环氧树脂组合物、用其包封的固态器件及方法技术

本发明专利技术披露了环氧树脂组合物，其包含（Ａ）至少一种有机硅树脂，（Ｂ）至少一种环氧树脂，（Ｃ）至少一种酸酐固化剂，（Ｄ）至少一种硅氧烷表面活性剂，和（Ｅ）至少一种辅助固化催化剂。另外，本发明专利技术还披露了封装的固态器件，该器件包含封装、芯片（４）和包含本发明专利技术组合物的密封剂（１１）。另外还提供了包封固态装置的方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环lii对脂组^4勿和用其包封的固态器件。本专利技术还涉及包封固态器件的方法。
技术介绍
固态器件，有时称为半导体器件或t电器件，包括发it^f及管(LEDs)、电 荷耦合器件(CCDs)、大M^莫集成电i^(LSIs)、光电二极管、垂直空腔表面发射激 光器(VCSELs)、光电晶体管，光电井^器，光-电一^器等等。上述器件常常 显示出特定的包装需要。高效、高流明、固态白色LEDs需要新的封装材料，所 述封装材料与常用的低强度、更长波长的LEDs所需的封装材料相比，能够抵抗 更苛求的^4K ^it的封装材料由于热、氧化和光降解过程的结合，经常逐渐 损U学和^^成性能。因此， 一直需要用于固态器件的新的封装材料，所述封装材并+希望具有如下 性能，如在近紫外至可见光波长内的高透射性、长期热稳定性、抗氧化性、UV 稳定性、热顺从性、防潮性、透明性、抗裂性、可抛光性、与用来包封浅色固 态器件的其它材料的相容性、以及高的絲率。
技术实现思路
本专利技术者发现了特别适合于包封固态器件如发光^^f及管的可固化树脂组合 物。在一个实施方案中，本专利技术涉及用于包封固态器件的环氧树脂组合物，其 包^(A)至少一种硅树脂，(B)至少一种环IU^脂，(C)至少一种酸酐固化剂，(D) 至少一种^圭IU克表面活性剂，和(E)至少一种辅助的固化催化剂。在本专利技术的另一实施方案中，提供了一种封装的固态器件，包含(a)封装;(b)芯片；和(c)包^4。下组分的密封剂(A)至少一种硅树脂，(B)至少一种环氧 树脂，(C)至少一种酸酐刚匕剂，(D)至少一种硅氧烷表面活性剂，和(E)至少一 种辅助固化催化剂。在本专利技术另一实施方案中，提供了用于包封固态器件的方法，包括将固态 器件置于包封组合物中，所述组^4勿包^(A)至少一种硅树脂，(B)至少一种环氧 树脂，(C)至少一种酸酐固化剂，p)至少一种硅氧^4面活性剂，和(E)至少一 种辅助的固化催化剂。本专利技术的其它特征、方面和优点，在参考下述说明和所附的权利要求书之后 将变得更加清楚。附图说明图1示出了LED器件的示意图。图2示出了垂直空腔表面发射激光器器件的示意图。图3示出了塑料J^才上LED阵列的示意图。图4示出了包含硅酮的环氧^4勿的UV-VIS-近红外透射数据。图5示出了包含硅酮的环萄il^物的UV-VIS吸收光谱。图6示出了包含珪酮的环氧M物的折射率对波长的数据。异沐实施方式本专利技术人已确定，通过利用硅lii錄面活性剂，有可能使硅树脂与环lli对脂 相容，从而制备出固态器件的密封剂，其具有透明度、最佳的玻璃转变温度、 希望的热膨胀特性、防潮性、折射率以及在特定波长的传输特性。密封剂组合 物包^(A)至少一种硅树脂，(B)至少一种环氧树脂，(C)至少一种酸酐固化剂， (D)至少一种硅IU克表面活性剂，和(E)至少一种辅助固化催化剂。利用这些密 封剂组合物的涂层提供了耐透水性以及耐热性。所获得的组合物还可以用作多 芯片模块制造的粘合剂和介电体。所述粘合剂用来将芯片粘着至基材或软线 (flex)上，用作层压介电薄膜如Kapton的粘合剂，以及用作提供防潮和耐奮床护 层的介电层或顶层。所获得的配方还可以用作多芯片模块制造中嵌入器件的密 封剂。在本专利技术中，用作组^(A)的硅树脂包^4o下结构式(I)所给出的物质。<formula>formula see original document page 6</formula>(I)在一些实施方案中，硅树脂包^吉构式(I)的硅树脂，其中zit常在约l-10的范围内，更4殳;tt约2-5的范围内；R选自羟基、Cu^錄、d-22烷tt、 C2.22 烯基、Cw4芳基、C6-22^J4又代的芳基、和Cw芳》錄。另外，硅树脂可以是一种分支结构，其中R可以为OSiRS取代基，式中W可为羟基、Q—22烷基、Q—22烷氧基、C2-22烯基、Cw4芳基、CW^iJK代的芳基、和Q;-22芳絲。可用于本专利技术密封剂的环氧树脂(B)包括描述于如下文献中的那些树脂 Chemistiy and Technology of the Epoxy resins ， 'B. Ellis(Ed.)Chapman Hall 1993, New York,和Epoxy resins Chemistry and Technology, '^May and Y.Tanaka, MarcellDekker 1972， New York。 可用于本专利技术密封剂的环氧树脂包括通过 使含羟基、tt或胺的化合物与表氯醇，优选在碱催化剂如金属氢氧化物如氢 氢化钠存在下反应而生产的那些环氧树脂。还包括通过使包含至少一个、优 选两个或多个碳-碳双键的化合物与过氧化物，例如itlUl^应而生产的环氧树 脂。用于本专利技术的环氧树脂的例子包括脂族的环氧树脂，脂环族环l^对脂、 ^S^-A环^i对脂、^S^-F环Wt脂、^^a^醛环lli对脂、曱S^-酚醛环lli对脂、 耳^5不l^对脂、联^5不IU对脂、4,4'-联^5不lii对脂、多官能环lii对脂、二乙烯基^i氧化物和2-缩水甘油J^^i宿水甘油基醚。这些环氧树脂可以单独使用或至 少两种环氧树脂组^f吏用。用于本专利技术的伏选环氧i对脂;U旨环族环lii对脂和月旨 族的环氧树脂。脂族的环氧树脂包拾含至少一个脂力tt和至少一个环氧基的 化合物。脂族环氧化物的例子包拾二氧化丁二烯，二甲基戊烷二氧化物，二 缩7K甘油醚，1,4-丁二醇二缩水甘油醚，二甘醇二缩水甘油醚，和二戊烯二氧化 物。脂环族的环氧树脂是含至少约一个脂环力緣和至少一个环氧己烷的^^物。例如，脂环族环氧化物每分子可以包t个脂环力tt和至少两个环氧乙烷环。JM^例子包括2-(3,4-环氧)环已基-5,5-螺-(3,4-环氧)环己烷-间-二噁烷、3,4-环氧环 己&^4-3,4-环氧环己烷羧酸酯、3,4-环氧-6-甲基环已基曱基-3，4-环氧-6-曱基环 已基羧酸酯、二氧化乙烯基环己烷、Ji(3,4-环l^不已基甲基)已二酸酯、_^(3,4-环IU-甲基环已基曱基)已二酸酯、外型-夕卜型J^(2,3-环氧环;XJ0醚、内型-外型 ^2,3-环氧环;XJ0醚、2,2-n(4-(2,3-环氣丙氧基)环已基)丙烷、2，6-Ji(2,3-环氧丙 g环已基-对-二嗯烷)、2,6-n(2,3-环氧丙llJ0降冰片烯、亚油酸二聚体的二缩 水甘油醚、二氧化苎烯、2,2-^(3,4-环氡环已基)丙烷、二氧化二环戊二烯、1,2-环！U-(2,3-环氧丙氧基)六氬-4,7-曱醇二氢茚(methanoindane)、对-(2,3-环氧)环戊 J^:基-2,3-环氧丙基醚、1-(2,3-环氧丙萄^0苯基-5,6-环氧六氢~4,7-甲醇二氢茚、 邻一(2,3-环氧)环戊^#:基-2,3-环氧丙基醚)、1,2-二[5-(1,2-环氧>4,7-六氢曱醇二氢 茚萄J^]乙烷、环戊烯J^^li宿水甘油醚、环己二醇二缩水甘油醚和六氢苯二曱 酸二缩水甘油酯。本专利技术另外的举例性环氧树脂(B)包^^下结构式(H)， (ffl)， (IV)和(V)的 那些环IU^脂。(n)为减少褪色，也可以将添加剂如热稳定剂或抗氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于固态器件包封的可固化环氧树脂组合物，其包含（Ａ）含羟基官能硅树脂的硅树脂，（Ｂ）包含双酚Ａ环氧树脂的环氧树脂，（Ｃ）包含六氢－４－甲基邻苯二甲酸酐的酸酐固化剂，（Ｄ）包含环氧乙烷官能化硅氧烷的硅氧烷表面活性剂，和（Ｅ）辅助固化催化剂辛酸锌，其中，以硅树脂（Ａ）、环氧树脂（Ｂ）、酸酐固化剂（Ｃ）、硅氧烷表面活性剂（Ｄ）和辅助固化催化剂（Ｅ）的总重量计，组分（Ａ）的含量大于约４０重量％；组分（Ｂ）的含量在约１重量％－约２０重量％之间；组分（Ｃ）的含量小于约４０重量％；组分（Ｄ）和（Ｅ）的含量在约０．００８重量％－约１０重量％之间。

【技术特征摘要】
US 2002-10-7 10/2654221.一种用于固态器件包封的可固化环氧树脂组合物，其包含(A)含羟基官能硅树脂的硅树脂，(B)包含双酚A环氧树脂的环氧树脂，(C)包含六氢-4-甲基邻苯二甲酸酐的酸酐固化剂，(D)包含环氧乙烷官能化硅氧烷的硅氧烷表面活性剂，和(E)辅助固化催化剂辛酸锌，其中，以硅树脂(A)、环氧树脂(B)、酸酐固化剂(C)、硅氧烷表面活性剂(D)和辅助固化催化剂(E)的总重量计，组分(A)的含量大于约40重量％；组分(B)的含量在约1重量％-约20重量％之间；组分(C)的含量小于约40重量％；组分(D)和(E)的含量在约0.008重量％-约10重量％之间。2. 权利要求l的组合物，该组^4勿另夕卜还包含热稳定剂、紫夕卜稳定剂的至少 一种或其组合。3. 权利要求l的组合物，其中，该组合物的玻翻匕转变温度在约24。C-约15(TC 之间。4. 权利要求l的组合物，其中，该组合物的折射率在约0.1-约10.0之间。5. —种LED(1)器件，包舍(a)封装；(b)LED芯片(4);和(c)密封剂(ll)，所 述密封剂包含(A)包含羟基官能硅树脂的硅树脂，(B)包^X5L^F树脂的环Wt 脂，(C)包^r氢4-曱基邻苯二甲酸酐的酸酐固化剂，p)包含环氧丙烷改性的 石i!U克的硅IUt4面活性剂，和(E)包M酸锌的辅助固化催化剂，其中，以硅 树脂(A)、环lLM脂(B)、石圭IU^面活性剂(D)、酸酐固化剂(C)和辅助固化催化 剂(E)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：TB戈尔茨卡，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]