專利名稱：光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電器件封裝用雜化膠及其制備方法，特別是一種光電器件封裝 用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著電子集成技術(shù)和印刷電路板技術(shù)的發(fā)展，電子組裝的密度大幅提高，電子元 器件在成千上萬倍地縮小，同時運算速度也越來越快。在這種高頻工作頻率下，半導(dǎo)體的工 作熱環(huán)境向高溫方向迅速移動；此時，電子元器件產(chǎn)生的熱量迅速積累、增加。溫度升高可 能是導(dǎo)致材料電絕緣性能、機械性能等下降以及電子元器件壽命降低的重要原因，因此要 使電子元器件能高可靠性地正常工作，封裝材料的耐熱性能的好壞成為其使用壽命的關(guān)鍵 因素。傳統(tǒng)的環(huán)氧膠滿足不了固化后使用要求，其固化后存在內(nèi)應(yīng)力大、質(zhì)脆，耐疲勞 性、耐熱性、耐沖擊性差等不足，以及剝離強度低和耐濕熱性較差等缺點，加之表面能高，在 很大程度上限制了它在某些高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，而有機硅樹脂具有防銹、耐寒、耐腐蝕、耐 輻射、耐臭氧等性能而備受關(guān)注，但單純的有機硅封裝膠的粘結(jié)強度低、機械性能差以及生 產(chǎn)成本較高，難以滿足光電器件封裝的應(yīng)用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種光電器件封裝用的環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂 雜化膠。本發(fā)明的目的之二在于提供該雜化膠的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的機理為采用水解法制備出環(huán)氧倍半硅氧烷，并對其進(jìn) 行改性，在所制備的改性環(huán)氧倍半硅氧烷中加入雙酚A型環(huán)氧樹脂、促進(jìn)劑三乙胺，攪拌均 勻后成為光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂膠的A組分，使用時A組分與作為B 組分的固化劑聚酰胺、N，N-二氨基二苯基甲烷，混合后在一定溫度下進(jìn)行固化即可。根據(jù)上述機理，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠，為A、B雙組份的雜化膠， 其特征在于所述的A組分的組成和質(zhì)量百分含量為改性環(huán)氧倍半硅氧烷 12% 18%，其結(jié)構(gòu)式為 其中R為 雙酚A型環(huán)氧樹脂36% 42%，三乙胺0.5% 1.5%;所述的B組分為固化劑聚酰胺和N，N_ 二氨基二苯基甲烷，其用量分別為A組分總 質(zhì)量的30% 38%和5% 10%。上述的聚酰胺的重均分子量為9. OX 102 1. 8X 103。一種制備上述的光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的方法，其特 征在于該方法的具體步驟為a.改性環(huán)氧倍半硅氧烷的合成將有機溶劑四氫呋喃、Y-(2，3環(huán)氧丙氧)丙基三 甲氧基硅烷和去離子水按0.28 1 (0.2 0.4)的體積比混合均勻；緩慢滴加甲酸催化 齊IJ，其與Y-(2，3環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷體積比為1 (0.42 0.39)，升溫至60 85°C，攪拌反應(yīng)6 10小時；減壓除去水后，加入四氫呋喃，且四氫呋喃與(2，3環(huán)氧丙 氧)丙基三甲氧基硅烷體積比為1 (0.15 0.2)，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 5小時；減壓去除 水與溶劑，獲得環(huán)氧倍半硅氧烷；再加入三甲基氯硅烷，三甲基氯硅烷與環(huán)氧硅氧烷的體積 比為(0. 005 0. 1) 1，混合均勻后得到改性的環(huán)氧倍半硅氧烷，其結(jié)構(gòu)式為； 其中R為 所述的Y-(2，3環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的結(jié)構(gòu)式為 所述的三甲基氯硅烷的結(jié)構(gòu)式為 b.光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的制備將改性環(huán)氧倍半硅 氧烷與雙酚A型環(huán)氧樹脂按在45°C下攪拌5分鐘；加入固化劑促進(jìn)劑三乙胺；混合均勻后， 即得到光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的A組分；c.該光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的B組分為聚酰胺和N， N-二氨基二苯基甲烷，其用量分別為A組分總質(zhì)量30% 38%和5% 10%。上述的制備改性環(huán)氧倍半硅氧烷的反應(yīng)機理為 式中R為
和
__C3H6_O_CH2 _HC—CH2來自Y_(2，3環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷， ch3
來自三甲基氯硅烷；這兩種取代基在終產(chǎn)物改性環(huán)氧倍半硅氧烷的結(jié)構(gòu)中
隨機出現(xiàn)。本發(fā)明通過合成高分子量的改性環(huán)氧倍半硅氧烷，并采用聚酰胺與芳胺的復(fù)合固 化劑將此改性后的環(huán)氧倍半硅氧烷引入環(huán)氧鏈段中，使得改性后的環(huán)氧倍半硅氧烷和環(huán)氧 樹脂封裝材料兼具環(huán)氧樹脂和有機硅雜化樹脂的優(yōu)異性能，并提高了雜化膠的粘結(jié)強度與 斷裂伸長率，達(dá)到光電器件的封裝要求。所合成的環(huán)氧倍半硅氧烷的分子量高，最大數(shù)均分 子量達(dá)到1. 1 x 106，重均分子量達(dá)到1. 21 X 106。制備的膠兼具環(huán)氧倍半硅氧烷與環(huán)氧樹脂 的優(yōu)點，耐熱、耐寒、耐腐蝕、耐腐蝕，以及粘接性能高、固化收縮率小、電性能好，達(dá)到光電 器件的封裝要求，而且制備過程工藝簡單，易于操作。具有耐熱性好、耐紫外輻射、耐化學(xué)品 腐蝕和力學(xué)性能優(yōu)異的。具體實施方法 實施例一1、環(huán)氧倍半硅氧烷的合成a)在反應(yīng)裝置中加入有機溶劑四氫呋喃10mL和有機硅氧烷Y_(2，3環(huán)氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷25mL以及去離子水5mL。b)緩慢滴加甲酸催化劑llmL，升溫至65°C，攪拌反應(yīng)6h。c)減壓除去水后，加入5mL四氫呋喃，體系繼續(xù)反應(yīng)2h。d)減壓去除水與溶劑，獲得環(huán)氧倍半硅氧烷。e)加入三甲基氯硅烷，其與環(huán)氧硅氧烷的體積比為0.01 1。2、光電封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的制備a)稱取1. Og上述所制產(chǎn)物和1. 0g雙酚A環(huán)氧樹脂，在45 °C下混合均勻。b)加入三乙胺0. 02g,混合均勻。c)加入低分子聚酰胺0. 9g和N，N- 二氨基二苯基甲烷0. lg，混合均勻。d)將上述的制好的試樣在一定的溫度下固化，其固化溫度為60°C，固化時間為 4h。本實施例制備的光電器件封裝用改性環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的剪切 強度為9. 36MPa，斷裂伸長率為1. 32%。實施例二 1、環(huán)氧倍半硅氧烷的合成a)在反應(yīng)裝置中加入有機溶劑四氫呋喃15mL和有機硅氧烷Y_(2，3環(huán)氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷28mL以及去離子水7mL。b)緩慢滴加甲酸催化劑13mL，升溫至65°C，攪拌反應(yīng)6h。c)減壓除去水后，加入6mL有機溶劑四氫呋喃，體系繼續(xù)反應(yīng)2h。d)減壓去除水與溶劑，獲得環(huán)氧倍半硅氧烷。e)加入三甲基氯硅烷，其與環(huán)氧硅氧烷的體積比為0.01 1。2、光電封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的制備a)稱取0.4g上述所制產(chǎn)物和0.6g雙酚A環(huán)氧樹脂，在45°C下混合均勻。b)加入三乙胺0. 015g,混合均勻。c)加入低分子聚酰胺0. 5g和N，N- 二氨基二苯基甲烷0. 06g,混合均勻。d)將上述制好的試樣在一定的溫度下固化，其固化溫度為60°C，固化時間為4h。本實施例制備的光電器件封裝用改性環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的剪切 強度為11. 12MPa，斷裂伸長率為1.68%。實施例三1、環(huán)氧倍半硅氧烷的合成a)在反應(yīng)裝置中加入有機溶劑四氫呋喃22mL和有機硅氧烷Y_(2，3環(huán)氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷34. 86mL以及去離子水11. 31mL。b)緩慢滴加甲酸催化劑14. 5mL,升溫至80°C，攪拌反應(yīng)6h。c)減壓除去水后，加入8mL有機溶劑四氫呋喃，體系繼續(xù)反應(yīng)6h。d)減壓去除水與溶劑，獲得環(huán)氧倍半硅氧烷。e)加入三甲基氯硅烷，其與環(huán)氧硅氧烷的體積比為0.01 1。
2、光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的制備a)稱取0. 3g上述所制產(chǎn)物和0. 7g雙酚A環(huán)氧樹脂，在45 °C下混合均勻。b)加入三乙胺0. 02g,混合均勻。c)加入低分子聚酰胺0. 6g和N，N- 二氨基二苯基甲烷0. 15g，混合均勻。d)將上述的制好的試樣在60°C下固化，固化時間為2h。然后升溫至135°C固化時 間為2h。本實施例制備的光電器件封裝用的改性環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的剪 切強度為14. 59MPa，斷裂伸長率為2. 07%。
權(quán)利要求
一種光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠，為A、B雙組份的雜化膠，其特征在于所述的A組分的組成和質(zhì)量百分含量為改性環(huán)氧倍半硅氧烷12％～18％，其結(jié)構(gòu)式為其中R為和雙酚A型環(huán)氧樹脂36％～42％，三乙胺 0.5％～1.5％；所述的B組分為固化劑聚酰胺和N，N-二氨基二苯基甲烷，其用量分別為A組分總質(zhì)量的30％～38％和5％～10％。FSA00000142450900011.tif,FSA00000142450900012.tif,FSA00000142450900013.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠，其特征 在于所述的聚酰胺的重均分子量為9.0X102 1.8X103。
3.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠 的方法，其特征在于該方法的具體步驟為a.改性環(huán)氧倍半硅氧烷的合成將有機溶劑四氫呋喃、Y-(2，3環(huán)氧丙氧)丙基三甲 氧基硅烷和去離子水按0.28 1 (0.2 0.4)的體積比混合均勻；緩慢滴加甲酸催化 劑，其與Y-(2，3環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷體積比為1 (0.42 0.39)，升溫至60 85°C，攪拌反應(yīng)6 10小時；減壓除去水后，加入四氫呋喃，且四氫呋喃與Y-(2，3環(huán)氧丙 氧)丙基三甲氧基硅烷體積比為1 (0.15 0.2)，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 5小時；減壓去除 水與溶劑，獲得環(huán)氧倍半硅氧烷；再加入三甲基氯硅烷，三甲基氯硅烷與環(huán)氧硅氧烷的體積 比為(0. 005 0. 1) 1，混合均勻后得到改性的環(huán)氧倍半硅氧烷，其結(jié)構(gòu)式為； 其中R為 所述的Y-(2，3環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的結(jié)構(gòu)式為 2所述的三甲基氯硅烷的結(jié)構(gòu)式為 b.光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的制備將改性環(huán)氧倍半硅氧烷 與雙酚A型環(huán)氧樹脂按在45°C下攪拌5分鐘；加入促進(jìn)劑三乙胺；混合均勻后，即得到光電 器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的A組分；c.該光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠的B組分為固化劑聚酰胺和 N，N- 二氨基二苯基甲烷，其用量分別為A組分總質(zhì)量的30% 38%和5% 10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光電器件封裝用環(huán)氧倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化膠及其制備方法。該雜化膠使用時基體樹脂、固化劑及其余組分的混合組成和質(zhì)量百分含量為改性環(huán)氧倍半硅氧烷(12％～18％)，其結(jié)構(gòu)式為其中R為或雙酚A型環(huán)氧樹脂(36％～42％)，聚酰胺(30％～38％)，N，N-二氨基二苯基甲烷(5％～10％)，三乙胺(0.5％～1.5％)。本發(fā)明所合成的環(huán)氧倍半硅氧烷的分子量高，最大數(shù)均分子量達(dá)到1.1×106，重均分子量達(dá)到1.21×106。制備的膠兼具環(huán)氧倍半硅氧烷與環(huán)氧樹脂的優(yōu)點，耐熱、耐寒、耐腐蝕，以及粘接性能高、固化收縮率小、電性能好，達(dá)到光電器件的封裝要求，而且制備過程工藝簡單，易于操作。具有耐熱性好、耐紫外輻射、耐化學(xué)品腐蝕和力學(xué)性能優(yōu)異。
文檔編號C09J163/02GK101857789SQ20101018568
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者宋繼中, 朱棣, 王均安, 裴昌龍, 賀英, 陳杰 申請人:上海大學(xué)