一种电子封装用新型有机硅氧烷聚合物材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电子封装用新型有机硅氧烷聚合物材料，属于电子电器用高分子 材料领域。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的发展，电子电器的应用越来越广泛，但其应用环境复杂，尤其是电 子电器趋向集成化、小型化、模块化发展，所以对其使用稳定性提出了更高的要求。影响电 子电器稳定性的因素主要有器件受潮、灰尘污染、腐蚀性物质的入侵、机械震动、外力损伤 等等，对于功率较大的器件还有热量传导的问题。因此需要使用各方面的技术措施来保证 电子电器的性能参数稳定，其中聚合物封装是常用的方法。封装是把构成电子元件的各部 分按要求进行合理的布置、组装、键合、连接与环境隔离和保护等的操作工艺，可以强化电 子器件的整体性，提高对外来冲击、振动的抵抗力，提高内部元件、线路间的绝缘，改善器件 的防水、防潮性能。
[0003]目前较通用的电子封装材料主要有环氧树脂和聚硅氧烷树脂，但采用环氧树脂作 为原料的封装技术存在耐热性不足、耐湿性较差、内应力大等问题，容易损坏元件，缩短使 用寿命，且水气进入元件内部，容易引起短路，烧坏元件。另外环氧树脂封装材料中的固化 剂容易对环境造成污染。聚硅氧烷在应用中存在封装材料表面过软、易起泡、固化不充分且 高温固化时易发脆的问题，难以满足条件苛刻的工作环境要求。有机硅氧烷电子封装材料 是可以替代环氧树脂和聚硅氧烷的新型封装材料。
[0004] 有机硅氧烷材料具有卓越的耐老化性、优异的耐尚低温性、良好的疏水性和电绝 缘性、优良的生物相容性和生理惰性等，被广泛应用于建筑、交通、汽车、电子、航空、航天、 纺织、机械、化工、医药、个人护理品等多个领域中。有机硅氧烷材料主要可分为混炼型、缩 合型、加成型三种。其中缩合型硅氧烷可分为脱醋酸型、脱酮肟型、脱丙酮型和脱醇型等，其 中脱醋酸型和脱酮肟型硫化时会释放刺激性气味小分子，对电子器件有一定的腐蚀性，脱 丙酮型则成本较高，反应速度快。加成型硅氧烷一般可由乙烯基封端聚硅氧烷、含氢聚硅氧 烷、铂催化剂、抑制剂制成，具有优异的耐老化性、物理惰性、电学性能、防水防尘性等，能在 常温常压下硫化，且硫化程度深，尤其具有优异的尺寸稳定性。
[0005] 有机硅氧烷电子封装材料具有其它封装材料无法比拟的优点，但其最大的问题就 是力学性能较差，极大地限制了其使用范围。通过加入补强填料可以提高有机硅封装材料 的拉伸强度，常用的填料为沉淀法和气相法白炭黑、硅藻土、石英粉、云母粉等。但加入填料 会降低材料的透明度，难以用于需要光学透明性质的电子封装产品。
【发明内容】
[0006] 针对以上现有技术中存在的问题，本发明提供了一种电子封装用新型有机硅氧烷 聚合物材料，其具有力学性能好、机械强度高、透明性优异的特点。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚硅氧烷组合物，包括端羟基 聚^甲基硅氧烷、含有至少两个烷氧基的硅烷或硅氧烷、含有乙烯基的聚甲基苯基硅氧烷、 含氢硅油、缩合催化剂、铂催化剂、固化抑制剂、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，乙烯基位于端基和侧链，且基于该组分的质量，侧链乙烯基的质量 含量为3%-10%。
[0008] 在所述聚硅氧烷组合物中，所述端羟基聚二甲基硅氧烷在25 °C下的粘度为 500-20000mPa·s，优选5000-15000mPa·s，所述含乙烯基的聚甲基苯基硅氧烷在25°C下的 粘度为 500-30000mPa·s，优选 10000-20000mPa·s。
[0009] 在所述聚硅氧烷组合物中，所述含乙烯基的聚甲基苯基硅氧烷中，基于该组分的 质量，苯基的质量含量为1. 5%_3%。
[0010] 在所述聚硅氧烷组合物中，所述含有至少两个烷氧基的硅烷或硅氧烷为甲基三甲 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 烧、^乙基^甲氧基硅烷、^乙基^乙氧基硅烷中的一种或多种的混合物。
[0011] 在所述聚硅氧烷组合物中，所述含氢硅油中氢的质量含量为0. 7%_2°/〇。
[0012] 在所述聚硅氧烷组合物中，所述缩合催化剂可为锡催化剂和/或钛酸酯催化剂。 其中锡催化剂可为二丁基二月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、二丁基二辛酸锡、辛酸亚锡等，钛 酸酯催化剂可为二异丙氧基钛双（乙酰乙酸乙酯基）螯合物。
[0013] 在所述聚硅氧烷组合物中，所述铂催化剂可为氯铂酸、1，3-二乙烯 基-1，1，3, 3-四甲基二硅氧烷铂络合物等，其用量为组合物的5-150ppm。
[0014] 在所述聚硅氧烷组合物中，所述固化抑制剂可为炔醇，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-环己醇等；醚，例如聚苯硫醚、甲基叔丁基醚、苯醚甲环唑、异丙醚、乙二醇单 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；氰类化合物，例如氰化氢等。上述固化抑制剂可单独或多种混合使用。
[0015]在所述聚硅氧烷组合物中，所述白炭黑为气相法白炭黑，其比表面积优选 210-250cm3/g，在整个组合物中的质量含量为2%-5%。
[0016] 在本发明的聚硅氧烷组合物中，发明人经过长期的研究和大量的试验，发现了优 化配方。聚硅氧烷组合物中各组分通过相互协同作用，使得制品具有优良的综合性能。在 本发明的聚硅氧烷组合物中，同时发生缩合聚合反应和加成聚合反应，可以充分利用两种 反应类型各自的优点。在加成型硅氧烷聚合物中，通过控制侧链乙烯基的含量，可以获得高 交联密度的固化产物，同时含有一定量的苯基也利于提高产物的机械性能。缩合型硅氧烷 聚合物则可以进一步使固化产物整体具有更优的综合性能，两种反应类型的硅氧烷聚合物 形成三维立体互穿网络结构，可使固化产物具有出色的强度和弹性。制品受到外力时，应 力能较快地在体系中传递，使得整个体系均匀受力。两种反应类型的硅氧烷聚合物中存在 多个立体交联中心，交联中心与高聚物分子链间有较强的作用，互相吸附，分子链间互相缠 绕，进一步提尚了制品对应力的承受能力。同时，交联中心本身是聚硅氧烷结构，具有良好 的伸缩能力，分子链受到强的作用力时，交联中心分子链会产生挪动，提高了体系的断裂伸 长率。在此基础上，仅在组合物中添加少量的白炭黑即可获得优异的机械性能，而不会对固 化产物的透明性产生过大的负面作用。
[0017]与现有技术相比，本发明所得电子封装用有机硅氧烷聚合物材料的优点为： (1) 同时采用缩合型和加成型反应固化方式，减少了小分子物质的排出，对环境污染 小，实现了环保的目的； (2) 通过多种方式提高有机硅氧烷聚合物固化产物的机械性能，使之具有优异的强度 和弹性； (3) 在改善有机硅氧烷聚合物的机械性能的同时，保证其透明性能够满足生产应用的 需求。
[0018]
【具体实施方式】
[0019] 为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述。
[0020] 实施例1 准备本发明聚硅氧烷组合物的各种原料，其中端羟基聚二甲基硅氧烷在25°c下的粘度 为12500mPa·s，含有乙烯基的聚甲基苯基硅氧烷在25°C下的粘度为20000mPa·s，侧链乙 烯基的质量含量为7%，苯基的质量含量为2%，含有至少两个烷氧基的硅烷或硅氧烷为甲基 三甲氧基硅烷，含氢硅油中氢的质量含量为1%，缩合催化剂为辛酸亚锡与二异丙氧基钛双 (乙酰乙酸乙酯基）螯合物的物质的量之比为1:1的混合物，铂催化剂为氯铂酸，其用量为 组合物的50ppm，固化抑制剂为2-甲基-3- 丁炔基-2-醇，白炭黑为气相法白炭黑，其比表 面积为220cm3/g，在整个组合物中的质量含量为3%。未提到具体用量的各原料以本领域常 见的用量使用。将各原料按本领域常见的方法混合，交联固化，得到固化产物，制成试样，测 试其各项性能。
[0021] 实施例2 准备本发明聚硅氧烷组合物的各种原料，其中端羟基聚二甲基硅氧烷在25°C下的粘度 为12500mPa·s，含有乙烯基的聚甲基苯基硅氧烷在25°C下的粘度为20000mPa·s，侧链乙 烯基的质量含量为5%，苯基的质量含量为2%，含有至少两个烷氧基的硅烷或硅氧烷为甲基 三甲氧基硅烷，含氢硅油中氢的质量含