芳基(硫)醚芳基聚硅氧烷组合物及其制备和使用方法技术

揭示了一种可固化的芳基（硫）醚芳基硅组合物。还揭示了固化的芳基（硫）醚芳基聚硅氧烷组合物以及由所述可固化的芳基（硫）醚芳基硅组合物制备所述固化的芳基（硫）醚芳基聚硅氧烷组合物的方法。还揭示了一种包封的半导体器件，以及通过用固化的芳基（硫）醚芳基聚硅氧烷涂敷半导体器件的半导体元件来制备所述包封的半导体器件的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可固化的芳基(硫)醚芳基硅组合物，涉及由其制备固化的芳基 (硫)醚芳基聚硅氧垸组合物的方法，还涉及该固化的芳基(硫)醚芳基聚硅氧垸组 合物，还涉及包封的半导体器件，还涉及通过用所述固化的芳基(硫)醚芳基聚 硅氧烷组合物涂敷半导体器件的半导体元件，从而制备所述包封的半导体器件 的方法。
技术介绍
人们需要用于光学用途的透明的高折射率聚硅氧烷(silicone)。人们还需要 热稳定的聚硅氧烷。另外，人们需要呈液态的具有高折射率、良好热稳定性以 及透明度的聚硅氧烷和其它硅基聚合物，或者其能够形成可固化组合物，该组 合物在固化之前呈液态，或者在固化过程中的一些情况下呈液态，或者两种情 况下皆呈液态。在许多情况下，人们需要能够固化成高弹体的聚硅氧烷。在这些情况下，方便的是有能够交联形成固化组合物的液态聚硅氧烷基前体。高折射率的聚合物被用于光学器件密封、医用光学器件(例如接触镜和眼内透镜)，以及塑料光学部件，例如透镜和波导。在许多这样的情况下，需要使用 液态含硅反应物使聚合物原位固化，还需要使用作为高折射率聚合物的含硅反 应物，例如聚硅氧烷。高亮度LED制造商需要在可见光区域具有高透明度、高折射率(折射率高于 1.6)、以及在数万小时操作时间内具有极佳热稳定性的光学聚合物。另外，所 述LED工业使用液态预聚物，在大部分器件组装起来之后，使这些预聚物原位 固化。因此，所述固化聚合物体系必需具有最小的收縮，必需能够在不会对组 装的器件造成损害的条件下固化。此时，出于该目的，制造商使用环氧化物和 聚硅氧烷。然而，对于能够在15(TC的结温度(junctiontemperature)下操作的新的 大功率LED器件来说，环氧化物的变黄程度过高。因此聚硅氧烷成为了LED中 主要的密封剂，这是因为一些聚硅氧垸具有极佳的热稳定性，而且几乎不会变黄。目前的商业聚硅氧垸密封剂的折射率为1.41-1.57。密封剂的折射率对于能从LED器件中提取出的光的量具有重要意义。这是由于当光线从固态高折射率 LED传输到低折射率聚合物介质的时候发生的全内反射的原因。通常LED器件 的折射率为2.5。因此，人们对于得到具有更高折射率的聚硅氧垸密封剂具有很 浓厚的兴趣。聚合物的折射率是通过其组成基团的摩尔折射率确定的。市售的硅氧烷单 体主要包含脂族基团和苯基基团。这有效地将常规液态聚硅氧烷的折射率的上 限限制在大约l.57-1.58。聚(二苯基硅氧烷)的折射率为1.61，但是其为固态聚合 物。由于许多应用需要液态预聚物，需要将较低玻璃化转变温度(Tg)的单体与 二苯基硅氧烷单体混合起来，以制得液态物质，从而导致折射率的减小。如上 所述，这导致折射率的上限为1.57-1.58。人们需要折射率与二苯基硅氧烷单体 类似或更高，且Tg低于二苯基硅氧烷单体的单体。美国专利第3,//《759号揭示了具有对苯氧基苯基苯基甲基硅烷端基的聚 硅氧烷组合物，其中引入封闭以提高热稳定性。美国专利第3,385，878号揭示了 包含三个和四个单体单元的环状硅氧烷。这些环状硅氧烷包含与二苯基甲硅烷 基单元结合的一个或两个二(对苯氧基苯基)甲硅烷基单元。我们惊奇地发现，可固化芳基(硫)醚芳基硅组合物可以固化形成固化的芳 基(硫)醚芳基聚硅氧烷组合物，该组合物可用作发光器件的密封剂。包含与硅 键合的芳基(硫)醚芳基的硅基前体具有所需的性质，可用作可固化芳基(硫)醚芳 基硅组合物的组分。例如，可以使对苯氧基苯基苯基甲硅烷基化合物聚合，以 制备液态聚合物组合物。可以制得的液态聚(对苯氧基苯基)苯基硅氧垸的折射 率为1.605-1.62。这是优于常规的高折射率二苯基甲硅烷基单体的一个改进，后 者即使在低聚合度(例如低至5或6个聚合物单元)下，也会制得固态均聚物。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种固化的芳基(硫)醚芳基聚硅氧烷组合物，其包 含平均组成式I表示的芳基(硫)醚芳基聚硅氧烷，(R、SiO(4-n)/2)a(0(4-p-r)/2R2pSiZrSiR3qO(4-q—r)/2)b (I),式中对于各(R、SiO(一,2)单元 下标n独立地为O, 1, 2或3;对于各(0(4.p.r)/2R2pSiZrSiR3qO(4.q，)单元下标p为O, 1,2或3; 下标q为O, 1,2或3; p+q:0到[8隱(2r+l)]; 下标r:l， 2或3;Z选自-CHI^CHRS-Xs-,亚芳基，取代亚芳基，以及它们的组合，其中 -CHI^CHRS-Xs-是硅桥连的亚垸基部分；X独立地选自亚甲基、苯基、取代苯基、氧、以及它们的组合； 下标s:0或l;R，PRS独立地选自氢原子、芳基(硫)醚、芳基和烷基； R1,尺2和113包括选自以下的与硅键合的有机基团烯基、氢原子、芳基、 烷基、羟基、烷氧基、芳氧基、芳基(硫)醚芳基、其它烃类基团，以及它们的组合.1^，112和113中的至少一种包括与硅键合的芳基(硫)醚芳基；对下标a和b进行选择，使得分别符合(R、SiO(4-nV2)单元和(0(4.p,R2pSiZrSiR3qQ(4.q.r)/2)单元的摩尔分数；a+b=l。本专利技术第二方面涉及一种制备本专利技术第一方面的固化的芳基(硫)醚芳基聚硅氧烷组合物的方法，该方法包括以下步骤A. 提供包含硅基前体(silicon-based precursor)的可固化芳基(硫)醚芳基硅组 合物，其中至少一种硅基前体包含与硅键合的芳基(硫)醚芳基基团； 至少一种硅基前体是可多连接的(multi-linkable)前体，其包含能够与相同 的或其它的可多连接前体上的互补的活性基团反应的两个或更多个活性基团；B. 使所述可固化(硫)醚芳基硅组合物固化，形成固化的芳基(硫)醚芳基聚硅 氧烷组合物。本专利技术的第三方面涉及一种可固化的芳基(硫)醚芳基硅组合物，该组合物 包含硅基前体，其中至少一种硅基前体包含与硅键合的芳基(硫)醚芳基基团； 至少一种硅基前体包括可多连接的前体，该前体包含能够与相同的或其它的可多连接前体上的互补的活性基团反应的两个或更多个活性基团。本专利技术的第四方面涉及一种包封的半导体器件，其包括半导体元件，其中 一个或多个所述半导体元件被本专利技术第一方面的固化的芳基(硫)醚芳基聚硅氧 烷组合物涂敷。具体实施例方式本说明书的术语包括本文具体提到的词、它们的衍生词以及具有类似含义 的词。在本文中，以下术语具有以下定义-在此说明书中，除非另外特别说明，词语一个和一种表示至少一个 (种)。范围在本文中，范围以上限和下限表示。可能存在一个或多个下限以 及独立的一个或多个上限。特定的范围是通过选择一个下限以及一个上限来确 定的。而所选定的下限和上限定义该特定范围的边界。所有能够通过该方式限 定的范围都包括端值且可以互相组合，这意味着任意的下限可以与任意的上限 组合，用来限定范围。与硅键合的有机基团是与硅原子键合的有机基团，其中有机基团包含 至少一个碳原子，或者是氢原子或羟基。与硅键合的芳基基团(与硅键合的芳基)是包含一个直接与硅原子键合 的芳环碳原子的芳基。其它合适的与硅键合的有机基团包括例如与硅键合的 芳基(硫)醚芳基基团(与硅键合的芳基(硫)醚芳基)；与硅键合的烯基基团(与硅键合的烯基)；与硅键合的氢原子(与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固化的芳基（硫）醚芳基聚硅氧烷组合物，其包含平均组成式Ⅰ表示的芳基（硫）醚芳基聚硅氧烷，（Ｒ↑［１］↓［ｎ］ＳｉＯ↓［（４－ｎ）／２］）↓［ａ］（Ｏ↓［（４－ｐ－ｒ）／２］Ｒ↑［２］↓［ｐ］ＳｉＺ↓［ｒ］ＳｉＲ↑［３］↓［ｑ］Ｏ↓［（ ４－ｑ－ｒ）／２］）↓［ｂ］　（Ⅰ），式中：对于各（Ｒ↑［１］↓［ｎ］ＳｉＯ↓［（４－ｎ）／２］）单元：下标ｎ独立地为０，１，２或３；对于各（Ｏ↓［（４－ｐ－ｒ）／２］Ｒ↑［２］↓［ｐ］ＳｉＺ↓［ｒ］ＳｉＲ↑［３］↓［ｑ］Ｏ↓［（４－ｑ －ｒ）／２］）单元：下标ｐ为０，１，２或３；下标ｑ为０，１，２或３；ｐ＋ｑ＝０到［８－（２ｒ＋１）］；下标ｒ＝１，２或３；Ｚ选自－ＣＨＲ↑［４］ＣＨＲ↑［５］－Ｘ↓［ｓ］－，亚芳基，取代亚芳基，以及它们的组合，其中：－ＣＨＲ↑［４］ ＣＨＲ↑［５］－Ｘ↓［ｓ］－是硅桥连的亚烷基部分；Ｘ独立地选自亚甲基、苯基、取代苯基、氧、以及它们的组合；下标ｓ＝０或１；Ｒ↑［４］和Ｒ↑［５］独立地选自氢原子、芳基（硫）醚芳基和烷基；Ｒ↑［１］，Ｒ↑［２］和Ｒ↑［３］包括选自以下 的与硅键合的有机基团：烯基、氢原子、芳基、烷基、羟基、烷氧基、芳氧基、芳基（硫）醚芳基、其它烃类基团，以及它们的组合；Ｒ↑［１］，Ｒ↑［２］和Ｒ↑［３］中的至少一种包括与硅键合的芳基（硫）醚芳基；对下标ａ和ｂ进行选择，使得分别符合（Ｒ↑ ［１］↓［ｎ］ＳｉＯ↓［（４－ｎ）／２］）单元和（Ｏ↓［（４－ｐ－ｒ）／２］Ｒ↑［２］↓［ｐ］ＳｉＺ↓［ｒ］ＳｉＲ↑［３］↓［ｑ］Ｑ↓［（４－ｑ－ｒ）／２］）单元的摩尔分数；０≤ａ≤１；０≤ｂ≤１；且　ａ＋ｂ＝１。...

【技术特征摘要】
US 2006-12-1 60/872,094;US 2007-11-8 11/983,2531.一种固化的芳基(硫)醚芳基聚硅氧烷组合物，其包含平均组成式I表示的芳基(硫)醚芳基聚硅氧烷，(R1nSiO(4-n)/2)a(O(4-p-r)/2R2pSiZrSiR3qO(4-q-r)/2)b(I)，式中对于各(R1nSiO(4-n)/2)单元下标n独立地为0，1，2或3；对于各(O(4-p-r)/2R2pSiZrSiR3qO(4-q-r)/2)单元下标p为0，1，2或3；下标q为0，1，2或3；p+q＝0到[8-(2r+1)]；下标r＝1，2或3；Z选自-CHR4CHR5-Xs-，亚芳基，取代亚芳基，以及它们的组合，其中-CHR4CHR5-Xs-是硅桥连的亚烷基部分；X独立地选自亚甲基、苯基、取代苯基、氧、以及它们的组合；下标s＝0或1；R4和R5独立地选自氢原子、芳基(硫)醚芳基和烷基；R1，R2和R3包括选自以下的与硅键合的有机基团烯基、氢原子、芳基、烷基、羟基、烷氧基、芳氧基、芳基(硫)醚芳基、其它烃类基团，以及它们的组合；R1，R2和R3中的至少一种包括与硅键合的芳基(硫)醚芳基；对下标a和b进行选择，使得分别符合(R1nSiO(4-n)/2)单元和(O(4-p-r)/2R2pSiZrSiR3qQ(4-q-r)/2)单元的摩尔分数；0≤a≤1；0≤b≤1；且a+b＝1。2. 如权利要求l所述的固化的芳基(硫)醚芳基聚硅氧烷组合物，该组合物 还包含硅氢化催化剂，其中0<a< 1; 0<b<l;所述硅氢化催化剂是包含选自铂、铑、钯、及其组合的第VIII族元素的金属或金属化合物。3. 如权利要求2所述的固化的芳基(硫)醚芳基聚硅氧烷组合物，其特征在 于，以所述固化的芳基(硫)醚芳基聚硅氧垸组合物的总重量为基准计，表示为第vni族元素当量值的形式，所述硅氢化催化剂及其任意衍生物的总含量为至少0.005 ppm至小于3.0 ppm。4. 如权利要求l所述的固化的芳基(硫)醚芳基聚硅氧烷组合物，其特征在 于，1^,112和1^总量中至少70摩尔％至100摩尔％的基团是芳基(硫)醚芳基，以及 任选...

【专利技术属性】
技术研发人员：DW莫斯利，G卡纳里昂，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]