发光二极管封装用有机聚硅氧烷组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高折光、高粘结性大功率发光二极管封装用有机聚硅氧烷组合物 及制备方法。
【背景技术】
[0002] 半导体照明技术是21世纪最具有发展前景的高科技领域之一，而发光二极管 (Light Emitting Diode，以下简称LED)是其核心技术。LED是一类能直接将电能转化为 光能的发光元件，由于它具有工作电压低、耗电量小、发光效率高、发光响应时间极短、光色 纯、结构牢固、抗冲击、耐振动、性能稳定可靠、重量轻、体积少和成本低等一系列特性，因而 得到了广泛的应用和突飞猛进的发展。
[0003] 随着功率型白光LED制造技术的不断完善，其发光效率、亮度和功率都有了大幅 度提高。在制造功率型白光LED器件的过程中，除芯片制造技术、荧光粉制造技术和散热技 术外，LED封装材料的性能对其发光效率、亮度以及使用寿命也将产生显著影响。从封装材 料研究的角度来讲，延长LED的寿命和增强出光效率重点需要解决的问题是：①提高折射 率；②提高封装材料本身的耐紫外线和耐热老化能力；③减少封装材料与荧光粉界面间的 光散射效应。
[0004] 环氧树脂因为其具有优良的粘结性、电绝缘性、密封性和介电性能，且成本比较 低、配方灵活多变、易成型、生产效率高等成为LED封装的主流材料。而环氧自身存在的吸 湿性、易老化、耐热性差、高温和短波光照下易变色、固化的内应力大等缺陷暴露了出来，大 大影响和缩短LED器件的使用寿命。
[0005] 有机硅材料热稳定性、耐候性、耐高低温性、高透光性、低吸湿性和绝缘性，使其渐 渐被应用于各种快速成长的高亮度LED市场，包括车用内部照明、手机闪存模组、一般照明 以及新兴的LED背光模组等。目前国内折射率在1. 41的有机硅封装材料研究较多，但高折 射率有机硅材料的研究报道仍很少。因此，研制具有高透明度、高折光率、优良耐紫外老化 和热老化能力的有机硅封装材料并实现产业化，对功率型LED器件的研制和规模化生产具 有十分重要的意义。
[0006] 另外，传统增粘剂多为硅烷偶联剂或含氢环体与烯丙基缩水甘油醚的简单加成 物，对聚邻苯二甲酰胺（PPA)和金属的粘结不理想，尤其在回流焊过程中封装料与壳体容 易产生脱离，形成废品。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种尚折光、尚粘结性大功率的发光 二极管封装用有机聚硅氧烷组合物。
[0008] 本发明的技术方案概述如下：
[0009] -种发光二极管封装用有机聚硅氧烷组合物，其特征是由A组份和B组份组成， 所述A组份由下述方法制成：按质量将55~75份乙烯基苯基聚硅氧烷和25~45份乙烯 基苯基硅油搅拌均匀；加入3. O X 10 4~I. 5 X 10 3份卡式铂金催化剂，搅拌均匀；所述B组 份由下述方法制成：按质量将30~40份含氢苯基聚硅氧烷、9~12份七甲基三硅氧烷和 45~60份含环氧基的苯基乙烯基聚硅氧烷搅拌均匀；加入0. 05~0. 1份抑制剂和1~3 份增粘剂搅拌均匀；
[0010] 环氧基的苯基乙烯基聚硅氧烷用下述方法制成：在阴离子交换树脂D296R的催化 下，将含有环氧基的三烷氧基硅烷化合物、含有烯基的三烷氧基硅烷化合物和二苯基硅二 醇在25~70°C，缩合反应8~15小时，然后至KKTC减压脱除低沸物，过滤除去阴离子交 换树脂，得到含环氧基的苯基乙烯基聚硅氧烷；所述含有环氧基的三烷氧基硅烷化合物、含 有烯基的二烷氧基硅烷化合物和^苯基娃^醇依次用a、b和c表不，所述a:b: c的摩尔比 =(0· 5 ~3) : (0· 5 ~3) : 4,并且 2 彡 a+b 彡 4。
[0011] 增粘剂用下述方法制成：氮气保护下，将1，3, 5, 7-四甲基环四硅氧烷升温至40~ 60°C，在3~5小时内滴加由1，2-环氧-4-乙烯基环己烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯 酸异氰基乙酯与浓度为〇. 1~〇. 5wt %氯铂酸的异丙醇溶液组成的混合液，在60~80°C反 应2~3小时，得到增粘剂；所述1，3, 5, 7-四甲基环四硅氧烷、1，2-环氧-4-乙烯基环己 烷、乙烯基三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸异氰基乙酯依次用d、e、f和g表示，所述d:e:f:g的 摩尔比=1: (0~3) : (0~3) : (0~3)，并且，2彡e+f+g彡4 ;所述氯铂酸的添加量为全部 投料量的10~50ppm。
[0012] 乙烯基苯基聚硅氧烷的理化参数优选为乙烯基含量为2~6%，苯基含量为30~ 60%4i^SS100 0 ~ 50000mPa.s。
[0013] 乙烯基苯基硅油的理化参数优选为乙烯基含量为0. 2~0. 5 %，苯基含量为30~ 60%4i^SS100 0 ~ 50000mPa.s。
[0014] 含氢苯基聚硅氧烷的理化参数优选为氢含量为0. 3~I. 0 %，苯基含量为30~ 60%，粘度为 50 ~1500mPa. s。
[0015] 抑制剂优选为1-乙炔-1-环已醇、3,5_二甲基-1-己炔-3-醇、2-苯基-3-丁 炔-2-醇中的至少一种。
[0016] 含有环氧基的三烷氧基硅烷化合物优选为2-(3, 4-环氧环己烷基）乙基三甲氧基 硅烷、2-(3, 4-环氧环己烷基）乙基三乙氧基硅烷、3-(2, 3-环氧丙氧）丙基三乙氧基硅烷 或3-(2, 3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷。
[0017] 含有烯基的三烷氧基硅烷化合物为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯 酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三乙氧基 硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
[0018] 本发明的优点：
[0019] 1.本发明反应过程容易控制，经济环保，更适应规模化量产，同时产物中不含有无 机离子，具有优良的绝缘性能。采用阴离子交换树脂作为催化剂，后处理过程简单，并且可 以重复使用，既降低成本，又利于环保。含环氧基的苯基乙烯基聚硅氧烷兼有环氧树脂和有 机硅材料二者的优点，又能克服两者各自的缺点一一既可改善环氧树脂的耐热性差、内应 力差、易黄变的缺陷，又可改善有机硅材料的粘接强度低、力学性能差、成本高的缺陷，实现 性能互补。
[0020] 2.本发明的增粘剂，同基础胶料相容性好，有效解决了增粘剂添加后容易出现浑 浊发白的问题，对LED芯片聚邻苯二甲酰胺（PPA)壳体和镀银层有着优异的粘结效果，能完 全满足过回流焊的技术要求。
[0021] 3.本发明一种发光二极管封装用有机聚硅氧烷组合物折光系数1. 541~1. 545， 硬度与柔韧性适中。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0023] 本发明的实施例是为了使本领域的技术人员能够更好的理解本发明，但并不对本 发明作任何限制。
[0024] 实施例1
[0025] 含环氧基的苯基乙烯基聚硅氧烷的制备：
[0026] 在阴离子交换树脂D296R的催化下，将2-(3, 4-环氧环己烷基）乙基三甲氧基硅 烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和二苯基硅二醇在70°C，缩合反应8小时，然后 至KKTC /0. 096MPa减压脱除低沸物，过滤除去阴离子交换树脂，得到含环氧基的苯基乙烯 基聚硅氧烷；2-(3, 4-环氧环己烷基）乙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧 基硅烷和二苯基娃二醇依次用a、b和c表示，所述a:b:c的摩尔比=3:0. 5:4，a+b = 3. 5。
[0027] 实施例2
[0028] 含环氧基的苯基乙烯基聚硅氧烷的制备：
[0029] 在阴离子交换树脂D296R的催化下，将2-(3,4_环氧环己烷基）乙基三乙氧基 硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和二苯基硅二醇在50°C，缩合反应12小时，然后至 100°C /0. 096MPa减压脱除低沸物，过滤除去阴离子交换树脂，得到含环氧基的苯基乙烯基 聚硅氧烷；2-(3, 4-环氧环己烷基）乙基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、和 二苯基娃二醇依次用a、b和c表示，所述a:b:c的摩尔比=2:2:4, a+b = 4。
[0030] 实施例3
[0031] 含环氧基的苯基乙烯基聚硅氧烷的制备：
[0032] 在阴离子交换树脂D296R的催化下，将3_(2, 3-环氧丙氧）丙基三乙氧基硅烷、 甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和二苯基硅二醇在25°C，缩合反应15小时，然后至 100°C /0. 096MPa减压脱除低沸物，过滤除去阴离子交换树脂，得到含环氧基的苯基乙烯基 聚硅氧烷；3-(2, 3-环氧丙氧）丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和二 苯基娃二醇依次用a、b和c表示，所述a:b:c的摩尔比=0. 5:3:4, a+b = 3. 5。
[0033] 实施例4
[0034] 含环氧基的苯基乙烯基聚硅氧烷的制备：
[0035] 在阴离子交换树脂D296R的催化下，将3-(2,3_环氧丙氧）丙基三甲氧基硅 烷、丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和二苯基硅二醇在50°C，缩合反应12小时，然后至 100°C /0. 096MPa减压脱除低沸物，过滤除去阴离子交换树脂，得到含环氧基的苯基乙烯基 聚硅氧烷