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可固化組合物的制作方法_2

文檔序號(hào):9382518閱讀:來源:國知局
8、0. 1 至 0? 7、0. 1 至 0? 6、0. 1 至 0? 5、0. 1 至 0? 4、0. 1 至 0? 3 或 0? 1 至 0? 25,g為約 0 至 0? 5、0. 1 至 0? 5 或 0? 2 至 0? 4,h為 0 至 0? 5、0 至 0? 4、0 至 0? 3、0 至 0? 2、 0至0. 1或0至0. 05,i為0. 2至0. 8、0. 3至0. 8、0. 4至0. 8或0. 5至0. 8。為了使固化產(chǎn) 物的強(qiáng)度、抗裂性和耐熱沖擊性最大化,(f+g)/(f+g+h+i)可以被控制為0. 3至0. 8、0. 3至 0.7或0.3至0.6。此外,在式2中,V(h+i)可以被控制為0.3或更高、0.5或更高、0.7或 更高、0.8或更高,或0.9或更高。此處,V(h+i)的上限可為但不特別限于1。
[0045] 在式2中,j為聚有機(jī)硅氧烷所包括的可縮合官能團(tuán)(例如羥基或烷氧基)的量。 在式2中,j為0或正數(shù),且例如可確定在使得式2的jAh+i)為0. 2或更低、0. 15或更低, 或〇. 1或更低的范圍內(nèi)。因此,由于保持了可固化組合物的組分之間的相容性,可形成在固 化之后具有優(yōu)良透明度的固化產(chǎn)物,可優(yōu)良地保持固化產(chǎn)物的耐濕性,且當(dāng)固化產(chǎn)物應(yīng)用 于例如半導(dǎo)體裝置時(shí),還可確保裝置的長期可靠性。
[0046] 聚有機(jī)硅氧烷的混合物可以適當(dāng)比率包含第一交聯(lián)聚有機(jī)硅氧烷和第二交聯(lián)聚 有機(jī)硅氧烷,且可包含例如相對于100重量份的第一交聯(lián)聚有機(jī)硅氧烷為5至2, 000重量 份或10至1,000重量份的第二交聯(lián)聚有機(jī)硅氧烷。在本說明書中,除非特別另行限定,否 則單位"重量份"可為組分之間的重量比。
[0047] 交聯(lián)聚有機(jī)硅氧烷的混合物在25°C下的粘度可為1,OOOcP或更高,或2,OOOcP或 更高,因此可適當(dāng)保持固化之前的可處理性和固化之后的硬度。
[0048] 交聯(lián)聚有機(jī)硅氧烷混合物的重均分子量(Mw)可為例如500至20, 000或500至 10, 000。本文中所使用的術(shù)語"重均分子量"可指通過凝膠滲透色譜法(GPC)測定的相對 于標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯的換算值。除非特別另行限定,否則"分子量"可指重均分子量。當(dāng)交聯(lián)聚 有機(jī)硅氧烷(A)的分子量被控制為500或更高時(shí),可以有效保持固化之前的成型性或固化 之后的強(qiáng)度,而當(dāng)聚有機(jī)硅氧烷的分子量被控制為20, 000或10, 000或更低時(shí),可將粘度保 持于適當(dāng)水平。
[0049] 制備混合物的各個(gè)交聯(lián)聚有機(jī)硅氧烷的方法無特別限制,可應(yīng)用本領(lǐng)域已知的常 規(guī)方法。
[0050] 可固化組合物還可包括含有與硅原子連接的氫原子的聚有機(jī)硅氧烷(下文中稱 為聚有機(jī)硅氧烷(B)。聚有機(jī)硅氧烷(B)可具有例如與硅原子連接的一個(gè)或至少兩個(gè)氫原 子。聚有機(jī)硅氧烷(B)可為例如高折射率聚有機(jī)硅氧烷。本文中所使用的術(shù)語"高折射率 聚有機(jī)硅氧烷"可為分子中包含預(yù)定比或更多芳基的聚有機(jī)硅氧烷。例如,在本說明書中, 高折射率聚有機(jī)硅氧烷可為全部芳基的摩爾數(shù)(Ar)與全部硅原子的摩爾數(shù)(Si)的比(Ar/ Si)為0. 25或更高、0. 3或更高、0. 4或更高、0. 5或更高、0. 6或更高,或者0. 65或更高的 聚有機(jī)硅氧烷。在尚折射率聚有機(jī)硅氧烷中,比(Ar/Si)的上限可為例如I. 5、1.O或0.9。 聚有機(jī)硅氧烷(B)可為固體或液體。此外,聚有機(jī)硅氧烷(B)可具有線性結(jié)構(gòu),即由M和D 單元構(gòu)成的結(jié)構(gòu),或包括T或Q單元的結(jié)構(gòu)。雖然無特別限制,但在線性結(jié)構(gòu)的情況下氫原 子可與存在于線性結(jié)構(gòu)末端的娃原子連接。聚有機(jī)硅氧烷(B)可為低分子量或單一分子化 合物。因此,聚有機(jī)硅氧烷⑶可包括3至10個(gè)、3至9個(gè)、3至8個(gè)、3至7個(gè)、3至6個(gè), 或3至5個(gè)硅原子。這種聚有機(jī)硅氧烷(B)可具有優(yōu)良的與脂肪族不飽和鍵的反應(yīng)性。此 外,聚有機(jī)硅氧烷(B)可增強(qiáng)固化產(chǎn)物的抗裂性,并且將透氣性保持于低水平。
[0051] 聚有機(jī)硅氧烷(B)可為用于通過與脂肪族不飽和鍵的反應(yīng)而使組合物交聯(lián)的交 聯(lián)劑。例如,交聯(lián)和固化可通過聚有機(jī)硅氧烷(B)的氫原子和聚有機(jī)硅氧烷(A)和/或聚 有機(jī)硅氧烷(B)的脂肪族不飽和鍵(例如烯基)的加成反應(yīng)進(jìn)行。
[0052] 在聚有機(jī)硅氧烷(B)中,與硅原子連接的氫(H)原子的摩爾數(shù)與全部硅(Si)原子 摩爾數(shù)的比(H/Si)可為例如1.0或更低、0.9或更低、0.8或更低,或0.75或更低。摩爾比 (H/Si)還可為0. 1或更高、0.2或更高、0.3或更高、0.4或更高,或0.5或更高。在這樣的 范圍內(nèi),可以優(yōu)良地保持可固化性,并且可以優(yōu)良地保持抗裂性和耐熱沖擊性。
[0053] 當(dāng)聚有機(jī)硅氧烷(B)為高折射率聚有機(jī)硅氧烷時(shí),聚有機(jī)硅氧烷(B)所包括的芳 基(Ar)的摩爾數(shù)與全部硅(Si)原子摩爾數(shù)的比(Ar/Si)可在與上述高折射率聚有機(jī)硅氧 烷的摩爾比(Ar/Si)相同的范圍內(nèi)。
[0054] 聚有機(jī)硅氧烷(B)可為固體或液體。當(dāng)聚有機(jī)硅氧烷(B)是液體時(shí),在25 °C下的 粘度可為300mpa?s或更低或小于300mpa?s。當(dāng)聚有機(jī)硅氧烷(B)的粘度如上所述地控 制時(shí),可保持優(yōu)良的組合物的可處理性和優(yōu)良的固化產(chǎn)物的硬度。聚有機(jī)硅氧烷(B)可具 有例如低于1,〇〇〇或低于800的分子量。當(dāng)聚有機(jī)硅氧烷(B)的分子量為1,000或更高時(shí), 固化產(chǎn)物的強(qiáng)度可能會(huì)降低。聚有機(jī)硅氧烷(B)的分子量下限可為但不特別限于250。
[0055] 可以使用多種滿足上述特性的聚有機(jī)硅氧烷作為聚有機(jī)硅氧烷(B)。例如可以使 用式3或4的化合物作為聚有機(jī)硅氧烷(B)。
[0056] [式 3]
[0057]
[0058] 在式3中,R各自獨(dú)立地為氫、環(huán)氧樹脂或一價(jià)烴基,至少一個(gè)R是芳基,且n是1 至10的數(shù)。
[0059] 在式3中,n可為例如1至8、1至6、1至4、1至3或者1至2。
[0060] [式4]
[0061] (HR12SiOl72)3(R2SiO372)
[0062] 在式4中,R1和R2各自獨(dú)立地為氫、環(huán)氧基或一價(jià)經(jīng)基,且R1和R2中的至少一個(gè) 是芳基。
[0063] 聚有機(jī)硅氧烷(B)的含量可被選擇為在使得聚有機(jī)硅氧烷(B)的氫(H)原子摩爾 數(shù)與可固化組合物所包括的全部含脂肪族不飽和鍵的官能團(tuán)(例如聚有機(jī)硅氧烷(A)和聚 有機(jī)硅氧烷(B)所包括的烯基(Ak))摩爾數(shù)的比(H/Ak)為例如0. 5至3.O或0. 7至2的 范圍內(nèi)。
[0064] 當(dāng)與硅原子連接的氫(H)原子以該摩爾比(H/Ak)混合時(shí),可提供在固化之前表現(xiàn) 出優(yōu)良的可處理性和可加工性,在固化之后表現(xiàn)出優(yōu)良的抗裂性、硬度、耐熱沖擊性和粘合 性,并且不引起白化或表面粘性的組合物。
[0065] 可固化組合物可為包含與硅原子連接的氫原子的聚有機(jī)硅氧烷,且還包含例如具 有低折射率的聚合化合物。例如,可固化組合物還可包含含有與硅原子連接的氫原子和10 至50個(gè)或20至40個(gè)硅原子的聚有機(jī)硅氧烷。聚有機(jī)硅氧烷可為低折射率聚有機(jī)硅氧烷, 在這種情況下,其可具有芳基摩爾比(Ar/Si)的上述范圍。在另一實(shí)施方案中,聚有機(jī)硅氧 烷所包括的硅原子數(shù)可為25或更高、27或更高或者約30或更高,優(yōu)選地約38或更低或者 36或更低。這種化合物例如由式3表示,并且可包含R的芳基(其為一價(jià)烴基)以滿足低 折射率聚有機(jī)硅氧烷的芳基摩爾比(Ar/Si)。此處,n在18至38的范圍內(nèi)。此外,在這種 情況下,n可為23或更高、25或更高或者28或更高,優(yōu)選地36或更低或者34或更低。相 對于100重量份聚有機(jī)硅氧烷(B),這種化合物在可固化組合物中的比可為但不特別限于 例如5至30重量份、5至25重量份、5至20重量份或者5至15重量份。除非特別另行限 定,否則單位"重量份"可為各個(gè)組分與其他組分的重量比。
[0066] 可固化組合物還可包含具有式5的平均經(jīng)驗(yàn)式的化合物(下文中稱為化合物(C)) 作為包含氫原子的化合物。
[0067][式 5]
[0068] (HR2SiO)a (RSiO372)b (R2SiO272)c
[0069] 在式5中,R各自獨(dú)立地為一價(jià)烴基,至少一個(gè)R是芳基,且當(dāng)a、b和c的和 (a+b+c)是 1 時(shí),a是 0. 3 至 0. 8,b是 0. 2 至 0. 7 或 0. 2 至 0. 5,c是 0 至 0. 5 或 0 至 0. 3。
[0070] 化合物(C)中與硅原子連接的氫(H)原子的摩爾數(shù)與全部硅(Si)原子的摩爾數(shù) 的比(H/Si)可為例如約0. 2至I. 0或0. 4至1. 0。
[0071] 此外,化合物(C)中與娃原子連接的芳基(Ar)的摩爾數(shù)與全部娃(Si)原子的摩 爾數(shù)的比(Ar/Si)可為例如約0至0. 8或0. 2至0. 8。
[0072] 當(dāng)使用化合物(C)時(shí),在考慮例如聚有機(jī)硅氧烷(B)的比或脂肪族不飽和鍵的量 下可以適當(dāng)?shù)剡x擇其含量。
[0073] 可固化組合物還可包含另一含有氫原子的化合物,例如式6的化合物(下文中稱 為化合物(D))。
[0074][式 6]
[0075]R3SiO(HRSiO)r (R2SiO)s0SiR3
[0076] 在式6中,R各自獨(dú)立地為氫、環(huán)氧基或一價(jià)烴基,r是5至100的數(shù),s是0至100 或5至100的數(shù)。在式6中,一價(jià)烴基可為例如不包括芳基的一價(jià)烴基。
[0077] 化合物⑶所包括的與硅原子連接的氫⑶原子的摩爾數(shù)與全部硅(Si)原子的 摩爾數(shù)的比(H/Si)可為0. 2至1或0. 3至1。通過如上所述地控制摩爾比(H/Si)可優(yōu)良 地保持可固化性。此外,化合物(D)在25°C下的粘度可為0.IcP至100,000cP、0.IcP至 10, 000cP、0.IcP至1,OOOcP或者0.IcP至300cP。當(dāng)化合物(D)具有在上述范圍內(nèi)的粘度 時(shí),可優(yōu)良地保持組合物的可處理性和固化產(chǎn)物的硬度。
[0078] 此外,化合物(D)中與娃原子連接的芳基(Ar)的摩爾數(shù)與全部娃(Si)原子的摩 爾數(shù)的比(Ar/Si)可為例如約0至0. 8或0至0. 7。
[0079] 考慮可固化組合物所包括的含有脂肪族不飽和鍵的官能團(tuán)總量例如聚有機(jī)硅氧 烷(A)所包括的烯基的量,和聚有機(jī)硅氧烷(B)所包括的與硅原子連接的氫原子的量,可以 適當(dāng)控制化合物(D)的含量。
[0080] 可固化組合物還可包含含有脂肪族不飽和鍵的化合物,例如線性或部分交聯(lián)的聚 有機(jī)硅氧烷(下文中稱為聚有機(jī)硅氧烷(E))。本文中所使用的術(shù)語"線性聚有機(jī)硅氧烷" 可為由M和D單元所構(gòu)成的聚有機(jī)硅氧烷,而術(shù)語"部分交聯(lián)的聚有機(jī)硅氧烷"是具有足夠 長的線性結(jié)構(gòu)(其衍生自D單元且向其部分地引入T或Q單元例如T單元)的聚有機(jī)硅氧 烷。例如,聚有機(jī)硅氧烷的其中所包括D單元與D、T和Q單元總和的比(DAD+T+Q))可為 〇. 7或更高、0. 75或更高、0. 8或更高或者0. 85或更
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