本發(fā)明涉及一種LED封裝用高導(dǎo)熱高折射率液體硅橡膠組合物及其制備方法，屬于液體硅橡膠制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電子信息技術(shù)的發(fā)展使得電子產(chǎn)品向多功能化、輕型化和便捷式發(fā)展，這就導(dǎo)致電子產(chǎn)品在有限的空間聚集了越來越多的電子器件，這就要求封裝材料具有很高的熱傳導(dǎo)性、較低的熱膨脹系數(shù)和較高的耐熱性能，所以在封裝材料中加入導(dǎo)熱填料，如氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氮化鋁、氮化硼、碳化硅等或引入特別結(jié)構(gòu)的基團(tuán)以增加導(dǎo)熱性能。普通硅橡膠的導(dǎo)熱系數(shù)在0.17w/m.K左右，加入特別結(jié)構(gòu)的官能團(tuán)后能提高到0.5w/m.K左右。

傳統(tǒng)的半導(dǎo)體元件是用環(huán)氧樹脂進(jìn)行封裝，在使用過程中會變黃，從而使透光性變差，反復(fù)使用會變脆，導(dǎo)致強(qiáng)度降低。為解決上述問題，又會采用有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂組合物作為封裝材料，這樣提高了耐紫外和老化性能，但隨著半導(dǎo)體封裝材料功率的增大，有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂組合物已經(jīng)不能滿足封裝的要求，對于封裝材料來說，折射率越高越好，這樣就能減少界面折射帶來的損失，盡可能提高取光效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種LED封裝用高導(dǎo)熱高折射率液體硅橡膠組合物及其制備方法，解決了現(xiàn)有封裝材料中存在的透光性差、強(qiáng)度低、應(yīng)用范圍窄等問題，具有折射率高、導(dǎo)熱性好、拉伸撕裂強(qiáng)度高的特點(diǎn)；本發(fā)明同時(shí)提供其制備方法。

本發(fā)明所述的LED封裝用高導(dǎo)熱高折射率液體硅橡膠組合物，由以下重量份數(shù)的原料制成：

其中：

所述的含有脂肪族不飽和鍵的有機(jī)聚硅氧烷A為分子中含有2個(gè)以上鏈烯基結(jié)構(gòu)的直鏈有機(jī)聚硅氧烷，優(yōu)選苯基乙烯基硅油、苯基乙烯基硅樹脂中的一種或兩種，粘度為5000-20000mPa·s。

所述的有機(jī)氫聚硅氧烷B為分子中含有2以上H原子結(jié)構(gòu)的直鏈有機(jī)氫聚硅氧烷，優(yōu)選苯基含氫硅油、苯基含氫硅樹脂中的一種或兩種，粘度為20-1500mPa·s。

所述的鉑絡(luò)合物催化劑為鉑金水或卡氏鉑金催化劑，優(yōu)選苯基鉑催化劑，鉑含量為3000-10000ppm。

所述的抑制劑為炔醇類抑制劑，優(yōu)選丙炔醇、1-乙炔基-1-環(huán)己醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇或甲基丁炔醇。

所述的LED封裝用高導(dǎo)熱高折射率液體硅橡膠組合物中Si-Vi:Si-H的摩爾比為1:1-1.8，其中，Si-Vi代表硅乙烯基，Si-H代表硅氫基，優(yōu)選Si-Vi:Si-H的摩爾比為1:1-1.5。

所述的特種功能基聚硅氧烷C為分子中含有聯(lián)苯、環(huán)氧、烷氧基結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷，粘度為1000-20000mPa·s，結(jié)構(gòu)式如下：

其中，鏈接數(shù)m＝10-300，n＝0-500，p＝5-300。

所述的特種功能基聚硅氧烷C的制備方法包括以下步驟：

(1)將四甲基二乙烯基二硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、KH-560按配比加入到反應(yīng)瓶中，然后將恒壓滴液漏斗中的鹽酸、無水乙醇和純水滴加到反應(yīng)瓶中進(jìn)行反應(yīng)，靜置分層后脫低，得到含氧基的聚硅氧烷；

(2)將帶有活潑基團(tuán)的聯(lián)苯和催化劑加入脫低瓶中進(jìn)行反應(yīng)，得到特種功能基聚硅氧烷C。

其中：

步驟(1)中四甲基二乙烯基二硅氧烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、KH-560的質(zhì)量比為1:1.37-1.96:1.49-2.13:1.27，恒壓滴液漏斗中鹽酸、無水乙醇、純水的質(zhì)量比為1:6:25，反應(yīng)時(shí)間為4h，反應(yīng)溫度為50℃。

步驟(2)中帶有活潑基團(tuán)的聯(lián)苯為4,4-二羥基聯(lián)苯或4,4-二烷氧基聯(lián)苯，帶有活潑基團(tuán)的聯(lián)苯與催化劑的重量份數(shù)之比為5-25:0.01-0.05，催化劑為二苯基乙唑或2-苯基咪唑，反應(yīng)溫度為100-200℃，反應(yīng)時(shí)間為4h。

本發(fā)明所述的LED封裝用高導(dǎo)熱高折射率液體硅橡膠組合物的制備方法，是將含有脂肪族不飽和鍵的有機(jī)聚硅氧烷A、有機(jī)氫聚硅氧烷B和特種功能基聚硅氧烷C按配比量進(jìn)行混合，然后加入鉑絡(luò)合物催化劑、抑制劑繼續(xù)混合均勻，得到LED封裝用液體硅橡膠組合物。

將本發(fā)明的LED封裝用高導(dǎo)熱高折射率液體硅橡膠組合物在室溫條件下真空脫泡5-30min，然后置于聚四氟乙烯模具中，在50-80℃下硫化0.5-1.5h，然后在100-200℃下硫化0.5-4h，或者直接在100-200℃下硫化2h，得到測試樣。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)本發(fā)明的LED封裝用高導(dǎo)熱高折射率液體硅橡膠組合物中添加了特種功能基聚硅氧烷，能夠起到提高折射率、導(dǎo)熱率的作用，同時(shí)大大提高了產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度、導(dǎo)熱性能、扯斷伸長率，且產(chǎn)品本身有很好的粘結(jié)性，起到了增粘劑的作用，產(chǎn)品的透光率≥97％；

(2)采用聚四氟乙烯模具來制備測試樣，脫模容易，制備過程簡單，產(chǎn)品表面清潔；

(3)本發(fā)明的LED封裝用高導(dǎo)熱高折射率液體硅橡膠組合物非常適合于LED的灌封、貼片式封裝，還能夠應(yīng)用于光學(xué)透鏡、太陽能電池基板、觸摸屏等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是普通有機(jī)聚硅氧烷和特種功能基聚硅氧烷C的GPC對照圖。

圖2為普通有機(jī)聚硅氧烷和特種功能基聚硅氧烷C的TGA對照圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1

向35.0g苯基乙烯基硅油中加入25g苯基乙烯基硅樹脂、0.10g 3000ppm的卡氏鉑金催化劑、11.08g特種功能基聚硅氧烷C、0.015g 1-乙炔基-1-環(huán)己醇進(jìn)行混合，然后加入32g苯基含氫硅樹脂，混合均勻后出料，制得LED封裝用液體硅橡膠組合物。

其中，特種功能基聚硅氧烷C的制備步驟如下：向1L干凈的三口燒瓶中加入46.50g四甲基二乙烯基硅氧烷，再加入91g甲基苯基二甲氧基硅烷、99g苯基三甲氧基硅烷、59gKH-560，恒壓滴液漏斗中加入濃鹽酸8g、無水乙醇50g、純水200g，然后在50℃下進(jìn)行滴加，攪拌反應(yīng)4h，靜置分層，脫低，得到220g含環(huán)氧的聚硅氧烷，然后將70g 4,4-二羥基聯(lián)苯和0.10g鉑催化劑加入到脫低瓶中，鼓氮?dú)夂笤?50℃下攪拌反應(yīng)4h，得到283g特種功能基聚硅氧烷C。經(jīng)檢測，粘度為6200mPa·s，折射率為1.5712。

將本實(shí)施例中得到的LED封裝用液體硅橡膠組合物在室溫條件下真空脫泡10min，置于聚四氟乙烯模具中流平，在80℃下硫化1h，然后在150℃硫化3h，得到平整潔凈的產(chǎn)品測試樣。

實(shí)施例2

向35.0g苯基乙烯基硅油中加入25g苯基乙烯基硅樹脂、0.10g 3000ppm的卡氏鉑金催化劑，11.08g特種功能基聚硅氧烷C、0.015g 1-乙炔基-1-環(huán)己醇進(jìn)行混合，然后加入32g苯基含氫硅樹脂，混合均勻后出料，制得LED封裝用液體硅橡膠組合物。其中，特種功能基聚硅氧烷C的制備步驟同實(shí)施例1。

將本實(shí)施例中得到的LED封裝用液體硅橡膠組合物在室溫條件下真空脫泡10min，置于聚四氟乙烯模具中流平，在80℃下硫化1h，然后在150℃硫化3h，得到平整潔凈的產(chǎn)品測試樣。

實(shí)施例3

向30g苯基乙烯基硅樹脂中加入0.15g 3000ppm的卡氏鉑金催化劑、11.08g特種功能基聚硅氧烷C、0.017g 1-乙炔基-1-環(huán)己醇進(jìn)行混合，然后加入27g苯基含氫硅樹脂，混合均勻后出料，制得LED封裝用液體硅橡膠組合物。

其中，特種功能基聚硅氧烷C的制備步驟如下：向1L干凈的三口燒瓶中加入46.50g四甲基二乙烯基硅氧烷，再加入91g甲基苯基二甲氧基硅烷、99g苯基三甲氧基硅烷、59gKH-560，恒壓滴液漏斗中加入濃鹽酸8g、無水乙醇50g、純水200g，然后在50℃下進(jìn)行滴加，攪拌反應(yīng)4h，靜置分層，脫低，得到220g含環(huán)氧的聚硅氧烷，然后將15g 4,4-二羥基聯(lián)苯和0.04g鉑催化劑加入脫低瓶中，在150℃下攪拌反應(yīng)4h，得到232g特種功能基聚硅氧烷C。經(jīng)檢測，粘度為5200mPa·s，折射率為1.5545。

將本實(shí)施例中得到的LED封裝用液體硅橡膠組合物在室溫條件下真空脫泡10min，置于聚四氟乙烯模具中流平，在80℃下硫化1h，然后在150℃硫化3h，得到平整潔凈的產(chǎn)品測試樣。

實(shí)施例4

向30g苯基乙烯基硅樹脂中，加入0.15g 3000ppm的卡氏鉑金催化劑、11.08g特種功能基聚硅氧烷C、0.017g 1-乙炔基-1-環(huán)己醇進(jìn)行混合，然后加入27g苯基含氫硅樹脂，混合均勻后出料，制得LED封裝用液體硅橡膠組合物。其中，特種功能基聚硅氧烷C的制備步驟同實(shí)施例3。

將本實(shí)施例中得到的LED封裝用液體硅橡膠組合物在室溫條件下真空脫泡10min，置于聚四氟乙烯模具中流平，在80℃下硫化1h，然后在150℃硫化3h，得到平整潔凈的產(chǎn)品測試樣。

對比例1

向35.0g苯基乙烯基硅油中加入30g苯基乙烯基硅樹脂、0.15g 3000ppm的卡氏鉑金催化劑、0.017g 1-乙炔基-1-環(huán)己醇進(jìn)行混合，然后加入27g苯基含氫硅樹脂，混合均勻后出料，制得LED封裝用液體硅橡膠組合物。

將本對比例中得到的LED封裝用液體硅橡膠組合物在室溫條件下真空脫泡10min，置于聚四氟乙烯模具中流平，在80℃下硫化1h，然后在150℃硫化3h，得到平整潔凈的產(chǎn)品測試樣。

對比例2

向30g苯基乙烯基硅樹脂中加入0.15g 3000ppm的卡氏鉑金催化劑、0.017g 1-乙炔基-1-環(huán)己醇進(jìn)行混合，然后加入24g苯基含氫硅樹脂，混合均勻后出料，制得LED封裝用液體硅橡膠組合物。

將本對比例中得到的LED封裝用液體硅橡膠組合物在室溫條件下真空脫泡10min，置于聚四氟乙烯模具中流平，在80℃下硫化1h，然后在150℃硫化3h，得到平整潔凈的產(chǎn)品測試樣。

將實(shí)施例1-4和對比例1-2中得到的產(chǎn)品測試樣進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果見表1。其中：

(1)拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率按照GB/T528-1998進(jìn)行測試；

(2)撕裂強(qiáng)度按照GB/T529-1999進(jìn)行測試；

(3)硬度按照GB/T531-1999進(jìn)行測試；

(4)折射率采用阿貝折射儀在25℃下測試；

(5)透光率采用紫外-可見分光光度計(jì)測試1mm厚的測試片。

表1檢測結(jié)果

由表1中的檢測結(jié)果對比可知，實(shí)施例1-4中由于加入了特種功能基聚硅氧烷C，使得LED封裝用液體硅橡膠組合物的折射率、導(dǎo)熱系數(shù)、扯拉伸強(qiáng)度等機(jī)械力學(xué)性能比普通補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠有了大幅提高，加入的特種功能聚硅氧烷C不但提高了折射率、導(dǎo)熱系數(shù)，增粘性也又有了很大的提高。其中，導(dǎo)熱系數(shù)提高了50％以上，折射率提高了0.02左右，硬度也略有提高。