耐高温高湿及光老化的光电封装材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了耐高温高湿及光老化的光电封装材料及其制备方法、应用，制备方法包括有以下步骤：将环氧树脂与有机硅齐聚物混合，加入催化剂，填料、助剂等混合，加热反应制得光电封装材料。本发明专利技术的光电封装材料固化后具有优异的粘接力、高玻璃化温度、耐湿热、高透明性以及长期光热稳定性。及长期光热稳定性。

【技术实现步骤摘要】
耐高温高湿及光老化的光电封装材料及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于封装材料
，具体涉及耐高温高湿及光老化的光电封装材料及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的快速发展，便携式通讯以及计算器件得到广泛应用，以激光、雷达、LED以及各类传感器件为代表的光电技术更是发展迅猛。光电封装材料，尤其是户外大功率器件的封装材料，需要满足耐高温、高湿、UV老化、冷热冲击、机械振动以及盐雾条件等多方面可靠性要求。同时，不论是封装材料、部件粘接材料还是表面保护涂层等不同领域，都对高速便捷固化的透明材料提出了新的要求。
[0003]目前，耐高温高性能透明材料以有机硅类材料和环氧树脂为主，但有机硅类在机械强度和气密性等领域存在明显劣势。通常，采用高刚性环氧树脂、有机硅改性、或者有机硅环氧树脂，以酸酐或阳离子为固化剂，获得高透明光电封装材料。然而，以酸酐固化的环氧树脂存在挥发性大、固化速度慢、不耐水解以及可靠性差等缺点，而阳离子固化环氧材料耐湿热性能差、对金属等存在腐蚀性，并且普遍存在脆性大、粘接力弱、韧性差、内应力大以及可靠性不良等缺点。
[0004]文献(Journal of Applied Polymer Science,2007,104,3954
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3959)公开了主链烷基有机硅，侧链为含脂环族环氧，通过外加铝络合物及硅醇为催化剂，得到半刚性有机硅环氧树脂，但强度和可靠性需要进一步提高。专利(JP2018104576
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A)公开了环氧端基有机硅，通过酸酐固化，具有良好的可靠性，但不耐高温水解。专利(CN107286588
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A)公开了环氧
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有机硅改性物，采用甲基苯基二氯硅烷高温固化，但产物存在氯离子，难以适应腐蚀要求。
[0005]文献(J Mater Sci:Mater Electron(2017)28:14522
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14535)，公开了有机硅树脂改性环氧体系，可大幅提高封装材料的粘接性和可靠性，但仍存在以酸酐为固化剂导致的长期耐水性差的缺陷。专利(CN113999492
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A)(CN113214780
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A)公开了有机硅改性脂环、芳香族环氧混合物，酸酐固化作为LED封装材料，但难以耐高温湿热。专利(WO2021200405
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A1)公开了酚氧树脂改性环氧
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酸酐体系，作为封装胶带，具有优异的耐热性能，但透明性能存在不足。
[0006]文献(Journal of Applied Polymer Science,1984，29,269
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278)公开了芳香族环氧树脂以铝络合物及硅醇为固化剂，所得材料具有良好的耐湿热老化性，但耐侯性不足。专利(JP2022042418
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A)公开了一种阳离子固化环氧、氧杂环丁烷与自由基聚合不饱和化合物组合的封装材料，具有快速高效的优点，但耐热性和耐侯性存在缺陷。
[0007]专利(CN104761872
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A)公开了乙烯基硅油和含氢硅油改性环氧树脂，通过铂类催化剂固化以制备光电封装材料，但机械性能不足。
[0008]此外，光固化环氧树脂以及有机硅材料，并未改变其材料固有缺陷，且残余的光引发剂及分解产物往往会使耐老化性能变差，存在难以满足现今器件封装技术的技术要求。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是克服上述已有技术的缺点，提供激光和光电器件和芯片封装、粘接以及表面保护材料以及制备方法。
[0010]本专利技术采用的技术方案是：耐高温高湿及光老化的光电封装材料的制备方法，包括有以下步骤：将环氧树脂与有机硅齐聚物混合，加入催化剂，加热反应制得，所述有机硅齐聚物为其中R1为甲基或者苯基，R2为甲基或者苯基，R3为中的任意一种或者多种。
[0011]作为上述技术方案的优选，还加入有填料、偶联剂、以及助剂。
[0012]作为上述技术方案的优选，所述环氧树脂为脂肪族、脂环族和有机硅环氧树脂中的一种或多种。环氧树脂包含但不限于，双(3,4
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环氧环己基甲基)己二酸、氢化双酚A缩水甘油醚、六氢苯酐缩水甘油酯、苯酐缩水甘油酯、偏苯三缩水甘油酯、异氰酸三缩水甘油酯、双酚A缩水甘油醚、邻甲酚环氧树脂、有机硅环氧树脂。
[0013]作为上述技术方案的优选，所述催化剂为金属有机化合物，包括有锡、锌、铝或钛的有机化合物、有机金属盐或者有机金属络合物。如锡、锌、铝或钛的异丙醇化合物、丁醇化合物、异辛酸盐、环烷酸盐、乙酰丙酮络合物、乙酰乙酸乙酯络合物、乙酰乙酸长链烷基酯络合物等。
[0014]作为上述技术方案的优选，所述填料为非导电性填料，包括有滑石粉、碳酸钙粉、石英粉、熔融硅微粉、玻璃珠、石墨、氧化铝、粘土、云母、二氧化钛和氮化硼中的任意一种或者多种。添加非导电性填料以调节未固化粘合剂的流变性及微调固化粘合剂的热膨胀模量及系数，填料可为任意尺寸及形状。
[0015]作为上述技术方案的优选，所述偶联剂有机硅氧烷、有机铝、有机钛以及有机铬中的一种或多种。
[0016]作为上述技术方案的优选，所述助剂包括有流平剂、流变助剂、消泡剂、哑光剂、防老剂以及色剂。还可根据使用需要添加常用胶粘剂以及涂料中的其它组分例如润湿剂、抗氧剂、紫外吸收剂、粘着促进剂等。
[0017]作为上述技术方案的优选，所述环氧树脂、有机硅齐聚物、催化剂、助剂的重量百分比为20
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80:20
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80:0.01
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1：0.1
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20，其余量为填料，所述加热反应的温度为50
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150℃，反应时间为0.5
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5小时。
[0018]耐高温高湿及光老化的光电封装材料，由上述制备方法制得。
[0019]耐高温高湿及光老化的光电封装材料的应用，用作胶粘剂、涂层或者封装材料。
[0020]本专利技术的有益效果是：本专利技术的光电封装材料结合环氧树脂的优异机械性能，有机硅树脂的高耐热性并采用金属有机络合物与有机硅树脂复合同时作为固化剂及偶联剂，其中：通过此二者相互作用成为环氧树脂的催化固化剂；与此同时，金属有机络合物可以与基材形成良好的螯合作用，而有机硅类树脂及偶联剂则可以与基材形成化学键合，从而使固化后材料在耐热性、耐湿性和耐侯性等多方面结合了环氧树脂和有机硅材料的各项优势，而同时避免了各自的劣势和缺陷。本专利技术的光电封装材料具有长使用寿命、快速固化、耐热、耐湿、耐UV、粘接力强、透明度高、内应力小、韧性良好以及疏水性等优势。
具体实施方式
[0021]下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温高湿及光老化的光电封装材料的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：将环氧树脂与有机硅齐聚物混合，加入催化剂，加热反应制得，所述有机硅齐聚物为其中R1为甲基或者苯基，R2为甲基或者苯基，R3为中的任意一种或者多种。2.如权利要求1所述的耐高温高湿及光老化的光电封装材料的制备方法，其特征在于，还加入有填料、偶联剂、以及助剂。3.如权利要求2所述的耐高温高湿及光老化的光电封装材料的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为脂肪族、脂环族和有机硅环氧树脂中的一种或多种。4.如权利要求2所述的耐高温高湿及光老化的光电封装材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂为金属有机化合物，包括有锡、锌、铝或钛的有机化合物、有机金属盐或者有机金属络合物。5.如权利要求2所述的耐高温高湿及光老化的光电封装材料的制备方法，其特征在于，所述填料为非导电性填料，包括有滑石粉、碳酸钙粉、石英粉、熔融硅微粉、玻璃珠、石墨、氧化铝、粘土、云母、二氧化钛和氮化硼中的任意一种或者多种。6.如权利要求2所述的耐高温高湿及光老化的光电封装材料的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金峥，余英丰，
申请(专利权)人：汇涌进光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：