光学固态预聚物与模塑组合物制造技术

本发明专利技术提供的光学固态预聚物包括：100重量份的(a)环氧树脂与0.1至30重量份的(b)低聚倍半硅氧烷硅醇反应而成的产物，其中(a)环氧树脂包括(a1)线性硅氧烷环氧树脂与(a2)环状硅氧烷环氧树脂，且(a1)线性硅氧烷环氧树脂与(a2)环状硅氧烷环氧树脂的重量比介于1:1至5:1之间。

Optical solid prepolymer and molding composition

The invention provides a solid-state optical pre polymer comprises 100 parts by weight of epoxy resin (a) and 0.1 to 30 parts by weight (b) product of oligomeric silsesquioxane silanol reaction into epoxy resin (a), which includes (A1) linear siloxane epoxy resin (A2) and cyclic siloxane epoxy resin (A1), and linear siloxane epoxy resin (A2) and cyclic siloxane epoxy resin weight ratio between 1:1 and 5:1.

【技术实现步骤摘要】
光学固态预聚物与模塑组合物
本专利技术涉及模塑组合物，更特别涉及其包含的光学固态预聚物的组成。
技术介绍
发光二极管(LED)具有节能省电、体积小、寿命长、应答速度快、污染低、高可靠度、模组弹性大等众多优点，因此应用范畴非常广泛。近年来技术不断的进步，LED的效率及亮度不断的提升，使得其应用范围逐渐延伸至显示器背光模组、车用光源、与一般照明。目前已逐渐取代现有的荧光灯而成为新一代的照明光源。高功率及高亮度LED也已成为现在发展的主流，其需求也将日益增加。而现有热固型环氧树脂模塑组合物(EMC)材料主要应用于半导体IC封装，将先前制程所加工的晶片电路、导线引脚及相关材料加以封装保护包覆，以避免外力破坏及环境影响。EMC所用的环氧树脂及硬化剂几乎都是多官能基固态材料，经由粉碎与干式混合，再经由混练设备(如双螺杆混练机)将导入的高含量无机粉体加热混练进行分散，制备出均匀分散、加工流动性可调整、及可快速固化成型的热硬化型转注成型树脂组合物EMC。然而此类树脂与硬化剂材料不具有光学透明性，故仅局限在半导体IC封装，而无法延伸到需光学透明特性的LED白色反射EMC材料。目前LED背光模组与一般照明应用的高效能LED封装元件存在朝向高亮度与高功率趋势的需求。传统应用在PLCCLED元件的热塑型树脂PPA(polyphthalamide)反射杯材料具有不耐光热及易黄变等问题，而无法应用到高功率PLCCLED元件。近年来，热塑型材料亦包含新型射出材料PCT(聚酯(polyester)系列)，但仍无法有效改善热塑型材料不耐光热易黄变的性质。综上所述，为符合高功率LED元件耐光热稳定性反射材料的需求，需开发出更高耐光与耐热的热固型EMC白色反射材料，以提升LED封装元件的可靠度。
技术实现思路
本专利技术一实施例提供的光学固态预聚物，包括：100重量份的(a)环氧树脂与0.1至30重量份的(b)低聚倍半硅氧烷硅醇反应而成的产物，其中(a)环氧树脂包括(a1)线性硅氧烷环氧树脂与(a2)环状硅氧烷环氧树脂，且(a1)线性硅氧烷环氧树脂与(a2)环状硅氧烷环氧树脂的重量比介于1:1至5:1之间。本专利技术一实施例提供的模塑组合物，包括：10至50重量份的上述光学固态预聚物；3至15重量份的固态非芳香族酸酐；以及30至85重量份的白色颜料与无机填充剂，其中白色颜料与无机填充剂的重量比介于1:2至1:10之间。【具体实施方式】在一实施方式中，光学固态预聚物包括：100重量份的(a)环氧树脂与0.1至30重量份的(b)低聚倍半硅氧烷硅醇反应而成的产物。(b)低聚倍半硅氧烷硅醇比例较高时对组合物的反应性具有提升的效果，同时对(a)环氧树脂的反应速率较快。若(b)低聚倍半硅氧烷硅醇的比例过低，则经由150℃高温加热反应仍无法形成固态预聚物。若(b)低聚倍半硅氧烷硅醇的比例过高，则硬化反应在接近室温下即快速进行，造成后续光学预聚物的制程加工性及后续组合物配方的加工性及反应性的反效果。相较于传统透明环氧树脂系统所用的酸酐硬化剂，上述(b)低聚倍半硅氧烷硅醇对(a)环氧树脂具有较低的反应温度。上述(a)环氧树脂包括(a1)线性硅氧烷环氧树脂与(a2)环状硅氧烷环氧树脂，且(a1)线性硅氧烷环氧树脂与(a2)环状硅氧烷环氧树脂的重量比介于1:1至5:1之间。若(a2)环状硅氧烷环氧树脂的比例过低，则转注模封的固化物机械强度过软，导致无法均匀填充满模或脱模时粘模。若(a2)环状硅氧烷环氧树脂的比例过高，则转注模封固化物的机械强度则过脆。在一实施方式中，(a1)线性硅氧烷环氧树脂的结构如式1所示：(式1)上述(a1)线性硅氧烷环氧树脂具有两个以上的环氧基。另通过分子结构设计，利用硅氢化反应将环氧基导入硅氧烷分子链中，可将(a1)线性硅氧烷环氧树脂的重均分子量控制在500至15000之间。若(a1)线性硅氧烷环氧树脂的重均分子量过低，则会有机械强度及耐热性不足的问题。若(a1)线性硅氧烷环氧树脂的重均分子量过高，则不易加工。在式1中，m与n的比例介于1:10至3:1之间。上述m/n的比例可让预聚物具有适当的交联密度，可改善传统EMC反射材料机械强度不足的问题。在式1中，R1为C1-6烷基或环氧基；R2为C1-6烷基；以及R3为环氧基。在一实施方式中，(a2)环状硅氧烷环氧树脂的结构如式2所示：(式2)上述(a2)环状硅氧烷环氧树脂的分子量介于700至1100之间。若(a2)环状硅氧烷环氧树脂的分子量过低，则刚性不足。若(a2)环状硅氧烷环氧树脂的分子量过高，则易脆裂。在式2中，R4为C1-6烷基；以及R5为环氧基。由于上述(a)环氧树脂与(b)低聚倍半硅氧烷硅醇含有大量的硅氧烷结构，使组合物整体键能提高，因此具有优良的紫外光及高温稳定性。在一实施方式中，(b)低聚倍半硅氧烷硅醇的结构为(R63SiO1/2)a(R72SiO2/2)b(R8SiO3/2)c(SiO4/2)d(HO1/2)e，且重均分子量介于600至6000之间。若(b)低聚倍半硅氧烷硅醇的重均分子量过低，则无法形成室温固态预聚物。若(b)低聚倍半硅氧烷硅醇的重均分子量过高，则在80～120℃下的预聚物熔融加工流动性不足。R6为C1-8烷基或羟基，R7与R8各自独立为C1-8烷基，a介于0至10之间，b介于0至12之间，c介于0至12之间，d介于0至10之间，且e介于3至18之间。在一实施方式中，(b)低聚倍半硅氧烷硅醇的结构如式3所示：(式3)在式3中，R9为烷基。上述光学固态预聚物具有多硅氧烷结构，可提升其高耐光热特性。上述光学固态预聚物具有加工流动性可调整的特性，当温度小于50℃为不流动固体，而温度范围在80～120℃，其熔融粘度范围介于100～10,000mPa.s，且具有反应性。此外，上述光学固态预聚物仍残留部分未反应的环氧基及氢氧基等反应性官能基，之后可与其他树脂、硬化剂、其他添加剂、与无机粉体等后续混练加工并快速加热固化，也可作为混练加工的主要树脂组成，以制备转注成型用热固性EMC材料。由于EMC材料的主要树脂结构具有多官能基硅氧烷链段，可比现有白色EMC反射材料具有更优异的高光热稳定性，以及高透明的光学特性。另一方面，具有环状硅氧烷结构的环氧树脂可改善目前白色EMC材料的制程加工过程中因反应速率过慢所造成的溢胶毛边现象。上述组成同时改善转注成型快速模封制程加工特性需求、光电元件构装材料所需的高光热稳定性、模封硬化完的材料机械强度、以及材料的耐候性质。在一实施方式中，光学固态预聚物可还包括0至25重量份的酸酐与0至0.5重量份的催化剂。酸酐可进一步使反应更快速形成固态预聚物。若酸酐的用量过高，则反应过快形成交联固态预聚物，无法提供后段组合物再加工反应性。举例来说酸酐为常温下固态或液态的非芳香族酸酐。固态的非芳香族酸酐可为四氢苯酐、六氢苯酐、丁二酸酐、丁烯二酸酐、或上述的组合。液态的非芳香族酸酐可为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、或上述的组合。若酸酐为芳香族酸酐，则会使产品易黄化。催化剂可进一步加速(a)环氧树脂与(b)低聚倍半硅氧烷硅醇的反应速度。若催化剂的用量过高，则使反应过快形成交联固态预聚物，无法提供后段组合物再加工反应性。举例来说，催化剂可为乙酰丙酮锆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学固态预聚物，包括：100重量份的(a)环氧树脂与0.1至30重量份的(b)低聚倍半硅氧烷硅醇反应而成的产物，其中(a)环氧树脂包括(a1)线性硅氧烷环氧树脂与(a2)环状硅氧烷环氧树脂，且(a1)线性硅氧烷环氧树脂与(a2)环状硅氧烷环氧树脂的重量比介于1:1至5:1之间。

【技术特征摘要】
2015.12.17 TW 1041424311.一种光学固态预聚物，包括：100重量份的(a)环氧树脂与0.1至30重量份的(b)低聚倍半硅氧烷硅醇反应而成的产物，其中(a)环氧树脂包括(a1)线性硅氧烷环氧树脂与(a2)环状硅氧烷环氧树脂，且(a1)线性硅氧烷环氧树脂与(a2)环状硅氧烷环氧树脂的重量比介于1:1至5:1之间。2.如权利要求1所述的光学固态预聚物，其中(a1)线性硅氧烷环氧树脂的结构为：其中(a1)线性硅氧烷环氧树脂具有两个以上的环氧基且重均分子量为500至15000之间，m与n的比例为1:10至3:1；R1为C1-6烷基或环氧基；R2为C1-6烷基；以及R3为环氧基。3.如权利要求1所述的光学固态预聚物，其中(a2)环状硅氧烷环氧树脂的结构为：其中(a2)环状硅氧烷环氧树脂的分子量为700至1100；R4为C1-6烷基；以及R5为环氧基。4.如权利要求1所述的光学固态预聚物，其中(b)低聚倍半硅氧烷硅醇的结构为(R63SiO1/2)a(R72SiO2/2)b(R8SiO3/2)c(SiO4/2)d(HO1/2)e，其中(b)低聚倍半硅氧烷硅醇的...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹英楠，黄淑祯，林志浩，陈文彬，陈凯琪，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71