[发明专利]一种有机硅组合物、制备方法及其使用其的半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机硅组合物，尤其涉及一种用于大功率发光二极管（LED）、光电器件、半导体器件等的有机硅组合物、制备方法及其使用其的半导体装置。

背景技术

随着半导体器件的发展，尤其是光电器件的发展，对封装胶的性能要求逐步提高。以发光二极管（LED）最具代表性，随着其功率和亮度的不断提高，对有机硅组合物的光学性能、物理性能和化学性能等提出了更高的要求，传统的环氧树脂封装材料已不能满足实际需要。具有高折光率、耐老化、高导热、粘附力强、耐冲击且表面平整等优点的有机硅组合物成为了研究的重点。

众所周知，在催化剂存在下，由含有不饱和键的聚硅氧烷类组分与含有硅氢键的组分通过加成反应热固化形成的聚硅氧烷类化合物，在工业中可以用作大功率高亮度的白光LED的封装。本技术领域内的技术人员普遍认为，诸如3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷等类添加剂，可以显著的提高硅树脂封装胶在不同基底上的的粘结力；如美国专利US7527871公开了“一种固化的聚硅氧烷化合物及其半导体器件”，欧洲专利EP1424363公开了“一种用于LED器件的有机硅树脂”，中国专利CN101747632公开了“一种大功率LED的有机硅橡胶封装料”和中国专利CN102153865公开了一种“大功率发光二极管封装用有机硅材料”。然而，如上述专利所述的有机硅封装胶，热固化速度慢，热固化时间长，且热固化后的有机硅封装胶硬度较小，且表面有褶皱，缺陷较多，不利于光的均匀穿透，出光率低，应用在LED的封装时，影响其亮度。

有鉴于此，有必要对现有的有机硅组合物及其制备方法予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热固化速度快，并且具有高硬度，表面平整无褶皱、无缺陷的有机硅组合物、制备方法及其使用其的半导体装置。所述有机硅组合物可用作大功率LED的封装材料，也可用于其他半导体光电器件、光学开关、光电耦合器、固态摄像元件等；另外，该有机硅组合物也可以用于光学粘合剂、光电器件表面涂布等。

为实现上述发明目的，本发明提供一种有机硅组合物，所述有机硅组合物由含有乙烯基的聚硅氧烷类组分A，含硅氢键的组分B，在氢化硅烷反应催化剂C，反应抑制剂E和添加剂F的作用下，热固化制备而成，所述添加剂F为硅氧烷均聚物或硅氧烷共聚物。

作为本发明的进一步优选，所述添加剂F为硅氧烷均聚物时，所述乙烯基与烷氧基位于同一个硅原子，所述烷氧基选自甲氧基，结构为：

乙烯基甲氧基硅氧烷均聚物，其中，3≤m≤200。

作为本发明的进一步优选，所述含有乙烯基的聚硅氧烷类组分A中含有至少两个与硅键合的链烯基和至少一个与硅键合的芳香基，所述含有乙烯基的聚硅氧烷类组分A的折光率不小于1.5，含有乙烯基的聚硅氧烷类组分A选自线型聚合物、支链型聚合物或网状聚合物的一种或多种，含有乙烯基的聚硅氧烷类组分A为线型聚合物时选自二乙烯基封端-聚(二甲基硅氧烷-co-二苯基硅氧烷)，具有如下结构：

其中3≤M≤200，3≤D≤200。

作为本发明的进一步优选，所述含硅氢键的组分B含有至少两个硅氢键和至少一个芳香基，所述含硅氢键的组分B的折光率不小于1.5，所述芳香基为苯基时，所述含硅氢键的组分B选自三(二甲基硅氧烷基)苯基硅烷，具有如下结构：

作为本发明的进一步优选，所述氢化硅烷反应催化剂C选自催化量的铂催化剂、铑催化剂或钯催化剂；所述铂催化剂选自铂微粉、氯铂酸、氯铂酸的醇溶液、铂/链烯基硅氧烷络合物、铂/烯烃络合物和铂/羰基络合物的一种或多种。

作为本发明的进一步优选，所述反应抑制剂E选自炔醇类化合物、烯-炔化合物、硅氧烷或苯并三唑。

作为本发明的进一步优选，所述添加剂F的用量不大于50%（wt）。

作为本发明的进一步优选，所述含硅氢键的组分B中的硅氢键与所述含有乙烯基的聚硅氧烷类组分A中的乙烯基的摩尔比介于1:0.7~1:1.4之间。

作为本发明的进一步优选，所述有机硅组合物为线型聚合物、支链型聚合物或网状聚合物。

作为本发明的进一步优选，所述有机硅组合物的折光率介于1.35~1.60之间。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种有机硅组合物的制备方法：

在一个行星式搅拌器专用塑料杯中，按如下重量份加入各组分混合均匀：

82~88份含有乙烯基的聚硅氧烷类组分A，

10~15份含硅氢键的组分B，

0.1~2份添加剂F，