一種電子封裝用新型有機硅氧烷聚合物材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電子封裝用新型有機硅氧烷聚合物材料，屬于電子電器用高分子 材料領域。
【背景技術】
[0002] 隨著科學技術的發(fā)展，電子電器的應用越來越廣泛，但其應用環(huán)境復雜，尤其是電 子電器趨向集成化、小型化、模塊化發(fā)展，所以對其使用穩(wěn)定性提出了更高的要求。影響電 子電器穩(wěn)定性的因素主要有器件受潮、灰塵污染、腐蝕性物質的入侵、機械震動、外力損傷 等等，對于功率較大的器件還有熱量傳導的問題。因此需要使用各方面的技術措施來保證 電子電器的性能參數(shù)穩(wěn)定，其中聚合物封裝是常用的方法。封裝是把構成電子元件的各部 分按要求進行合理的布置、組裝、鍵合、連接與環(huán)境隔離和保護等的操作工藝，可以強化電 子器件的整體性，提高對外來沖擊、振動的抵抗力，提高內部元件、線路間的絕緣，改善器件 的防水、防潮性能。
[0003]目前較通用的電子封裝材料主要有環(huán)氧樹脂和聚硅氧烷樹脂，但采用環(huán)氧樹脂作 為原料的封裝技術存在耐熱性不足、耐濕性較差、內應力大等問題，容易損壞元件，縮短使 用壽命，且水氣進入元件內部，容易引起短路，燒壞元件。另外環(huán)氧樹脂封裝材料中的固化 劑容易對環(huán)境造成污染。聚硅氧烷在應用中存在封裝材料表面過軟、易起泡、固化不充分且 高溫固化時易發(fā)脆的問題，難以滿足條件苛刻的工作環(huán)境要求。有機硅氧烷電子封裝材料 是可以替代環(huán)氧樹脂和聚硅氧烷的新型封裝材料。
[0004] 有機硅氧烷材料具有卓越的耐老化性、優(yōu)異的耐尚低溫性、良好的疏水性和電絕 緣性、優(yōu)良的生物相容性和生理惰性等，被廣泛應用于建筑、交通、汽車、電子、航空、航天、 紡織、機械、化工、醫(yī)藥、個人護理品等多個領域中。有機硅氧烷材料主要可分為混煉型、縮 合型、加成型三種。其中縮合型硅氧烷可分為脫醋酸型、脫酮肟型、脫丙酮型和脫醇型等，其 中脫醋酸型和脫酮肟型硫化時會釋放刺激性氣味小分子，對電子器件有一定的腐蝕性，脫 丙酮型則成本較高，反應速度快。加成型硅氧烷一般可由乙烯基封端聚硅氧烷、含氫聚硅氧 烷、鉑催化劑、抑制劑制成，具有優(yōu)異的耐老化性、物理惰性、電學性能、防水防塵性等，能在 常溫常壓下硫化，且硫化程度深，尤其具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。
[0005] 有機硅氧烷電子封裝材料具有其它封裝材料無法比擬的優(yōu)點，但其最大的問題就 是力學性能較差，極大地限制了其使用范圍。通過加入補強填料可以提高有機硅封裝材料 的拉伸強度，常用的填料為沉淀法和氣相法白炭黑、硅藻土、石英粉、云母粉等。但加入填料 會降低材料的透明度，難以用于需要光學透明性質的電子封裝產(chǎn)品。

【發(fā)明內容】

[0006] 針對以上現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種電子封裝用新型有機硅氧烷 聚合物材料，其具有力學性能好、機械強度高、透明性優(yōu)異的特點。
[0007] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種聚硅氧烷組合物，包括端羥基 聚^甲基硅氧烷、含有至少兩個烷氧基的硅烷或硅氧烷、含有乙烯基的聚甲基苯基硅氧烷、 含氫硅油、縮合催化劑、鉑催化劑、固化抑制劑、白炭黑，其特征在于，其中所述含有乙烯基 的聚甲基苯基硅氧烷中，乙烯基位于端基和側鏈，且基于該組分的質量，側鏈乙烯基的質量 含量為3%-10%。
[0008] 在所述聚硅氧烷組合物中，所述端羥基聚二甲基硅氧烷在25 °C下的粘度為 500-20000mPa·s，優(yōu)選5000-15000mPa·s，所述含乙烯基的聚甲基苯基硅氧烷在25°C下的 粘度為 500-30000mPa·s，優(yōu)選 10000-20000mPa·s。
[0009] 在所述聚硅氧烷組合物中，所述含乙烯基的聚甲基苯基硅氧烷中，基于該組分的 質量，苯基的質量含量為1. 5%_3%。
[0010] 在所述聚硅氧烷組合物中，所述含有至少兩個烷氧基的硅烷或硅氧烷為甲基三甲 氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅 燒、^乙基^甲氧基硅烷、^乙基^乙氧基硅烷中的一種或多種的混合物。
[0011] 在所述聚硅氧烷組合物中，所述含氫硅油中氫的質量含量為0. 7%_2°/〇。
[0012] 在所述聚硅氧烷組合物中，所述縮合催化劑可為錫催化劑和/或鈦酸酯催化劑。 其中錫催化劑可為二丁基二月桂酸錫、二丁基二乙酸錫、二丁基二辛酸錫、辛酸亞錫等，鈦 酸酯催化劑可為二異丙氧基鈦雙（乙酰乙酸乙酯基）螯合物。
[0013] 在所述聚硅氧烷組合物中，所述鉑催化劑可為氯鉑酸、1，3-二乙烯 基-1，1，3, 3-四甲基二硅氧烷鉑絡合物等，其用量為組合物的5-150ppm。
[0014] 在所述聚硅氧烷組合物中，所述固化抑制劑可為炔醇，例如丙炔醇、1，4-丁炔二 醇、2-甲基-3- 丁炔基-2-醇、2-甲基-1-己炔基-3-醇、3, 5-二甲基-1-己炔基-3-醇、 1-乙炔基-1-環(huán)己醇等；醚，例如聚苯硫醚、甲基叔丁基醚、苯醚甲環(huán)唑、異丙醚、乙二醇單 丁醚、乙二醇丁醚、二苯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚、八溴醚、乙氧氟草醚、聚苯醚、丙二醇丁醚 等；氰類化合物，例如氰化氫等。上述固化抑制劑可單獨或多種混合使用。
[0015]在所述聚硅氧烷組合物中，所述白炭黑為氣相法白炭黑，其比表面積優(yōu)選 210-250cm3/g，在整個組合物中的質量含量為2%-5%。
[0016] 在本發(fā)明的聚硅氧烷組合物中，發(fā)明人經(jīng)過長期的研究和大量的試驗，發(fā)現(xiàn)了優(yōu) 化配方。聚硅氧烷組合物中各組分通過相互協(xié)同作用，使得制品具有優(yōu)良的綜合性能。在 本發(fā)明的聚硅氧烷組合物中，同時發(fā)生縮合聚合反應和加成聚合反應，可以充分利用兩種 反應類型各自的優(yōu)點。在加成型硅氧烷聚合物中，通過控制側鏈乙烯基的含量，可以獲得高 交聯(lián)密度的固化產(chǎn)物，同時含有一定量的苯基也利于提高產(chǎn)物的機械性能?？s合型硅氧烷 聚合物則可以進一步使固化產(chǎn)物整體具有更優(yōu)的綜合性能，兩種反應類型的硅氧烷聚合物 形成三維立體互穿網(wǎng)絡結構，可使固化產(chǎn)物具有出色的強度和彈性。制品受到外力時，應 力能較快地在體系中傳遞，使得整個體系均勻受力。兩種反應類型的硅氧烷聚合物中存在 多個立體交聯(lián)中心，交聯(lián)中心與高聚物分子鏈間有較強的作用，互相吸附，分子鏈間互相纏 繞，進一步提尚了制品對應力的承受能力。同時，交聯(lián)中心本身是聚硅氧烷結構，具有良好 的伸縮能力，分子鏈受到強的作用力時，交聯(lián)中心分子鏈會產(chǎn)生挪動，提高了體系的斷裂伸 長率。在此基礎上，僅在組合物中添加少量的白炭黑即可獲得優(yōu)異的機械性能，而不會對固 化產(chǎn)物的透明性產(chǎn)生過大的負面作用。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所得電子封裝用有機硅氧烷聚合物材料的優(yōu)點為： (1) 同時采用縮合型和加成型反應固化方式，減少了小分子物質的排出，對環(huán)境污染 小，實現(xiàn)了環(huán)保的目的； (2) 通過多種方式提高有機硅氧烷聚合物固化產(chǎn)物的機械性能，使之具有優(yōu)異的強度 和彈性； (3) 在改善有機硅氧烷聚合物的機械性能的同時，保證其透明性能夠滿足生產(chǎn)應用的 需求。
[0018]
【具體實施方式】
[0019] 為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結合實施例對本發(fā)明作進一步詳述。
[0020] 實施例1 準備本發(fā)明聚硅氧烷組合物的各種原料，其中端羥基聚二甲基硅氧烷在25°c下的粘度 為12500mPa·s，含有乙烯基的聚甲基苯基硅氧烷在25°C下的粘度為20000mPa·s，側鏈乙 烯基的質量含量為7%，苯基的質量含量為2%，含有至少兩個烷氧基的硅烷或硅氧烷為甲基 三甲氧基硅烷，含氫硅油中氫的質量含量為1%，縮合催化劑為辛酸亞錫與二異丙氧基鈦雙 (乙酰乙酸乙酯基）螯合物的物質的量之比為1:1的混合物，鉑催化劑為氯鉑酸，其用量為 組合物的50ppm，固化抑制劑為2-甲基-3- 丁炔基-2-醇，白炭黑為氣相法白炭黑，其比表 面積為220cm3/g，在整個組合物中的質量含量為3%。未提到具體用量的各原料以本領域常 見的用量使用。將各原料按本領域常見的方法混合，交聯(lián)固化，得到固化產(chǎn)物，制成試樣，測 試其各項性能。
[0021] 實施例2 準備本發(fā)明聚硅氧烷組合物的各種原料，其中端羥基聚二甲基硅氧烷在25°C下的粘度 為12500mPa·s，含有乙烯基的聚甲基苯基硅氧烷在25°C下的粘度為20000mPa·s，側鏈乙 烯基的質量含量為5%，苯基的質量含量為2%，含有至少兩個烷氧基的硅烷或硅氧烷為甲基 三甲氧基硅烷，含氫硅油中氫的質量含