專利名稱：一種led封裝用含硅環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(LED)用的封裝材料，屬于發(fā)光半導器件封裝材料領域。尤其涉及一種具有低粘度、可紫外光固化，也可在較低溫度下迅速熱固化、具有極高的透光率、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和機械強度的含硅環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法。
背景技術：
近年來發(fā)光二極管(LED)作為新一代固體光源，相比傳統(tǒng)的白熾、熒光光源具有節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長和光頻發(fā)射精準等特點，已經(jīng)被廣泛應用于照明、輻射光源和顯示器等領域。LED器件通常需要采用透明的聚合物進行封裝，封裝材料能夠提供必要的物理支撐，避免器件與環(huán)境中水汽和氧接觸而影響LED光源的光輸出效率。LED器件對封裝材料的性能要求主要包括高的透光率、折射率，優(yōu)良的加工工藝性、耐濕、耐溶劑、耐熱變色性、耐紫外老化以及必需的熱學和力學性能。迄今為止，LED 一般以環(huán)氧樹脂、硅橡膠、聚碳酸酯以及聚氨酯等高透明性樹脂作為封裝材料。其中，環(huán)氧樹脂因其成本低廉、透明性好，熱學和力學性能優(yōu)良以及加工工藝成熟等優(yōu)點，成為目前LED封裝的主流材料。但是，當前被廣泛使用的雙酚A型環(huán)氧樹脂具有加入固化劑后儲存時間短、粘度大、固化溫度高、時間長等缺點，不僅給操作帶來了不便， 而且不利于節(jié)能和提高生產(chǎn)效率。脂環(huán)族環(huán)氧樹脂是環(huán)氧樹脂的一個分支，未固化前粘度低，固化后產(chǎn)物的耐熱性好、固化收縮小、機械強度大、耐候性好。另外脂環(huán)族環(huán)氧樹脂具有很高的陽離子聚合反應活性，當采用潛伏型的離子引發(fā)劑進行固化時，體系具有良好的穩(wěn)定性，可長時間儲存。尤其是，利用含硅聚合物所特有的耐紫外輻射強的優(yōu)點，將含硅脂環(huán)族環(huán)氧樹脂用于制備LED封裝材料具有顯著的優(yōu)勢。美國專利US6878783公開了一種應用于固態(tài)器件封裝的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的制備方法，這種液態(tài)封裝料由脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、酸酐固化劑、無商含硼催化劑組成。當脂環(huán)族環(huán)氧化合物選取ERL-4221，酸酐固化劑為4-甲基六氫苯酐時，其固化物的玻璃化轉變溫度在 120-130°C范圍內(nèi)，5mm厚樣品薄膜在400nm的透光率為82. 6%，試樣所需固化溫度以及初始黃度隨著酸酐量的增加而增加。日本專利JP2009504081公開了一種主要由脂環(huán)族環(huán)氧化合物(10-88襯％)、氧雜環(huán)丁烷化合物(10-88襯％)以及陽離子引發(fā)劑(0. 01-20parts) 制成的液體環(huán)氧樹脂組合物。該組合物固化后具有優(yōu)良的透明性、耐熱性以及較低的吸濕性、介電常數(shù)，可應用于LED封裝以及其它電子器件的絕緣材料。JP2009013263公開了一種用于光半導體器件封裝的環(huán)氧樹脂組合物。該組合物由一種脂環(huán)族環(huán)氧化合物、酸酐固化劑、固化促進劑和硫醇構成，其特點是固化后具有良好的透明性、耐濕性、加工工藝性、抗開裂性以及較低的內(nèi)應力。日本專利JP 2009126901還公開了一種用于發(fā)光半導體器件封裝的熱固性樹脂組合物。該組合物由官能度不低于2的脂環(huán)族環(huán)氧化合物和一種含羧基且羧基數(shù)不低于2的聚硅氧烷組成，脂環(huán)族環(huán)氧化合物和聚硅氧烷的重量比在10 90-50 50 范圍之內(nèi)。其特點在于固化后材料無表面褶皺現(xiàn)象并且具有優(yōu)良的機械性能。上述國外專利報導的封裝材料大都采用脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和酸酐、羧酸固化劑組成的固化體系，未能兼顧高流動性、高透明性、耐熱黃變以及可快速固化等發(fā)光半導體器件封裝材料所需要的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所提供的含硅的環(huán)氧樹脂組合物，它包括以下主要組分環(huán)氧樹脂A、環(huán)氧樹脂B、陽離子引發(fā)劑、自由基引發(fā)劑、鏈轉移劑環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、溶劑；如上所述的環(huán)氧樹脂A的化學結構式為
權利要求
1. 一種LED封裝用含硅環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于由環(huán)氧樹脂A、環(huán)氧樹脂B、陽離子引發(fā)劑、自由基引發(fā)劑、鏈轉移劑、環(huán)氧樹脂活性稀釋劑、溶劑組成；所述的環(huán)氧樹脂A為含硅脂環(huán)族環(huán)氧樹脂中的一種或幾種的混合物，其化學結構通式其中隊和&為C1-C6的烷基或芳基；ρ為0-2的整數(shù)，m為0-2的整數(shù)，η為2_4的整數(shù)，P、m、η三者之和為4 ；所述的環(huán)氧樹脂B是除環(huán)氧樹脂A以外的環(huán)氧樹脂，包括脂肪和芳香型縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂、脂肪和芳香型縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂、脂肪和芳香型縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂中的一種或兩種以上；所述的環(huán)氧樹脂活性稀釋劑為脂肪和芳香族縮水甘油醚型環(huán)氧化合物、脂肪和芳香族縮水甘油酯型環(huán)氧化合物、脂肪和芳香族縮水甘油胺型環(huán)氧化合物、脂環(huán)族環(huán)氧化合物；所述的陽離子型聚合引發(fā)劑為芳香族重氮鹽、芳香族碘鐺鹽、芳香族硫鐺鹽、芳香族磷鐺鹽、芳香族吡啶鹽、鐵芳基配合物、有機鋁絡合物/硅烷體系、胼，單獨使用或2種以上混合使用；所述的自由基引發(fā)劑為苯乙酮及其衍生物、苯丙酮、二苯甲酮及其衍生物、芴、苯甲醛、 葸醌、三苯胺、咔唑、安息香雙甲醚、對二乙?；?、雙(4-二甲氨基苯基)酮、芐基甲氧基縮酮、苯甲酰甲酸甲酯，引發(fā)劑單獨使用或2種以上混合使用；所述的鏈轉移劑包括脂肪和芳香族單醇化合物、脂肪和芳香族二醇化合物、脂肪和芳香族三醇化合物、頻那醇、季戊四醇、脂肪和芳香族硫醇化合物，鏈轉移劑可以單獨使用或2 種以上混合使用。
2.權利要求1所述環(huán)氧樹脂組合物的制備方法，其特征在于將環(huán)氧樹脂A和環(huán)氧樹脂B、陽離子引發(fā)劑、自由基引發(fā)劑、鏈轉移劑、環(huán)氧樹脂活性稀釋劑、溶劑按質(zhì)量比為 100 0.1-5 0-5 0-20 0-20 0-30，在機械攪拌下混合，得到均相透明的組合物材料；其中環(huán)氧樹脂A和環(huán)氧樹脂B以任意比例混合使用，但環(huán)氧樹脂A所占份數(shù)不應為零。
3.權利要求1所述的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，該環(huán)氧樹脂組合物用于LED封裝材料、涂料、粘合劑、集成電路封裝、干式變壓器絕緣材料、電機絕緣用環(huán)氧真空壓力浸漬材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于發(fā)光半導體器件封裝材料技術領域，涉及一種LED封裝用含硅脂環(huán)族環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法，尤其涉及一種具有低粘度、可紫外光固化，也可在較低溫度下迅速熱固化、具有極高的透光率、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和機械強度的含硅環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法。這種脂環(huán)族環(huán)氧樹脂封裝材料主要特征在于可在較低溫度下快速固化，也可采用紫外光固化；在固化前粘度很低，具有良好的加工工藝性；固化后具有極高的透光率，優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及機械強度。本發(fā)明的含硅脂環(huán)族環(huán)氧樹脂組合物可用于LED封裝材料，也可用于涂料、粘合劑、集成電路封裝以及電機絕緣用環(huán)氧真空壓力浸漬材料。
文檔編號C08G59/20GK102199276SQ20111006271
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權日2011年3月16日
發(fā)明者劉萬雙, 王忠剛 申請人:大連理工大學