一种二次固化的有机硅封装材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二次固化的有机硅封装材料及其制备方法，所述有机硅封装材料是通过将硅二醇和有机硅单体合成得到中间体，然后经过UV预固化与热固化制备得到；本发明专利技术的二次固化的有机硅封装材料适用于微电子器件封装，特别是对封装操作要求严格的印刷显示技术和印刷电子封装尤为合适。

【技术实现步骤摘要】
一种二次固化的有机硅封装材料及其制备方法
本专利技术属于封装材料
，尤其涉及一种二次固化的有机硅封装材料及其制备方法。
技术介绍
随着微电子集成技术和组装技术的快速发展，电子器件的体积越来越小。电子器件加工过程中，经常需要采用合适的方式予以封装。封装是采用特定的封装材料将布置连接好的电子产品各元件固化在其中与环境隔离的保护措施。起到防止水分、尘埃及有害气体对电子元件的侵入，减缓震动，防止外力损伤和稳定元件参数的作用由于电子封装材料对电子器件的可靠性和使用寿命有重要的影响，近年来电子封装材料的研究受到了越来越多的关注。电子封装材料是用于承载电子元器件及其相互联线，起机械支撑、密封环境保护、信号专递等作用的基体材料。目前常用的电子封装材料包括环氧树脂、聚碳酸酯、玻璃、聚甲基丙烯酸酯类和有机硅等高透明性材料。由于聚碳酸酯、玻璃和聚甲基丙烯酸酯类封装材料硬度大难以加工成型，因此该三种材料常被用作外形透镜材料，而环氧树脂和有机硅由于易成型加工，因此成为主要的封装材料。然而，虽然环氧树脂具有优良的粘结性、电绝缘性、密封性和介电性能，且成本比较低易成型、生产效率高等优点，成为主流的封装材料，但是，环氧树脂类封装材料固化后交联密度高、内应力大、脆性大、耐冲击性差，无法满足电子器件的发展需求。与环氧树脂相比，有机硅材料具有优异的热氧化稳定性和电绝缘性能，而且同时具有耐潮、防水、防锈、耐寒、耐臭氧和耐候性等性能，但是在封装操作中，存在不易对准，对准后无法进行调整的问题，进而造成电子器件的良品率低。而就目前微电子行业的发展趋势，电子器件越来越精细，这个问题将会越来越严重。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种二次固化的有机硅封装材料及其制备方法。本专利技术采用二次固化有机硅，进而完全避免封装操作中不易对准的问题。通过在预聚体上进行封装过程的对准操作，对准操作一旦有误差可以随时调整直到完全对准，最后再进行加热固化定形，完全固化后的有机硅材料粘结强度大，密封性好，水汽和氧难以透过，为电子器件提供了一个很好的工作环境并延长使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案进行：一种二次固化的有机硅封装材料，其是硅二醇、有机硅单体、丙烯酸酯单体在催化剂和光引发剂的作用下制备得到，其中硅二醇：有机硅单体：丙烯酸酯单体的摩尔比为1～2：1～2：1.5～2。优选地，所述硅二醇为交联剂，其选自二甲基硅二醇、二苯基硅二醇和甲基苯基硅二醇等中的至少一种。优选地，所述有机硅单体为烷氧基硅烷改性的丙烯酸酯单体，进一步优选地，所述烷氧基硅烷改性的丙烯酸酯单体为同时带有丙烯酸酯基和烷氧基硅烷基的可聚合单体，其选自3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸六氟丁酯和3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷等中的至少一种。优选地，所述丙烯酸酯单体可以为不含氟的丙烯酸酯单体，例如甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸3-(三甲氧基硅基)丙酯等；所述所述丙烯酸酯单体可以为含氟的丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸三氟乙酯等。优选地，所述催化剂为金属碱，其用量为硅二醇和有机硅单体总重量的0.1-0.5％。进一步优选地，所述金属碱为一水合氢氧化钡、氢氧化铝或氢氧化钙等。优选地，所述光引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、过氧化苯甲酰、二苯甲酮、硫杂蒽酮和烷基苯酮中的至少一种，其用量为有机硅单体和丙烯酸酯单体总重量的0.05-0.5wt％。本专利技术还提供了一种二次固化的有机硅封装材料的制备方法，包括以下步骤S1：在催化剂的作用下，硅二醇与有机硅单体反应形成硅烷中间体；S2：将所述硅烷中间体干燥后，加入丙烯酸酯单体和光引发剂，混合均匀，得到混合物；S3：将所述混合物进行UV预固化，得到粘度大、不流动的预聚体；S4：将所述预聚体进行热固化，得到完全固化定形的有机硅封装材料。优选地，在S1中，反应为在温度为0-10℃下反应1-2小时。优选地，在S2中，所述硅烷中间体在40-50℃下干燥3-4小时。优选地，在S2中，混合是以搅拌速度为1400-1600转/分钟，时间为21-3小时。优选地，在S3中，所述UV预固化为在强度0.2～25w/cm2的紫外光下辐照10～30分钟。优选地，在S4中，所述热固化为在50～150℃下加热0.5～2小时。本专利技术的有益效果：本专利技术通过在金属碱的催化作用下，使硅二醇与有机硅单体偶联形成硅烷中间体，然后将硅烷中间体与丙烯酸酯单体和光引发剂混合均匀后二次固化得到封装材料。本专利技术的二次固化的有机硅封装材料具有以下优点：(1)烷氧基硅烷改性的丙烯酸酯和丙烯酸酯两种可聚合基团的引入可增强封装材料的交联程度，并且可以通过调控两种单体之间的比例来调控封装材料的固化时间和固化强度等；(2)丙烯酸酯基具有易聚合、聚合快和放热明显的特点，其放热还可以促进后续有机硅单体的进一步交联；(3)通过UV预固化得到的预聚体，未完全固化，在封装对准操作中可以进行及时调整对准，从而提高操作的效率和成品率；(4)通过UV预固化得到的预聚体，以期在大幅缩短反应时间的条件下，增强有机硅单体之间的交联密度，从而在热固化之后，得到一个密封性优良的电子器件；(5)本专利技术得到的二次固化的有机硅封装材料特别适用于印刷电子、印刷显示等精密光电子器件的封装，其应用有望显著降低电子封装的难度和提高良品率。附图说明图1为实施例1中UV预固化前封装材料的状态图；图2为实施例1中UV预固化后封装材料的状态图；图3为实施例1中热固化后封装材料的状态图；图4为实施例2中UV预固化前封装材料的状态图；图5为实施例2中UV预固化后封装材料的状态图；图6为实施例2中热固化后封装材料的状态图。具体实施方式下面将结合下文的实例对本专利技术做更详细的描述，但所述实例不构成对本专利技术的限制。实施例1一种二次固化的有机硅封装材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将7.63mL甲基苯基二氯硅烷溶于60mL乙醚中，逐滴滴入到含有三乙胺13.2mL、水1.8mL、乙醚140mL、丙酮14mL的混合溶液中，并不断搅拌，0℃下反应1.5小时，过滤得到甲基苯基硅二醇；S2：甲基苯基硅二醇和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷按摩尔比为1:1.5，在一水合氢氧化钡的作用下合成得到硅烷中间体，将上述硅烷中间体放入真空干燥箱中在45℃下干燥4小时；其中，一水合氢氧化钡的用量为甲基苯基硅二醇和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷总质量的0.1％wt；S3：将硅烷中间体与甲基丙烯酸三氟乙酯和引发剂混合，在搅拌速度为1500转/分钟下搅拌3小时，得到混合物；其中甲基丙烯酸三氟乙酯与3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为1:1；所述引发剂的用量为甲基丙烯酸三氟乙酯与3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷总重量的0.1％wt；S4：将混合物旋涂在干净的玻璃片上，先在紫外光光强为0.5w/cm2下预固化20分钟，然后在70℃下加热固化35分钟，制得二次固化的含二氧化硅的封装材料。图1为实施例1中在UV预固化前封装材料的状态图，混合物的流动性强，丙烯基还未被引发剂引发自由基聚合反应。图2为实施例1中在UV预固化后封装材料的状态图，混合物的流动性减弱，光引发剂使丙烯基发生自由基聚合反应，交联固化已经发生。图3为实施例1中热固化后封装材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次固化的有机硅封装材料，其特征在于，其是硅二醇、有机硅单体、丙烯酸酯单体在催化剂和光引发剂的作用下制备得到，其中硅二醇：有机硅单体：丙烯酸酯单体的摩尔比为1～2：1～2：1.5～2。

【技术特征摘要】
1.一种二次固化的有机硅封装材料，其特征在于，其是硅二醇、有机硅单体、丙烯酸酯单体在催化剂和光引发剂的作用下制备得到，其中硅二醇：有机硅单体：丙烯酸酯单体的摩尔比为1～2：1～2：1.5～2。2.根据权利要求1所述的二次固化的有机硅封装材料，其特征在于，所述硅二醇选自二甲基硅二醇、二苯基硅二醇和甲基苯基硅二醇中的至少一种。3.根据权利要求1所述的二次固化的有机硅封装材料，其特征在于，所述有机硅单体为烷氧基硅烷改性的丙烯酸酯单体。4.根据权利要求3所述的二次固化的有机硅封装材料，其特征在于，所述有机硅单体选自3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸六氟丁酯和3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。5.根据权利要求1所述的二次固化的有机硅封装材料，其特征在于，所述丙烯酸酯单体选自甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸3-(三甲氧基硅基)丙酯和甲基丙烯酸三氟乙酯中的至少一种。6.根据权利要求1所述的二次固化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国富，陈鑫，李恩，李皓，
申请(专利权)人：华南师范大学，深圳市国华光电研究院，深圳市国华光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44