和(A2)中的链烯基的摩尔量之比为0.9‑2.2；(C)具有在一个分子中含有平均至少一个环氧基团的有机硅氧烷增粘剂；(D)用量足以促进该组合物固化的氢化硅烷化催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，在固化状态下，其固化物的邵
氏硬度为大于A65且小于A80，所述组合物包括：
(A1)包括R13SiO1/2单元和SiO4/2单元的固态三维结构有机聚硅氧烷，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，其中，所述有机聚硅氧烷的数均分子量为2500-3000；
(A2)包括R13SiO1/2单元和R22SiO2/2单元的液态直链结构有机聚硅氧烷，
R1和R2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(A1)组分和(A2)组分的混合粘度为3000-6000mPa·s；
(B)包括R33SiO1/2单元和R42SiO2/2单元的液态直链结构聚有机氢化硅氧
烷，R3和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；其中，所述组分(B)中的与硅键合的氢原子与组分(A1)
和(A2)中的链烯基的摩尔量之比为0.9-2.2；
(C)具有在一个分子中含有平均至少一个环氧基团的有机硅氧烷增粘剂；
(D)用量足以促进该组合物固化的氢化硅烷化催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，所述(A2)
组分的粘度为2000-7000mPa·s，所述链烯基的含量为0.0005-0.2。
3.根据权利要求1所述的一种有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，所述组
分(A1)和(A2)重量之和占组合物总重量的70wt％-95wt％，组分(B)占组
合物总重量的5wt％-30wt％，组分(C)占组合物总重量的0.01wt％-10wt％。
4.根据权利要求1所述的一种有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，所述组
分(B)中的与硅键合的氢原子与组分(A1)和(A2)中的链烯基的摩尔量之
比为1.1-2.0。
5.根据权利要求1所述的一种有机聚硅氧烷组合物，其特征在于，组分(A...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旺，郑海庭，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