專利名稱：納米氧化鋅改性的有機(jī)硅封裝膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米氧化鋅改性的有機(jī)硅封裝膠的制備方法，屬于光電器件的封裝材料 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著發(fā)光二極管(LED)發(fā)光效率的不斷增大，特別是白光發(fā)光二極管的研制成功，使半
導(dǎo)體照明部分地取代白熾燈和日光燈已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。LED的封裝以前普遍采用環(huán)氧樹脂，但 隨著LED功率的增大，環(huán)氧樹脂的缺點(diǎn)逐漸暴露出來，主要表現(xiàn)為吸濕性、易老化、耐熱性 差、高溫和短波輻射下易變色、易開裂等，影響了LED器件的壽命。因此，在大功率LED的 封裝中必須尋求其他的替代封裝材料。其中有機(jī)硅材料是最受關(guān)注的一種。有機(jī)硅材料具有 較高的耐熱性、工作溫度寬(-50 30(TC)、耐候性、耐酸堿性、耐紫外線輻射，同時(shí)也具 有很好的電絕緣性和密封性。所以，在大功率LED的封裝中環(huán)氧樹脂已逐漸被有機(jī)硅所取代。 現(xiàn)有的有機(jī)硅封裝膠雖有其優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺陷，比如其導(dǎo)熱率較低，折光率不如環(huán)氧 樹脂高。為了彌補(bǔ)這些缺陷，可以在有機(jī)硅基體中填入具有較高導(dǎo)熱率和折光率的填料。
目前多采用在聚合物基體中填充金屬氧化物(氧化鎂、氧化鋁)和金屬氮化物(氮化鋁、 氮化硼)來改進(jìn)聚合物封裝材料的導(dǎo)熱性，但存在填充量大、封裝膠透明性較低的缺點(diǎn)。本 發(fā)明采用硅烷偶聯(lián)劑改性的納米氧化鋅改進(jìn)有機(jī)硅膠的性能，可以在較低的填充量下實(shí)現(xiàn)導(dǎo) 熱率的提高并且不影響封裝膠的透明性，其獨(dú)特之處在于納米級的氧化鋅不僅能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī) 硅膠導(dǎo)熱性的改進(jìn)而且能夠?qū)崿F(xiàn)折光率的調(diào)控，經(jīng)過偶聯(lián)劑處理后有利于納米氧化鋅在有機(jī) 硅膠中的均勻分散。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的有機(jī)硅封裝膠的制備方法。本發(fā)明的另一目的是制備出 一種改性的有機(jī)硅封裝膠，以改善目前有機(jī)硅封裝膠較低的導(dǎo)熱性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)有機(jī)硅封裝 膠折光率的可調(diào)控性。
本發(fā)明一種納米氧化鋅改性的有機(jī)硅封裝膠的制備方法，其特征在于具有以下的工藝過 程和步驟
a.表面處理劑的配制首先配制氧化鋅的表面處理劑溶液，將一定量的表面處理劑溶解
于適量的有機(jī)溶劑中；表面處理劑為硅垸偶聯(lián)劑，它為Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、 Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的任一種；溶劑為 甲苯、苯、乙醇中的任一種；b.納米氧化鋅的表面處理將一定量的納米氧化鋅與上述的表面處理劑混合；納米氧化 鋅與表面處理劑即硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量配比為100:(0.01 0.05);在不斷攪拌下于110
12(TC溫度下加熱回流3 5小時(shí)；然后冷卻，并在烘箱中干燥，以揮發(fā)掉剩下的有機(jī)小分子 物質(zhì)；
C.改性有機(jī)硅膠的制備將上述的一定量的經(jīng)改性處理的納米氧化鋅填加入一定量的有 機(jī)硅膠中；納米氧化鋅的加入量與所述有機(jī)硅膠兩者間的質(zhì)量比為(0.01 0. 15) : 100; 有機(jī)硅膠為a， 二羥基聚二甲基硅氧烷、a, co-二羥基聚二甲基二苯硅氧垸中的任一種； 將上述兩種物質(zhì)充分?jǐn)嚢杌旌?，然后加入一定量的固化劑正硅酸乙酯和一定量的催化劑二?硅酸二丁基錫；所述固化劑和催化劑的加入量按有機(jī)硅膠的質(zhì)量為基準(zhǔn)；固化劑與有機(jī)硅膠 的質(zhì)量比為5 : 100:催化劑與有機(jī)硅膠的質(zhì)量比為0.5 : 100;經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝?，減 壓排氣泡，排泡完后，將其存放于容器或澆入模具，待其固化，最終制得納米氧化鋅改性的 有機(jī)硅封裝膠。
本發(fā)明方法的機(jī)理和特點(diǎn)如下所述-
本發(fā)明利用納米氧化鋅的高導(dǎo)熱率和高折光率來改進(jìn)有機(jī)硅封裝膠的性能。經(jīng)過硅垸偶 聯(lián)劑表面處理后的納米氧化鋅表面覆蓋了一層有機(jī)物，使得納米氧化鋅與有機(jī)硅膠的具有更 好的相容性，且有利于納米氧化鋅在有機(jī)硅膠基體中的分散。納米氧化鋅均勻分散在有機(jī)硅 膠基體中后形成的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，可以提高有機(jī)硅膠的導(dǎo)熱性能。同時(shí)，通過改變納米氧化鋅用 量可以在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)有機(jī)硅膠折光率的調(diào)控。本發(fā)明采用硅烷偶聯(lián)劑改性的納米氧化鋅 填充有機(jī)硅膠的方法，克服了普通氧化鋅雖能改善封裝材料的導(dǎo)熱性，但填充量大、封裝膠 透明性較低的缺點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱率和折光率雙重調(diào)控的不足。本發(fā)明釆用的有機(jī)硅固化溫 度較低，在25'C 10(TC之間。本發(fā)明設(shè)備較簡單，成本較低，操作條件易控制。本發(fā)明的 原理與技術(shù)不同于普通的氧化鋅直接填充有機(jī)硅膠的方法。
采用本發(fā)明方法制備的納米氧化鋅改性的有機(jī)硅透鏡膠經(jīng)導(dǎo)熱率測試儀和阿貝折光儀分 別對其導(dǎo)熱率和折光率進(jìn)行表征，其導(dǎo)熱率可以提高6 38 %，折光率可以提高0. 1 4. 5 %，
光學(xué)透明度大于95 %。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為不僅可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)硅透鏡膠導(dǎo)熱率的改進(jìn)，還可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)硅透鏡膠 折光率的調(diào)控。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例詳述于后。
實(shí)施例一常溫下取Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅垸O.Olg溶解于一定量的甲苯中，加入納米氧 化鋅100g，在攪拌下110'C回流4h，冷卻后置于烘箱中揮發(fā)掉剩余的有機(jī)小分子，得到改性 的納米氧化鋅。
取經(jīng)過改性的納米氧化鋅0.02g， a， "-二羥基聚二甲基硅氧烷100g，將二者充分?jǐn)嚢?混合后加入固化劑正硅酸乙酯5g，催化劑二月桂酸二丁基錫0.5g,混合均勻后將樣品澆入模 具中室溫固化。
本實(shí)施例制備的有機(jī)硅透鏡膠的導(dǎo)熱系數(shù)比不填充納米氧化鋅直接固化的有機(jī)硅透鏡膠 提高6.1 %，其折光率比不填充納米氧化鋅的有機(jī)硅透鏡膠提高O.l %。 實(shí)施例二
常溫下取Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷O.Olg溶解于一定量的甲苯中，加入納米氧 化鋅100g，在攪拌下ll(TC回流4h，冷卻后置于烘箱中揮發(fā)掉剩余的有機(jī)小分子，得到改性 的納米氧化鋅。
取經(jīng)過改性的納米氧化鋅0. 07g， a , "-二羥基聚二甲基硅氧垸lOOg，將二者充分?jǐn)嚢?混合后加入固化劑正硅酸乙酯5g，催化劑二月桂酸二丁基錫0.5g，混合均勻后將樣品澆入模 具中室溫固化。
本實(shí)施例制備的有機(jī)硅透鏡膠導(dǎo)熱系數(shù)為0. 205W/ (mK)，比不填充納米氧化鋅直接固化 的有機(jī)硅透鏡膠提高24. 2 %，其折光率比不填充納米氧化鋅的有機(jī)硅透鏡膠提高3.5 %。 實(shí)施例三
常溫下取Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷0.01g溶解于一定量的甲苯中，加入納米氧 化鋅100g,在攪拌下11(TC回流4h，冷卻后置于烘箱中揮發(fā)掉剩余的有機(jī)小分子，得到改性 的納米氧化鋅。
取經(jīng)過改性的納米氧化鋅0. 15g， a ， 二羥基聚二甲基二苯硅氧烷lOOg，將二者充分 攪拌混合后加入固化劑正硅酸乙酯5g，催化劑二月桂酸二丁基錫0.5g，混合均勻后澆入模具 中室溫固化。
本實(shí)施例制備的有機(jī)硅透鏡膠的導(dǎo)熱系數(shù)比不填充納米氧化鋅直接固化的有機(jī)硅透鏡膠提高 38.2 %，其折光率比不填充納米氧化鋅的有機(jī)硅透鏡膠提高4.5 %。
權(quán)利要求
1. 一種納米氧化鋅改性的有機(jī)硅封裝膠的制備方法，其特征在于該方法的具體步驟為a. 表面處理劑的配制首先配制氧化鋅的表面處理劑溶液，將一定量的表面處理劑溶解于適量的有機(jī)溶劑中；表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑，它為γ-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的任一種；溶劑為甲苯、苯、乙醇中的任一種；b. 納米氧化鋅的表面處理將一定量的納米氧化鋅與上述表面處理劑混合；納米氧化鋅與表面處理劑即硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量配比為100∶(0.01～0.05)；在不斷攪拌下于110～120℃溫度下加熱回流3～5小時(shí)；然后冷卻，并在烘箱中干燥，以揮發(fā)掉剩下的有機(jī)小分子物質(zhì)；c. 改性有機(jī)硅膠的制備將上述的一定量的經(jīng)改性處理的納米氧化鋅填加入一定量的有機(jī)硅膠中；納米氧化鋅的加入量與所述有機(jī)硅膠兩者間的質(zhì)量比為(0.01～0.15)100；有機(jī)硅膠為α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷、α，ω-二羥基聚二甲基二苯硅氧烷中的任一種；將上述兩種物質(zhì)充分?jǐn)嚢杌旌?，然后加入一定量的固化劑正硅酸乙酯和一定量的催化劑二月硅酸二丁基錫；所述固化劑和催化劑的加入量按有機(jī)硅膠的質(zhì)量為基準(zhǔn)；固化劑與有機(jī)硅膠的質(zhì)量比為5∶100；催化劑與有機(jī)硅膠的質(zhì)量比為0.5∶100；經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝?，減壓排氣泡，排泡完后，將其存放于容器或澆入模具，待其固化，最終制得納米氧化鋅改性的有機(jī)硅封裝膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米氧化鋅改性的有機(jī)硅封裝膠的制備方法，屬于光電器件的封裝材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法的要點(diǎn)是首先配制一定濃度的表面處理劑即硅烷偶聯(lián)劑溶液，用硅烷偶聯(lián)劑改性納米氧化鋅，然后將經(jīng)過改性的納米氧化鋅填加入有機(jī)硅膠中，即制得有機(jī)硅封裝膠。本發(fā)明中納米氧化鋅的加入量與有機(jī)硅膠兩者的質(zhì)量比為(0.01～0.15)∶100。攪拌混合后，再加入少量固化劑和催化劑，繼續(xù)攪拌混合均勻，最終制得納米氧化鋅改性的有機(jī)硅封裝膠。本發(fā)明方法制得的有機(jī)硅封裝膠，其導(dǎo)熱率可提高6～38％，折光率可以提高0.1～4.5％，光學(xué)透明度大于95％。
文檔編號C08K9/06GK101434748SQ20081020398
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者張文飛, 張晨晨, 王均安, 諶小斑, 英 賀 申請人:上海大學(xué)