專利名稱：電氣和電子部件的密封劑或填料以及電氣和電子部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣和電子部件的密封劑或填料，并涉及分別用前述密封劑或填料密封或填充的電氣和電子部件。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域內(nèi)用通過氫化硅烷化反應(yīng)可固化的有機(jī)聚硅氧烷組合物密封或填充電氣和電子部件是已知的。這種組合物能夠，例如，通過以下組合物進(jìn)行示例性說明包括具有乙烯基基團(tuán)的支鏈有機(jī)聚硅氧烷、具有硅鍵連氫原子的直鏈有機(jī)聚硅氧烷和氫化硅烷化反應(yīng)催化劑的組合物{參見日本未審查專利申請(qǐng)出版物(此后稱之為“Kokai”) S48-17847}；包括具有乙烯基基團(tuán)的支鏈有機(jī)聚硅氧烷、具有硅鍵連氫原子的有機(jī)聚硅氧烷和氫化硅烷化反應(yīng)催化劑的組合物(參見Kokai S58-7452)；和具有乙烯基基團(tuán)的支鏈有機(jī)聚硅氧烷，分子兩端用乙烯基基團(tuán)封蓋的直鏈有機(jī)聚硅氧烷，僅僅在分子兩端具有硅鍵連氫原子的的直鏈有機(jī)聚硅氧烷和氫化硅烷化反應(yīng)催化劑的組合物(參見日本已審查專利申請(qǐng)出版物H03-1^69)。一般而言，前述類型的組合物通過加熱而固化。近來，然而，為了保護(hù)環(huán)境，已經(jīng)開展了旨在降低與加熱相關(guān)的電氣和電子部件密封或填充期間形成的(X)2量的研究。然而，前述組合物室溫下固化會(huì)導(dǎo)致要么固化不完全，要么產(chǎn)生的固化體硬度不足。另外，用前述組合物密封或填充的電氣電子部件的可靠性測試表明，固化體的硬度隨著時(shí)間的推移而變化，由此有損于密封或填充部件的可靠性。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供能夠確保室溫下固化充分的電氣和電子部件的密封劑或填料并使之能夠改善密封或填充部件的可靠性。另一個(gè)目的是提供具有足夠可靠性的電氣和電子部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明電氣和電子部件的密封劑或填料包括一種通過氫化硅烷化反應(yīng)可固化的兩種或多種液體型有機(jī)聚硅氧烷組合物，所述組合物的粘度在室溫下于10分鐘或更長的時(shí)間內(nèi)就會(huì)由直接混合所有組分之后獲得的初始值加倍，并在另一 10分鐘之內(nèi)室溫下提高初始粘度的5-倍至10-倍。前述通過氫化硅烷化反應(yīng)可固化的有機(jī)聚硅氧烷組合物可以是一種含液體A和液體B的雙液體型組合物，其中液體A包括(a)在一個(gè)分子中具有至少兩個(gè)烯基的支鏈或直鏈有機(jī)聚硅氧烷，和(b)在分子兩端具有硅鍵連氫原子的直鏈有機(jī)聚硅氧烷{該組分按照這種用量包括在內(nèi)而使每1摩爾組合物中存在的組分(a)的所述所有所述烯基存在0. 1 至10摩爾該組分的所述硅鍵連氫原子}，液體A不含(c)氫化硅烷化反應(yīng)催化劑；而液體B 包括組分(a)和組分(c)(按照催化量)而無組分(b)。組分(a)可以是一種包括至少鍵連至分子端基的烯基的有機(jī)聚硅氧烷。更具體而言，這可以是僅僅在分子端基上具有烯基的支鏈有機(jī)聚硅氧烷，尤其是，包括僅僅鍵連分子端基的烯基的至少兩種類型的支鏈有機(jī)聚硅氧烷的混合物。組分(a)可以包括含有既鍵連分子端基也鍵連分子側(cè)鏈的烯基的直鏈有機(jī)聚硅氧烷。本發(fā)明的電氣和電子部件特征在于用前述電氣和電子部件的密封劑或填料在室溫下密封或填充。發(fā)明效果本發(fā)明電氣和電子部件的密封劑或填料能夠提供室溫下的充分固化，并能夠改善所密封或填充的電氣和電子部件的可靠性。由此，這些部件的特征在于其可靠性。
具體實(shí)施例方式讓我們首先更詳細(xì)地考慮用于密封和填充電氣和電子部件的本發(fā)明密封劑或填料。這種電氣和電子部件的密封劑或填料包括通過氫化硅烷化反應(yīng)可固化的兩種或多種液體類型有機(jī)聚硅氧烷組合物。所述組合物的粘度在室溫下于10分鐘或更長的時(shí)間內(nèi)就會(huì)由直接混合所有組分之后獲得的初始值加倍。另外，所述組合物的粘度在室溫下于另一 10分鐘之內(nèi)究于升高初始粘度的5-倍至10-倍。既然本發(fā)明的密封劑或填料特征在于所有組分室溫下混合后直接固化反應(yīng)的進(jìn)步以及既然對(duì)于粘度由初始粘度達(dá)到其加倍值只花費(fèi)10分鐘或更多，則對(duì)于組合物滲透到窄空間內(nèi)而密封和填充復(fù)雜部件就成為可能。本文中術(shù)語“室溫”是指常溫，尤其是10至 40°C，優(yōu)選15至35°C，而最優(yōu)選20士5°C范圍的溫度。盡管對(duì)于本發(fā)明的密封劑或填料在 25°C下的初始粘度的上限沒有特殊限制，但是推薦初始粘度不超過15，OOOmPa. s，而更優(yōu)選不超過5，OOOmPa. s，而甚至不超過2，OOOmPa. S。另一方面，盡管對(duì)于在25°C下的初始粘度的下限沒有特殊限制，但是推薦該值不低于IOmPa. s，優(yōu)選不低于50mPa. s，更優(yōu)選不低于 IOOmPa. s，而最優(yōu)選不低于150mPa. s。既然所述組合物的粘度在室溫下于另一 10分鐘內(nèi)提高了初始粘度的5-倍至 10-倍，則藉此快速固化的固化反應(yīng)過程在室溫下就迅速完成。以上描述的特點(diǎn)使之可能縮短與密封和固化電氣和電子部件相關(guān)的加熱操作，而保護(hù)電氣和電子部件免受熱應(yīng)力的發(fā)展，而密封或填充半導(dǎo)體，電容，電阻調(diào)節(jié)器，或其它可能引入到電路或模塊中的低耐熱性元件。對(duì)于通過固化這種密封劑或填料獲得的固化體的狀態(tài)沒喲特殊限制，而這種固化體可以以凝膠，或低硬度橡膠形式獲得。具體而言，如果這種密封劑或填料以具有10至 150JIS K 2220中定義的1/4稠度的類凝膠體形式獲得，則這種電氣和電子部件對(duì)沖擊載荷和熱循環(huán)的耐受性能夠改進(jìn)。本發(fā)明的密封劑或填料包括一種通過氫化硅烷化反應(yīng)可固化的兩種或多種液體型有機(jī)聚硅氧烷組合物。這是指這種密封劑或填料可以包括兩種液體，三種液體，四種液體，或更多種。然而，雙液體型或三液體型的有機(jī)聚硅氧烷是優(yōu)選的，而雙液體型是最優(yōu)選的。例如，雙液體型有機(jī)聚硅氧烷可以包括液體A和液體B，其中液體A包括(a)在一個(gè)分子中具有至少兩個(gè)烯基的支鏈或直鏈有機(jī)聚硅氧烷，和 (b)在分子兩端具有硅鍵連氫原子的直鏈有機(jī)聚硅氧烷{該組分按照這種用量包括在內(nèi)而使每1摩爾組合物中存在的組分(a)的所述所有所述烯基存在0. 1至10摩爾該組分的所述硅鍵連氫原子}，液體A不含(c)氫化硅烷化反應(yīng)催化劑；而液體B包括組分(a)和組分(c)(按照催化量)而無組分(b)。組分(a)，這是這種密封劑或填料的主要試劑，是在一個(gè)分子中具有至少兩個(gè)烯基的支鏈或直鏈有機(jī)聚硅氧烷。盡管對(duì)于組分(a)在25°C下的粘度沒有特殊限制，但是推薦所述粘度處于10至100，OOOmPa. s的范圍。如果所述奶牛度低于所推薦的下限，則這將會(huì)損害所獲得的固化體的物理性能。如果，另一方面，所述粘度超過了所推薦的上限，則這將會(huì)損害密封劑或填料的可操作性能和可加工性。支鏈有機(jī)聚硅氧烷可以具有支鏈或部分支鏈的直鏈分子結(jié)構(gòu)。具體實(shí)例有有機(jī)聚硅氧烷，其分子結(jié)構(gòu)包括RSiO372單元(其中R表示單價(jià)烴基)和/或SiO472單元。這種支鏈有機(jī)聚硅氧烷可以包括單一聚合物或至少兩種類型的這種聚合物的混合物。對(duì)于當(dāng)混合兩種類型的有機(jī)聚硅氧烷時(shí)其中組分有機(jī)聚硅氧烷能夠使用比率沒有特殊限制，但是一般而言可以推薦使用的重量比為(9 95)至(95 5)，優(yōu)選(10 90)至(90 10)，而最優(yōu)選(20 80)至(80 20)。支鏈有機(jī)聚硅氧烷可以包括由I 2Si02/2單元、RSiOv2單元和t 3Si01/2單元構(gòu)成的聚合物。在上述單元中，R表示單價(jià)烴基如甲基，乙基，丙基，或類似的烷基；乙烯基，烯丙基，丁烯基，己烯基，或類似的烯基；苯基，甲苯基，或類似的芳基；3，3，3-三氟丙基，或類似的鹵代烷基；聚合物也可以包括非常少量的羥基；甲氧基，或類似的烷氧基，但是在上述聚合物中由R表示的至少兩個(gè)基團(tuán)鼻吸是烯基。盡管對(duì)于聚合物中的這些單元的含量沒有特殊限制，但是一般而言&Si02/2單元的含量應(yīng)該處于80. 00摩爾％至99. 65摩爾％的范圍， RSiO372單元含量應(yīng)該處于0. 10摩爾％至10. 00摩爾％的范圍，而R3Si01/2單元占其余的比例。另一支鏈有機(jī)聚硅氧烷是由t 2Si02/2單元，Si04/2單元和R3SiCV2單元構(gòu)成的聚合物。在這些單元中，R表示如上所述的那些中相同的單價(jià)烴基。羥基；和甲氧基，或類似烷氧基可以占非常少量，但是在前述聚合物中至少兩個(gè)由R表示的基團(tuán)必須是烯基。盡管對(duì)于這些單元在聚合物中的含量沒有特殊限制，但是一般而言t 2Si02/2單元的含量應(yīng)該處于 80. 00摩爾％至99. 65摩爾％的范圍，RSi04/2單元含量應(yīng)該處于0. 10摩爾％至10. 00摩爾％的范圍，而R3Si01/2單元占其余的比例。直鏈有機(jī)聚硅氧烷是具有直鏈分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)聚硅氧烷。在這種有機(jī)聚硅氧烷中所含的硅鍵連有機(jī)基團(tuán)可以通過單價(jià)烴基，如甲基，乙基，丙基，或類似的烷基；乙烯基，烯丙基，丁烯基，己烯基，或類似的烯基；苯基，甲苯基，或類似的芳基；3，3，3-三氟丙基，或類似的鹵代烷基示例性說明。必須存在至少兩個(gè)烯基。前述直鏈有機(jī)聚硅氧烷能夠通過以下化合物進(jìn)行示例性說明在分子兩端用二甲基乙烯基甲硅烷氧基封蓋的二甲基聚硅氧烷； 甲基苯基硅氧烷和在分子兩端用二甲基乙烯基甲硅烷氧基封蓋的二甲基聚硅氧烷的共聚物；甲基乙烯基硅氧烷和在分子兩端用三甲基甲硅烷氧基封蓋的二甲基硅氧烷的共聚物； 甲基苯基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷和在分子兩端用三甲基甲硅烷氧基封蓋的二甲基硅氧烷的共聚物；甲基乙烯基硅氧烷和在分子兩端用硅醇基封蓋的二甲基硅氧烷的共聚物；其中部分甲基被乙基、丙基或除了甲基之外的類似烷基以及3，3，3_三氟丙基或類似的鹵代烷基取代的前述聚合物；其中部分乙烯基用烯丙基、丁烯基、己烯基或除了乙烯基之外的類似烯基取代的前述聚合物以及兩種或多種上述聚合物的混合物。最優(yōu)選的是在分子兩端端基和側(cè)鏈上具有烯基的有機(jī)聚硅氧烷。組分(b)是本發(fā)明的密封劑或填料的交聯(lián)劑。其包括分子端基上具有硅鍵連氫原子的直鏈有機(jī)聚硅氧烷。對(duì)于組分(b)在25°C的粘度沒有特殊限制，但是優(yōu)選所述粘度處于1至10，OOOmPa. s的范圍。如果粘度低于上述推薦的下限，這將會(huì)損害所獲得的固化體的物理性質(zhì)，而如果，另一方面，粘度超過以上推薦上限，這將損害這種密封劑或填料的可操作性和可加工性。在組分(b)中所含的硅鍵連有機(jī)基團(tuán)可以由除了烯基之外的甲基，乙基，丙基，或類似的烷基；苯基，甲苯基，或類似的芳基；3，3，3-三氟丙基，或類似的鹵代烷基，以及其它單價(jià)烴基表示。上述組分(b)能夠由以下化合物示例性說明在分子兩端用二甲基氫甲硅烷氧基封蓋的二甲基聚硅氧烷；甲基苯基硅氧烷和在分子兩端用二甲基氫甲硅烷氧基封蓋的二甲基硅氧烷的共聚物；甲基氫硅氧烷和分子兩端用二甲基氫甲硅烷氧基封蓋的二甲基硅氧烷的共聚物；其中部分甲基用乙基，丙基或除了甲基之外的類似烷基或用3，3，3-三氟丙基或其它類似的鹵代烷基取代的前述聚合物；以及以上提及的聚合物的兩種或多種的混合物。 最優(yōu)選僅僅在分子兩端具有硅鍵連氫原子的直鏈有機(jī)聚硅氧烷。在本發(fā)明的所述組合物中，組分(b)按照這種用量使用而使每1摩爾組合物中組分(a)的所有烯基存在0. 1至10摩爾，優(yōu)選0. 5至5摩爾，而最優(yōu)選0. 5至2摩爾的該組分的所述硅鍵連氫原子。如果組分(b)按照低于以上推薦的下限包括，則所獲得的密封劑或填料將固化不充分，而如果，另一方面，組分(b)的含量超過推薦上限，這安靜損害所獲得的固化體的物理性質(zhì)。組分(c)是促進(jìn)本發(fā)明的密封劑或填料固化的氫化硅烷化反應(yīng)催化劑。組分(C) 能夠通過氯鉬酸，氯鉬酸的醇溶液，鉬烯烴絡(luò)合物，1，3- 二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷的鉬絡(luò)合物，載鉬粉末或類似的鉬基催化劑；四(三苯基膦)鈀，鈀黑，鈀-基催化劑與三苯基膦的混合物或類似的鈀催化劑；和銠基催化劑進(jìn)行示例性說明。鉬基催化劑是優(yōu)選的。在本發(fā)明的密封劑或填料中，組分(C)按照催化用量使用。當(dāng)使用鉬基催化劑時(shí)， 則依據(jù)重量單位計(jì)按照0. 01至1，OOOppm,而優(yōu)選0. 1至500ppm的用量加入。如果必要，這種密封劑或填料能夠與任意組分如乙炔化合物，有機(jī)膦化合物，含乙烯基硅氧烷化合物或類似的情話硅烷化反應(yīng)調(diào)節(jié)劑；煙熏二氧化硅，濕法氧化硅，壓碎石英，氧化鈦，碳酸鎂，氧化鋅，氧化鐵，硅藻土，碳黑或類似的無機(jī)填料；用有機(jī)硅化合物進(jìn)行表面處理的前述無機(jī)填料；阻燃劑，耐熱添加劑，顏料和染料進(jìn)行組合混合。以下是本發(fā)明的電氣和電子部件的更詳細(xì)描述。本發(fā)明的電氣和電子部件是那些組分，其用本發(fā)明的密封劑或填料在室溫下進(jìn)行密封或填充。電氣和電子部件通過將IC，混雜IC，LSI的或類似的半導(dǎo)體元件，電容，電阻調(diào)節(jié)器或類似的電元件引入電路或模塊中并用硅酮凝膠密封或填充的電路或模塊進(jìn)行舉例說明。這種部件的具體實(shí)例如下對(duì)于在辦公自動(dòng)化設(shè)備中所用的各種馬達(dá)控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、汽車、家用電器、工廠自動(dòng)系統(tǒng)等的功率IC，在電力源領(lǐng)域內(nèi)使用的200V線操作功率IC，汽車領(lǐng)域內(nèi)燈/螺線管驅(qū)動(dòng)的高側(cè)開關(guān)，或類似的功率IC ；通過將許多功率半導(dǎo)體組裝入單個(gè)包中而形成的高電流和高容量模塊，適用于車輛的點(diǎn)火器和調(diào)節(jié)器，或其它部件。 功率模塊是優(yōu)選的。
實(shí)施例本發(fā)明用于電氣和電子部件及其自身部件的密封劑或填料現(xiàn)在將參照應(yīng)用和對(duì)照實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)地進(jìn)一步描述。在這些實(shí)施例中，各個(gè)特性具有的值都在25°C下測定。 另外，這種電氣和電子部件的密封劑或填料及其固化體的性質(zhì)通過以下描述的方法進(jìn)行測定。[粘度]通過氫化硅烷化反應(yīng)可固化的雙液體型有機(jī)聚硅氧烷組合物由表1中所示的液體A和液體B制備。組合物的粘度采用旋轉(zhuǎn)型粘度計(jì)(Digital Viscometer DVH-B-411, Tokimec Co.，Ltd.)直接在將液體A和B混合之后測定。該粘度被當(dāng)作初始粘度。在這之后，在25°C下于預(yù)定時(shí)間段測定粘度。更具體而言，在粘度相比于初始粘度增加2倍和5倍至10倍時(shí)測定時(shí)間。結(jié)果如表1中所示。[固化體1/4稠度]這種電氣和電子部件的密封劑或填料緩慢傾倒于50mL玻璃燒杯中而后在液體粘度加倍之后30分鐘，根據(jù)JIS K 2220中指定方法和步驟測定固化體的1/4稠度。固化體的1/4稠度通過相同的方法在粘度加倍增加之后120分鐘進(jìn)行測定。關(guān)于固化充分性的判斷基于1/4稠度變化而完成。結(jié)果如表1所示。[應(yīng)用實(shí)施例1至6]液體A和B通過將以下給出的表1中所示的組分混合而制備。接著，通過將液體A 和液體B在25°C下混合而制備電氣和電子部件的密封劑或填料。表1中所示的SiH/SiCH =CH2表示組分(b)的硅鍵連氫原子與以上各種密封劑或填料的組分(a-Ι)至(a_4)中所含的1摩爾所有烯基的摩爾比。組分(a-Ι)支鏈有機(jī)聚硅氧烷(乙烯基含量=0. 22wt. % )具有粘度530mPa. s并含有94. 8摩爾％的(CH3)2Si02/2單元，2. 6摩爾％ d的CH3SiOv2單元，2. 0摩爾％的 (CH3) 3Si01/2 和 0. 6 摩爾 % 的(CH3) 2 (CH2 = CH) SiOl72 單元。組分(a-2)支鏈有機(jī)聚硅氧烷(乙烯基含量=0. 18wt. % )具有粘度370mPa· s并含有 94. 5 摩爾 ％的(CH3)2Si02/2 單元，2. 7 摩爾 ％ 的 CH3SiOv2 單元，2. 3 摩爾 ％的(CH3)3SiOv2 和 0. 5 摩爾 % 的(CH3) 2 (CH2 = CH) SiOl72 單元。組分(a-3)支鏈有機(jī)聚硅氧烷(乙烯基的含量=0. 69wt. % )具有粘度350mPa. s 并含有 97. 6 摩爾 ％ 的(CH3) 2Si02/2 單元，1. 9 摩爾 ％ 的(CH3) 2 (CH2 = CH) SiOl72 單元和 0. 5 摩爾％ of SiO472單元。組分(a-4)甲基乙烯基硅氧烷和二甲基硅氧烷的共聚物，具有粘度620mPa. s,而在分子兩端用二甲基乙烯基甲硅烷氧基封蓋(乙烯基含量=1. 21wt. % )。組分(b) 二甲基聚硅氧烷具有粘度15mPa. s而在分子兩端用二甲基氫甲硅烷氧基封蓋(硅鍵連氫原子的含量=0. 13wt. % )。組分(c) :1，3_ 二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷鉬絡(luò)合物(鉬濃度0. 5wt. %； 乙烯基含量=2. 48wt. % )。組分(d-1)2-苯基-3- 丁炔-2-醇組分(d-2) :1-乙炔-I-環(huán)己醇[表 1]
權(quán)利要求
1.一種電氣和電子部件的密封劑或填料，包括通過氫化硅烷化反應(yīng)可固化的兩種或多種液體型有機(jī)聚硅氧烷的組合物，在室溫下，所述組合物的粘度由直接混合所有組分后獲得的初始值在10分鐘或更長的時(shí)間內(nèi)加倍，并且在室溫下，在另一個(gè)10分鐘內(nèi)增加初始粘度的5倍至10倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣和電子部件的密封劑或填料，其中所述通過氫化硅烷化反應(yīng)可固化的有機(jī)聚硅氧烷組合物屬于一種含液體A和液體B的雙液體型組合物，其中，液體A包括(a)在一個(gè)分子中具有至少兩個(gè)烯基的支鏈或直鏈有機(jī)聚硅氧烷，和(b) 在分子兩端具有硅鍵連氫原子的直鏈有機(jī)聚硅氧烷，這種組分按照這種用量包括在內(nèi)，即對(duì)應(yīng)于每1摩爾，所述組合物中的所有所述烯基組分(a)存在0. 1至10摩爾這種組分的所述硅鍵連氫原子，液體A不含(c)氫化硅烷化反應(yīng)催化劑；而液體B包括組分(a)和組分(c)(按照催化量)而無組分(b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣和電子部件的密封劑或填料，其中組分(a)是含有至少鍵連至分子端的烯基的有機(jī)聚硅氧烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣和電子部件的密封劑或填料，其中組分(a)是包括僅僅鍵連至分子端的烯基的有機(jī)聚硅氧烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣和電子部件的密封劑或填料，其中組分(a)包括含僅僅鍵連至分子端的烯基的至少兩種類型的支鏈有機(jī)聚硅氧烷的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣和電子部件的密封劑或填料，其中組分(a)是包括既鍵連至分子兩端也鍵連至分子側(cè)鏈的烯基的直鏈有機(jī)聚硅氧烷。
7.一種電氣和電子部件，所述部件在室溫下用根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的電氣和電子部件的密封劑或填料進(jìn)行密封或填充。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電氣和電子部件的密封劑或填料包括一種通過氫化硅烷化反應(yīng)可固化的兩種或多種液體型有機(jī)聚硅氧烷的組合物，所述組合物的粘度由直接混合所有組分之后獲得的初始值在室溫下10分鐘或更長的時(shí)間內(nèi)會(huì)加倍，而室溫下在另一10分鐘之內(nèi)增加初始粘度的5倍至10倍。這種電氣和電子部件的密封劑或填料室溫下能夠固化至足夠的程度而改進(jìn)了密封或填充部件的可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/56GK102203189SQ20098014316
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者中吉和己, 鍋田祥子 申請(qǐng)人:陶氏康寧東麗株式會(huì)社