一种导热有机硅粘合剂及其固化物和LED元件制造技术

本发明专利技术涉及一种导热有机硅粘合剂，包括：(A)具有至少两个与硅原子键合的烯基的直链型有机聚硅氧烷；(B)具有至少两个与硅原子键合的氢原子的直链型有机氢聚硅氧烷；(C)如式(1)：(R

A Thermal Conductive Silicone Adhesive and Its Curing Material and LED Components

The present invention relates to a thermal conductive silicone adhesive, which includes: (A) straight-chain organic polysiloxane having at least two vinyl groups bonded with silicon atoms; (B) straight-chain organic hydrogen polysiloxane having at least two hydrogen atoms bonded with silicon atoms; (C) e.g. (1):(R)

【技术实现步骤摘要】
一种导热有机硅粘合剂及其固化物和LED元件
本专利技术涉及导热粘合剂领域，具体涉及一种导热有机硅粘合剂及其固化物和LED元件。
技术介绍
发光二极管(LED)由于比白炽灯和荧光灯功耗更低、寿命更长，因而近年来得到迅速普及。在制造LED元件时，通常需要使用粘合剂(也称作固晶胶)将LED芯片粘合并固定在基板上，并且考虑到LED在高温时发光效率下降，因而通常还会在粘合剂中添加导热填料以利于LED元件散热。目前，用于上述目的导热粘合剂主要以环氧树脂和有机硅树脂为基体。其中，有机硅树脂耐热和抗老化性能较好，可以避免环氧树脂长期使用出现的黄变问题，因而得到了更为广泛的使用。但是，目前使用的有机硅粘合剂其基体树脂中甲基、乙烯基等非极性基团含量较高，从而影响了其固化物对基板和LED芯片的粘合强度。CN108456426A公开了一种用于晶片连接的加成固化型有机硅树脂组合物，其中通过同时混合使用含烯基的直链型有机聚硅氧烷、含烯基的支链型有机聚硅氧烷、直链型有机氢聚硅氧烷和支链型有机氢聚硅氧烷，以赋予该组合物的固化物适宜的粘合强度。CN108624060A公开了一种固晶用有机硅树脂组合物，其中通过加入所述含烯基和烷氧基的直链型有机聚硅氧烷作为反应性润湿剂，可以在一定程度上改善该组合物固化物的芯片剪切强度。然而，所述导热有机硅粘合剂对LED芯片(尤其是含镀银层引线的)的粘合强度仍难满足实际使用环境的苛刻要求，并且在高温下长期使用时，其固化物对LED芯片的粘合强度有劣化的趋势。另外，为了获得明显提升的导热性能，通常需要在导热有机硅粘合剂中加入大量导热填料，这会显著提高导热有机硅粘合剂的粘度，从而增加了粘合剂加工和LED元件制造时点胶工艺的实施难度。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种导热有机硅粘合剂及其固化物和LED元件，通过具有至少两个与硅原子键合的烯基的直链型有机聚硅氧烷、具有至少两个与硅原子键合的氢原子的直链型有机氢聚硅氧烷和具有烯基和环氧基的有机聚倍半硅氧烷的配合使用，赋予了导热有机硅粘合剂较好的粘合性能和加工性能。本专利技术一方面提供一种导热有机硅粘合剂，包括：(A)具有至少两个与硅原子键合的烯基的直链型有机聚硅氧烷；(B)具有至少两个与硅原子键合的氢原子的直链型有机氢聚硅氧烷；(C)如式(1)：(R1SiO3/2)a(R2SiO3/2)b所示的有机聚倍半硅氧烷，式(1)中，R1选自烯基，优选C2-C10烯基，更优选C2-C6烯基，进一步优选C2-C4烯基，R2选自含有环氧基的一价有机基团，0.1≤a≤0.9，0.1≤b≤0.9，且a+b＝1；(D)导热填料；(E)铂系催化剂；以及(F)反应抑制剂。本申请的专利技术人经研究发现，加入如式(1)所示的具有烯基和环氧基的有机聚倍半硅氧烷，能够提高导热有机硅粘合剂对LED芯片的粘合强度、尤其是高温粘合强度；同时，配合使用低粘度的具有至少两个与硅原子键合的烯基的直链型有机聚硅氧烷和具有至少两个与硅原子键合的氢原子的直链型有机氢聚硅氧烷，可以赋予导热有机硅粘合剂良好的加工性能。在本专利技术的一些优选的实施方式中，基于所述组分(A)的总含量为100重量份计，所述组分(B)的含量为5～50重量份，优选为10～45重量份，更优选为15～40重量份；所述组分(C)的含量为1～40重量份，优选为3～35重量份，更优选为10～30重量份；所述组分(D)的含量为100～500重量份，优选为100～300重量份；所述组分(E)的含量为0.01～5重量份，优选为0.05～4重量份，更优选为0.1～3重量份；以及所述组分(F)的含量为0.01～5重量份，优选为0.05～4重量份，更优选为0.1～3重量份。根据本专利技术，当各组分的含量在上述特定的范围内时，有利于改善有机硅粘合剂的粘合性能和加工性能。根据本专利技术，如果所述直链型有机氢聚硅氧烷的用量小于5重量份，会使本专利技术的导热有机硅粘合剂无法充分固化。如果所述直链型有机氢聚硅氧烷的用量大于50重量份，会使本专利技术的导热有机硅粘合剂固化物交联密度过高，容易脆裂。根据本专利技术，如果所述有机聚倍半硅氧烷的用量小于1重量份，会使本专利技术的导热有机硅粘合剂对LED芯片的粘合强度(尤其是高温粘合强度)不足。如果所述有机聚倍半硅氧烷的用量大于40重量份，会使本专利技术的导热有机硅粘合剂的粘度明显增大，在点胶时出现拉丝现象或者甚至是无法加工，从而影响其加工性能。根据本专利技术，如果所述导热填料的用量小于100重量份，会使本专利技术的导热有机硅粘合剂无法表现出良好的导热性能。如果所述导热填料的用量大于500重量份，会使本专利技术的导热有机硅粘合剂的粘度明显增大，在点胶时出现拉丝现象或者甚至是无法加工，从而影响其加工性能。(A)具有至少两个与硅原子键合的烯基的直链型有机聚硅氧烷在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述直链型有机聚硅氧烷在25℃时的粘度为50～10000mPa.s，优选为100～5000mPa.s，更优选为200～2000mPa.s。根据本专利技术，如果直链型有机聚硅氧烷的粘度小于50mPa.s，会导致本专利技术的导热有机硅粘合剂在点胶时在基板上出现毛细扩散污染现象，其加工性能劣化。如果直链型有机聚硅氧烷的粘度大于10000mPa.s，会使本专利技术的导热有机硅粘合剂在点胶时出现拉丝现象，影响其加工性能。根据本专利技术，直链型有机聚硅氧烷的类型没有特别的限制，只要满足上述粘度要求即可。直链型有机聚硅氧烷的实例包括但不限于如式(a1)至式(a5)所示的直链型有机聚硅氧烷或其组合。Me3SiO1/2(MeViSiO2/2)nMe3SiO1/2式(a1)Me2ViSiO1/2(Me2SiO2/2)nMe2ViSiO1/2式(a2)Me2ViSiO1/2(MeViSiO2/2)nMe2ViSiO1/2式(a3)Me3SiO1/2(Me2SiO2/2)m(MeViSiO2/2)nMe3SiO1/2式(a4)Me2ViSiO1/2(Me2SiO2/2)m(MeViSiO2/2)nMe2ViSiO1/2式(a5)在上述式(a1)至式(a5)中，Me表示甲基，Vi表示乙烯基，m和n表示大于0的整数，优选为大于2的整数，并且m和n的数值使得所述直链型有机聚硅氧烷在25℃时的粘度为50～10000mPa.s，优选为100～5000mPa.s，更优选为200～2000mPa.s。根据本专利技术，上述直链型有机聚硅氧烷的来源没有特别的限制，可采用本领域公知的水解缩合工艺制备得到，也可以通过商购获得。(B)具有至少两个与硅原子键合的氢原子的直链型有机氢聚硅氧烷在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述直链型有机氢聚硅氧烷在25℃时的粘度为0.1～1000mPa.s，优选为1～500mPa.s，更优选为5～100mPa.s根据本专利技术，如果直链型有机氢聚硅氧烷的粘度小于0.1mPa.s，会使本专利技术的导热有机硅粘合剂在点胶时在基板上出现毛细扩散污染现象，其加工性能劣化。如果直链型有机氢聚硅氧烷的粘度大于1000mPa.s，会使本专利技术的导热有机硅粘合剂在点胶时出现拉丝现象，影响其加工性能。根据本专利技术，直链型有机氢聚硅氧烷的类型没有特别的限制，只要满足上述粘度要求即可。直链型有机氢聚硅氧烷的实例包括但不限于如式(b1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热有机硅粘合剂，包括：(A)具有至少两个与硅原子键合的烯基的直链型有机聚硅氧烷；(B)具有至少两个与硅原子键合的氢原子的直链型有机氢聚硅氧烷；(C)如式(1)：(R

【技术特征摘要】
1.一种导热有机硅粘合剂，包括：(A)具有至少两个与硅原子键合的烯基的直链型有机聚硅氧烷；(B)具有至少两个与硅原子键合的氢原子的直链型有机氢聚硅氧烷；(C)如式(1)：(R1SiO3/2)a(R2SiO3/2)b所示的有机聚倍半硅氧烷，式(1)中，R1选自烯基，优选C2-C10烯基，更优选C2-C6烯基，进一步优选C2-C4烯基，R2选自含有环氧基的一价有机基团，0.1≤a≤0.9，0.1≤b≤0.9，且a+b＝1；(D)导热填料；(E)铂系催化剂；以及(F)反应抑制剂。2.根据权利要求1所述的导热有机硅粘合剂，其特征在于，基于所述组分(A)的总含量为100重量份计，所述组分(B)的含量为5～50重量份，优选为10～45重量份，更优选为15～40重量份；所述组分(C)的含量为1～40重量份，优选为3～35重量份，更优选为10～30重量份；所述组分(D)的含量为100～500重量份，优选为100～300重量份；所述组分(E)的含量为0.01～5重量份，优选为0.05～4重量份，更优选为0.1～3重量份；以及所述组分(F)的含量为0.01～5重量份，优选为0.05～4重量份，更优选为0.1～3重量份。3.根据权利要求1或2所述的导热有机硅粘合剂，其特征在于，所述直链型有机聚硅氧烷在25℃时的粘度为50～10000mPa.s，优选为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海亮，李振忠，
申请(专利权)人：北京康美特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11