CN103773235B - 一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的制备方法,利用底涂剂涂于基材表面,再将有机硅灌封胶灌封于基材上,通过底涂剂结构中的硅氢基和加成型液体硅橡胶中的中的硅乙烯基反应,形成所谓的“桥梁”而将有机硅灌封胶紧紧的粘附在基材表面,从而得到优异的粘接性能。

Description

一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的制备方法
技术领域
本发明属于化学材料领域,涉及一种封装用灌装材料,尤其涉及一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂及其制备方法与应用。
背景技术
灌封胶或密封胶的名词在现代生活里已扮演着一不可或缺的角色,时常可见于例如:窗框、门框、护墙板、边饰、天窗、水槽、通风孔、桥梁填补维修、建筑结构幕墙及填缝、管道的堵缝和密封的应用上,一般灌封胶通常需长期暴露在空气及不同温度的环境中,因此需具有耐候性、防水及阻隔水气等功能,进一步若是长期暴露在紫外线辐射的环境下,则会加入添加剂使其具有抗紫外线的功能。
灌封胶也可应用于LED应用材料、芯片封装、太阳能电池应用材料、其他电子或电气工业的防护涂层、浇注材料等,也可广泛用于汽车电子产业和家用电子产品等领域。LED应用材料主要是在信号灯、电子显示器、TV背光、照明等各式各样的领域被关注,以往LED的封装材料,主要使用环氧树脂为主,环氧树脂灌封材料的特点是收缩率小、无副产物、优良的电绝缘性能,但受分子结构本身的限制,耐热性不高,一般只用于常温条件下的电子元器件的灌封,其使用环境对机械力学性能没有特殊的要求,不过随着近几年白光LED的高亮度化,耐久性及物性要求标准提高下,硅酮硅胶材料因为拥有化学性的稳定的构造,出色的耐热性,耐季节性,电绝缘性。因此作为在严厉的天候及环保绿能被要求的当下,被重视而使用在LED封装材料和LED固晶上。
以往LED尚存在散热不畅和出光率不高的问题,因为散热直接影响到LED的可靠性,进而影响到其寿命及应用,而出光率低直接受限了LED的发展,现有的技术存在出光效率低,一般只能达到92%,稍好的也不超过95%,光不能从器件表面的灌封材料上折射出去,使得光在折射时损耗偏大,超过8%。
使用灌封胶的目的在于希望具有密封及堵缝的功能,但往往在进行灌封胶堵缝时,因为固化反应使得灌封胶表面能低,而与基材的粘合性很差,且时常固化后树脂会有收缩的情况发生,当藉由加入增粘剂提高灌封胶与基材的粘合性时,又会导致密封及堵缝的效果不好,或是强度不够使得稍微碰触到密封处就会造成脱落;亦或是随着长时间暴露在外在环境中,产生灰尘累积,渗入灌封胶中,导致密封及堵缝的效果减低;再者,长时间暴露在湿气环境或光线照射下,使得灌 封胶产生黄变而导致密封及堵缝的效果下降。
另外,一般灌封胶在使用时有诸多限制,例如:通常不可再做额外的处理,如为了保持外部美观而再上油漆、也不适合长期浸渍于水中或地下的应用、当进行固化反应时需要水分进行固化、不适合用于磨损和物理性破坏会对密封胶造成损伤的应用中或是不适用于多孔表面的基材等。
综合上述,需要一个能够改善上述问题的加成型有机硅灌封胶用底涂剂,且在各领域的应用上皆能适用,在电子或电气工业应用领域上,有机硅灌封胶用的底涂剂具有高透明度,而具有可将LED灌封面上发光元器件的光高效地折射出去,快速降低封装热阻,提高出光效率;而在日常生活周遭环境、建筑、桥梁或管道的堵缝和密封的应用上,固化后的灌封胶及底涂剂则具有优良化学稳定性能、氧化稳定性、固化时不吸热、不放热,固化后不收缩,对基材的粘接性好、固化后的材料的强度高、具有耐候性、防水且长时间暴露在湿气环境或光线照射下,灌封胶不易产生黄变,以及适合应用在长期浸渍于水中或地下的环境,且多孔表面的基材也适用。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的制备方法,利用底涂剂与有机硅灌封胶的组合,改善一般有机硅灌封胶所具有的缺点。先将底涂剂涂于基材表面,再将有机硅灌封胶灌封于基材上,加成型有机硅树脂具有优良的粘接性能,通过底涂剂结构中的硅氢基和加成型液体硅橡胶中的中的硅乙烯基反应,形成所谓的“桥梁”。通过“桥梁”作用将有机硅灌封胶紧紧的粘附在基材表面,从而得到优异的粘接性能。
此有机硅灌封胶结合底涂剂的制备方法不但简单,且易于工业化生产;另,底涂剂用量少,增粘效果优良且在很短的时间下,就可以提高灌封胶的附着力;再者,此底涂剂结合有机硅灌封胶的组合具有优良的化学稳定性能、氧化稳定性、固化时不吸热、不放热,固化后不收缩,对基材的粘接性好、固化后的材料的强度高、具有耐候性、防水且长时间暴露在湿气环境或光线照射下,不易产生黄变,以及适合应用在长期浸渍于水中或地下的环境,且多孔表面的基材也适用。
为达到上述目的,本发明首先提供了一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的制备方法,包括以下步骤:(1)制备一底涂剂;(2)制备一灌封胶,抽真空脱泡至 从该灌封胶体系中无气泡析出;(3)将该底涂剂涂于一基材表面,之后将脱泡后的该灌封胶灌封于该基材上;(4)室温固化;其中该底涂剂具有硅烷基、硅氢基及硅乙烯基结构且与该基材之间具有粘合性;其中该灌封胶具有硅烷基、硅氢基及端硅乙烯基结构,且该灌封胶及该底涂剂结构中的硅氢基、硅乙烯基及端硅乙烯基彼此皆会进行反应。
其中,底涂剂具有第一、第二、第三及第四组份,第一、第二及第三组份皆具有通式:R1R2R3R4Si,第四组份具有通式:(Me)3SiO(R5HSiO)m(Me)3
第二组份的R1、R2可为甲基、乙基、丙基、环己基、苯基、溴基或氯基,R3可为甲基、乙基或丙基,R4为苯基;
第三组份的R1、R2可为甲基、乙基、丙基、环己基、苯基、溴基或氯基,R3可为溴基或氯基,R4为苯基;
第四组份的R5可为甲基、乙基、丙基、环己基或苯基。
其中,底涂剂具有一催化剂,可为铂(Pt)、钯(Pd)或铑(Rh)金属催化剂。
其中,第四组份具有含氢量为0.1-2%。
其中,底涂剂中的硅氢基和硅乙烯基含量的比例为0.08-1.6。
其中,底涂剂及灌封胶皆具有光穿透度96-99%。
其中,底涂剂涂布的厚度为1-100um。
其中,灌封胶具有第五、第六及第七组份,第五组份具有通式:Vi(Me)2SiO(R6R7SiO)m(Me)2SiVi,第六组份具有通式:(Me)3SiO(MeHSiO)m(R8R9SiO)nSi(Me)3,第七组份可为增硬型填料、补强型填料、导热型填料、阻燃型填料、导电填料、导磁填料或绝缘型填料;
其中第五组份中的R6、R7可为甲基、乙基、丙基、环己基或苯基;
第六组份中的R8、R9可为甲基、乙基、丙基、环己基或苯基。
其中,该底涂剂结合该灌封胶的固化时间为1至12小时。
本发明的有益效果:本发明改善了以往灌封胶的缺点,藉由底涂剂结合有机硅灌封胶使其具备优异的粘接性能且制备方法简单,易于工业化生产;另,底涂剂用量少,增粘效果优良,以及在很短的时间下,就可以提高灌封胶的附着力;再者,具有优良的化学稳定性能、氧化稳定性、固化时不吸热、不放热,固化后不收缩,对基材的粘接性好、固化后的材料的强度高、具有耐候性、防水且长时间暴露在湿气环境或光线照射下,不易产生黄变,以及适合应用在长期浸渍于水 中或地下的环境,且多孔表面的基材也适用。
附图说明
图1是本发明实施例6说明ー种电子產品的剖面示意图。
图2是本发明实施例7说明ー种LED发光裝置的剖面示意图。
具体实施方式
本发明的在于提供一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的制备方法,利用底涂剂与有机硅灌封胶的组合,改善一般有机硅灌封胶所具有的缺点。本发明利用的工艺技术为先将底涂剂涂于基材表面,再将有机硅灌封胶灌封于基材上,加成型有机硅树脂具有优良的粘接性能,通过底涂剂结构中的硅氢基和加成型液体硅橡胶中的中的硅乙烯基反应,形成所谓的“桥梁”。通过“桥梁”作用将有机硅灌封胶紧紧的粘附在基材表面,从而得到优异的粘接性能。
本发明利用此有机硅灌封胶结合底涂剂的制备方法相较于一般灌封胶具有下述优点:
1.制备程序简单,且易于工业化生产。
2.底涂剂用量少,增粘效果优良且在很短的时间下,就可以提高灌封胶的附着力。
3.优良的化学稳定性能及氧化稳定性。
4.固化时不吸热、不放热,固化后不收缩。
5.提高与基材之间的粘接性,且多孔表面的基材也适用。
6.固化后的材料的粘接强度高。
7.具有耐候性、防水且长时间暴露在湿气环境或光线照射下,不易产生黄变。
8.可应用在长期浸渍于水中或地下的环境。
9.在电子或电气工业应用领域上,底涂剂具有高透明度,且灌封胶可依固化程度制备成具有透明状或半透明状,而具有可将LED灌封面上发光元件的光高效地折射出去,快速降低封装热阻,提高出光效率。
本发明在下文所述的相关术语,Me表示甲基,Vi表示乙烯基。
本发明所述的底涂剂主要可由四个组份所合成,第一、第二及第三组份皆具有通式(I):R1R2R3R4Si,第四组份为由多个氢硅氧烷单元所组成,具有通式 (II):(Me)3SiO(R5HSiO)m(Me)3
第一组份中的R1、R2可为甲基、乙基、丙基、环己基、苯基、溴基或氯基,R3可为溴基或氯基,R4可为乙烯基或丙烯基;
第二组份中的R1、R2可为甲基、乙基、丙基、环己基、苯基、溴基或氯基,R3可为甲基、乙基或丙基,R4为苯基;
第三组份中的R1、R2可为甲基、乙基、丙基、环己基、苯基、溴基或氯基,R3可为溴基或氯基,R4为苯基;
第四组份中的R5可为甲基、乙基、丙基、环己基或苯基;
底涂剂的作用在于涂布于基材后,能有效的将有机硅灌封胶紧紧的粘附在基材表面,改善以往有机硅灌封胶固化后于基材上贴附性不好的缺点,先利用底涂剂中的第一至第三组份合成一粘稠状树脂,形成一低聚物树脂,第一至第三组份中的R1、R2、R3、R4结构的差异,使得合成后的底涂剂在与基材的粘合时,或是与灌封胶的粘合或相容性时,皆能具有提高作用的功效;此粘稠状树脂再与第四组份及催化剂合成一底涂剂,其中催化剂具有加速加成反应的作用,其中可为铂(Pt)、钯(Pd)或铑(Rh)等金属催化剂,利用第四组份中的硅氢基(SiH)基与乙烯基双键反应,形成一半固化态具有粘性的底涂剂,其中硅氢基与乙烯基的含量控制及反应程度决定了底涂剂的功效,其中底涂剂的硅氧结构及硅烷结构(尤其是Si-Me基)具有高的键能,可使底涂剂具有高的热稳定性、氧化稳定性及抗紫外光(耐黄变)的功效,制作后的底涂剂当涂布在大多数基材时,其表面能皆低于基材的临界(critical)表面能,且热力学驱动的原因使得底涂剂能在不规则的表面或是具有孔洞的基材表面上被填满,形成具有连续相的界面而不会造成孔洞产生。
另外,底涂剂也可用于一般电子元器件、电源模块及各种电子电器的灌封粘接,如汽车HID灯模块电源、汽车点火系统模块电源、网络变压器及印刷电路板组件等。在电子或电气工业应用领域上,底涂剂具有高透明度,例如具有可将LED灌封面上发光元器件的光高效地折射出去,快速降低封装热阻,提高出光效率。
本发明所述的有机硅灌封胶主要可由三个组份所合成,包括第五至第七组份,第五组份具有通式(III):Vi(Me)2SiO(R6R7SiO)m(Me)2SiVi,第六组份为由多个氢硅氧烷重复单元及多个硅氧烷重复单元所组成,具有通式(IV):(Me)3SiO(MeHSiO)m(R8R9SiO)nSi(Me)3,第七组份可为各种填充物,包括增 硬型填料、补强型填料、导热型填料、阻燃型填料、导电填料、导磁填料或绝缘型填料,例如碳化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅、有机膨润土、石墨、碳黑、云母、碳化硅、铁氧体、金、银、铜、镍等,可依据情况选取奈米级或微米级填料;
第五组份中的R6、R7可为甲基、乙基、丙基、环己基或苯基;
第六组份中的R8、R9可为甲基、乙基、丙基、环己基或苯基;
有机硅灌封胶的作用在于灌封在具有底涂剂的基材上,利用第五组份结构中两末端双键的反应,及两末端双键与第六组份结构中硅氢基的反应,使得有机硅灌封胶在具有底涂剂的基材上产生固化反应,形成保护面,具有耐候性、防水且长时间暴露在湿气环境或光线照射下,不易产生黄变的功效,因此可应用在长期浸渍于水中或地下的环境中;而有机硅灌封胶的硅氧结构及硅烷结构(尤其是Si-Me基)具有高的键能,也可使有机硅灌封胶具有高的热稳定性、氧化稳定性及抗紫外光(耐黄变)的功效,另外,有机硅灌封胶固化时具有不吸热、不放热,固化后不收缩的功效。
而当有机硅灌封胶灌封在具有底涂剂的基材上时,其有机硅灌封胶与底涂剂具有共同的硅氧结构且具有相容性,并使有机硅灌封胶与底涂剂的界面相具有物理性的吸附力,而当有机硅灌封胶进行固化时,由于高分子间的缠绕及化学反应使得有机硅灌封胶与底涂剂之间的界面产生键结力,因此,有机硅灌封胶利用底涂剂作为中间介质而能紧紧的粘附在基材表面。
此外,有机硅灌封胶可进一步加入氧化铝填料,使得固化后的有机硅灌封胶的强度及导热性增加,减低因为磨损或物理性破坏而造成结构损伤。
通式(I):
通式(II):
通式(III):
通式(IV):
为具体披露并证实本发明的加成型有机硅灌封胶用底涂剂之技术特征与效用,提出下述实施例1-7及对比例1加以对照说明本发明的优点特质。
实施例1:本实施例提供了一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂,其生产方法包括以下步骤:
(1)制备底涂剂:
底涂剂主要可由四个组份所合成,包括第一至第四组份,较佳情况下,第一组份为甲基乙烯基二氯硅烷(dichloro(methyl)(vinyl)silane),第二组份为甲基苯基二氯硅烷(methylphenyldichlorosilane),第三组份为苯基三氯硅烷(phenyltrichlorosilane),第四组份为高含氢硅油(hydrogen-rich containing siloxane),其生产方法如下:
将17g甲基乙烯基二氯硅烷、0.3094g甲基苯基二氯硅烷、51.67g苯基三氯硅烷及69g二甲苯混合均匀。然后将100g水和150g二甲苯加入到250ml的四口烧瓶中,升温至50℃。将单体的混合溶液匀速的滴加至四口烧瓶中,控制滴加速度为1-2s/滴,滴加完毕,50℃恒温反应1小时。反应完毕,静置分层,水洗上层溶液直至溶液PH值介于6-14,取出上层溶液, 抽真空加热使水从溶液中分离,得到一粘稠状树脂的二甲苯溶液。取0.625g上述树脂,加入0.1g Pt催化剂以及3.51g高含氢硅油(含氢量为1-2%,粘度为20-200mPa.s),搅拌混合均匀即为底涂剂,其中硅氢基和硅乙烯基含量的比例为0.8-1.6。
其制备后的底涂剂为透明状,具有折光率为1.46-1.50,及光穿透度96-99%。
(2)制备有机硅灌封胶:
灌封胶主要可由三个组份所合成,包括第五至第七组份,较佳情况下,第五组份为端乙烯基硅油(vinyl siloxane),第六组份为含氢硅油(hydrogen containing siloxane),第七组份为补强型填料中的氧化铝,其生产方法如下:
取50g端乙烯基硅油(粘度为1000±100mPa.s,乙烯基含量为0.1-0.5%)、50g氧化铝(平均粒径为1-10um)、2.31g含氢硅油(含氢量为0.1-0.5%,粘度为20-200mPa.s)混合均匀,抽真空脱泡至从灌封胶体系中无气泡析出。
(3)将上述底涂剂涂于基材表面,其中底涂剂的厚度可为1-100um,之后将脱泡后的灌封胶料灌封于基材上。
(4)室温固化1至12小时。
测试本实施例1的加成型有机硅灌封胶用底涂剂较佳的数据如表1所述。
实施例2:本实施例提供了一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂,其生产方法包括以下步骤:
(1)制备底涂剂:
本实施例除了所添加的高含氢硅油的含氢量与实施例1有差异外,其余制备底涂剂生产方法的步骤及条件皆相同。差异在于本实施例加入3.51g高含氢硅油(含氢量为0.5-0.9%,粘度为20-200mPa.s),其中硅氢基和硅乙烯基含量的比例为0.4-0.72。
其制备后的底涂剂为透明状,具有折光率为1.46-1.50,及光穿透度96-99%。
(2)制备有机硅灌封胶:
本实施例制备灌封胶的生产方法的步骤及条件皆与实施例1相同。
(3)将上述底涂剂涂于基材表面,其中底涂剂的厚度可为1-100um,之后将脱泡后的灌封胶料灌封于基材上。
(4)室温固化1至12小时。
测试本实施例2的加成型有机硅灌封胶用底涂剂较佳的数据如表1所述。
实施例3:本实施例提供了ー种加成型有机硅灌封胶用底涂剂,其生产方法包括以下步骤:
(1)制备底涂剂:
本实施例除了所添加的高含氢硅油的含氢量与实施例1有差异外,其余制备底涂剂生产方法的步骤及条件皆相同。差异在于本实施例加入3.51g高含氢硅油(含氢量为0.1-0.4%,粘度为20-200mPa.s),其中硅氢基和硅乙烯基含量的比例为0.08-0.32。
其制备后的底涂剂为透明状,具有折光率为1.46-1.50,及光穿透度96-99%。
(2)制备有机硅灌封胶:
本实施例制备灌封胶的生产方法的步骤及条件皆与实施例1相同。
(3)将上述底涂剂涂于基材表面,其中底涂剂的厚度可为1-100um,之后将脱泡后的灌封胶料灌封于基材上。
(4)室温固化1至12小时。
测试本实施例3的加成型有机硅灌封胶用底涂剂较佳的数据如表1所述。
实施例4:本实施例提供了ー种加成型有机硅灌封胶用底涂剂,其生产方法包括以下步骤:
(1)制备底涂剂:
本实施例除了所添加的高含氢硅油与实施例1有差异外,其余制备底涂剂生产方法的步骤及条件皆相同。差异在于本实施例未加入3.51g高含氢硅油。
其制备后的底涂剂为透明状,具有折光率为1.46-1.50,及光穿透度96-99%。
(2)制备有机硅灌封胶:
本实施例制备灌封胶的生产方法的步骤及条件皆与实施例1相同。
(3)将上述底涂剂涂于基材表面,其中底涂剂的厚度可为1-100um,之后将脱泡后的灌封胶料灌封于基材上。
(4)室温固化1至12小时。
测试本实施例4的加成型有机硅灌封胶用底涂剂较佳的数据如表1所述。
实施例5:本实施例提供了ー种加成型有机硅灌封胶用底涂剂,其生产方法包括以下步骤:
(1)制备底涂剂:
本实施例除了所添加的硅树脂与实施例1有差异外,其余制备底涂剂生产方法的步骤及条件皆相同。差异在于本实施例未加入第一组份、第二组份及第三组份所合成的硅树脂。
其制备后的底涂剂为透明状,具有折光率为1.46-1.50,及光穿透度96-99%。
(2)制备有机硅灌封胶:
本实施例制备灌封胶的生产方法的步骤及条件皆与实施例1相同。
(3)将上述底涂剂涂于基材表面,其中底涂剂的厚度可为1-100um,之后将脱泡后的灌封胶料灌封于基材上。
(4)室温固化1至12小时。
测试本实施例5的加成型有机硅灌封胶用底涂剂较佳的数据如表1所述。
对比例1:本实施例提供了ー种加成型有机硅灌封胶,其生产方法包括以下步骤:
(1)制备有机硅灌封胶:
本实施例制备灌封胶的生产方法的步骤及条件皆与实施例1相同。
(2)将脱泡后的灌封胶料灌封于基材上。
(3)室温固化1至12小时。
测试本对比例1的加成型有机硅灌封胶较佳的数据如表1所述。
实施例6:本实施例提供了ー种应用於电子產品100的加成型有机硅灌封胶106用底涂剂103,其生产方法包括以下步骤:
(1)制备底涂剂103:
本实施例制备底涂剂103的生产方法的步骤及条件皆与实施例1相同,其制备后的底涂剂103为透明状,具有折光率为1.46-1.50,及光穿透度96-99%。
(2)制备有机硅灌封胶106:
本实施例制备灌封胶106的生产方法的步骤及条件皆与实施例1相同,其中灌封胶106可依固化程度制备成具有透明状、半透明状或不透明状的特性。
(3)将上述底涂剂103涂于电子产品100的基材表面,其中此基材可为印刷电路板102,或者是具有复数个电子组件105的印刷电路板102。底涂剂103的厚度可为1-100um,之后将脱泡后的灌封胶106灌封于基材上。
(4)室温固化1至12小时。
接着,如图1所示,电子产品100主要包含一壳体101、一印刷电路板102、一底涂剂103、复数个保护套104、一盖状部1041、复数个电子组件105、一灌封胶106、一固定部107、复数个锁孔1071及复数个螺丝1072。印刷电路板102是设置于该壳体101内,复数个电子组件105是固定于印刷电路板102上。
复数个保护套104中的每一保护套104是固定于印刷电路板102上,用以至少包覆复数个电子组件105中的一个,保护套104可为铝或铝镁合金等金属,或者是一导热硅胶等高分子,因此,当保护套104选择为金属材料时,除了具有导热佳外,且可保护电子组件105免受电磁干扰。
复数个保护套104包含一盖状部1041及一固定部107,其中固定部107是焊接在印刷电路板102上,以固定盖状部1041于印刷电路板102之上。盖状部1041是用以包覆复数个电子组件105,其固定部107是由盖状部1041的开口向外侧延伸,且贴附于该印刷电路板102上。
灌封胶106是用以填充壳体101内的复数个保护套104与壳体101之间的空隙,而底涂剂103则是用以填充灌封胶106与印刷电路板102之间的空隙。由于底涂剂103结合灌封胶106在固化后,会使得固化材料不吸热、不放热及不收缩;因此,本发明使用底涂剂103结合灌封胶106可保持电子产品内复数个电子组件105的特性,以防止电子产品100的功能失效;底涂剂103可选择部份涂布或全面涂布在基材上,部份涂布为如图1所示,只涂布于印刷电路板102表面上,而全面涂布则为同时涂布于印刷电路板102表面及包覆电子组件105的保护套104表面上,较佳的情况下,底涂剂103为均匀的部分涂布在电子产品100中的印刷电路板102表面上,且形成具有连续相的界面而不会造成孔洞产生,且具有使灌封胶106与印刷电路板102产生高效粘合的功效,另外,底涂剂103也具有高的热稳定性、氧化稳定性及抗紫外光(耐黄变)的功效;
再者,灌封胶106进一步可加入导热填料,以降低封装热阻,提高散热性,导热填料优选为导热系数为10~100W/(m.K)的无机粉末,粒径可为奈米级(10~200奈米)或微米级(0.1~10微米),无机粉末最好为碳化硅、氮化硅、氮化铝、石墨、碳黑及氧化铝中的一种或二种以上的混合物。
请再参考图1,底涂剂103是均匀的涂于电子产品100中印刷电路板102表面上且与灌封胶106有高的粘合性,故可以将电子组件105所产生的热源均匀的分布在印刷电路板102并藉由灌封胶106导热出去,以达到散热的效果;而在一较佳散热效果的实施例,可以进一步在被底涂剂103覆盖的印刷电路板102表面上配置至少一个金属导线109,使得此金属导线109的一端与底涂剂103连接,而另一端与壳体101连接,可以使得散热效果更佳。
根据本实施例的说明,本发明将加成型有机硅灌封胶106用底涂剂103使用在电子产品100时,特别适合使用在微型化的电子产品,例如:3C电子产品、游戏机电子产品;此外,本发明的实施例也适用在LED应用材料、芯片封装、太阳能电池应用材料、其他电子或电气工业的防护涂层、浇注材料等,也可广泛用于汽车电子产业和家用电子产品等领域。
实施例7:本实施例提供了ー种应用於LED发光裝置200的加成型有机硅灌封胶206用底涂剂203,其生产方法包括以下步骤:
(1)制备底涂剂203:
本实施例制备底涂剂203的生产方法的步骤及条件皆与实施例1相同,其制备后的底涂剂203为透明状,具有折光率为1.46-1.50,及光穿透度96-99%。
(2)制备有机硅灌封胶206:
本实施例制备灌封胶206的生产方法的步骤及条件皆与实施例1相同,其中灌封胶206可依固化程度制备成具有透明状、半透明状或不透明状的特性。
(3)将上述底涂剂203涂于LED发光装置200的基材表面上,其中此基材主要承载着激发光源201、荧光材料207及透明树脂204,底涂剂203的厚度可为1-100um,之后将脱泡后的灌封胶206灌封于基材表面上。
(4)室温固化1至12小时。
接着,如图2所示,LED发光装置200主要包含一激发光源201、一导线架202、一底涂剂203、一透明树脂204、一封装材205、一灌封胶206及一荧光材料207。其中激发光源201可为发光二极管或雷射二极管,而此激发光源201是配置于一导线架202上。一混合有荧光材料207之透明树脂204包覆激发光源201,且一封装材205用以封装激发光源201、导线架202、及透明树脂204,其中此封装材205包含利用底涂剂203及灌封胶206进行封装,而底涂剂203及灌封胶206主要是在基材的底部及侧面进行封装。
较佳的情况下,底涂剂203均匀的涂于LED发光装置200的基材表面上且形成具有连续相的界面而不会造成孔洞产生,且具有使灌封胶206与基材产生高效粘合的功效,且因为底涂剂203具有高透明度,具有可将LED灌封面上发光组件的光高效地折射出去,快速降低封装热阻,提高出光效率,另外,底涂剂203也具有高的热稳定性、氧化稳定性及抗紫外光(耐黄变)的功效。
再者,灌封胶206进一步可加入导热填料,以降低封装热阻,提高散热性,导热填料优选为导热系数为10~100W/(m.K)的无机粉末,粒径可为奈米级(10~200奈米)或微米级(0.1~10微米),无机粉末最好为碳化硅、氮化硅、氮化铝、石墨、碳黑及氧化铝中的一种或二种以上的混合物;且灌封胶206可依固化程度优选制备成具有透明状或半透明状,而可将LED灌封面上发光组件的光高效地折射出去,快速降低封装热阻,提高出光效率。
表1有机硅灌封胶与基材之间的剪切强度测试表
表1为本发明提供的一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的各实施例与对比例的剪切强度测试表,使用本发明合成的加成型有机硅灌封胶用底涂剂后,由实 施例1得知,有机硅灌封胶的剪切强度比未使用底涂剂时(对比例1)最大提高了10.3倍,表明本发明的方法制备的底涂剂能大幅提高加成型有机硅灌封胶的粘接强度。
而且此底涂剂的耐水性能良好,在25℃的水中浸泡7天后,有机硅灌封胶的粘接性能保持率在80%以上,远远大于未使用底涂剂的有机硅灌封胶,因此可应用在长期浸渍于水中或地下的环境中。
另外,此底涂剂的厚度在1-100um的范围内皆具有提高加成型有机硅灌封胶的粘接强度的功效,因此所使用的底涂剂用量少,增粘效果优良且在很短的时间下,就可以提高有机硅灌封胶的附着力。
此外,底涂剂及有机硅灌封胶的硅氧结构及硅烷结构(尤其是Si-Me基)具有高的键能,可使底涂剂具有高的热稳定性、氧化稳定性及抗紫外光(耐黄变)的功效,因此具有耐候性的功效。
制作后的底涂剂当涂布在大多数基材时,其表面能皆低于基材的临界(critical)表面能,且热力学驱动的原因使得底涂剂能在不规则的表面或是具有孔洞的基材表面上被填满,形成具有连续相的界面而不会造成孔洞产生。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的制备方法,包括以下步骤:(1)制备底涂剂,其中该底涂剂具有第一组份、第二组份、第三组份、第四组份,该第一组份、该第二组份及该第三组份皆具有通式:R1R2R3R4Si,且制备该底涂剂的步骤包含有:合成该第一组份、该第二组份及该第三组份以得到黏稠状树脂;以及合成该黏稠状树脂、第四组份及催化剂以形成该底涂剂;(2)制备灌封胶,抽真空脱泡至从该灌封胶体系中无气泡析出;(3)将该底涂剂涂于基材表面,之后将脱泡后的该灌封胶灌封于该基材上;以及(4)室温固化;其中该底涂剂具有硅烷基、硅氢基及硅乙烯基结构且与该基材之间具有粘合性;
其中该第一组份的R1及R2为甲基、乙基、丙基、环己基、苯基、溴基及氯基中的一种,R3为溴基及氯基中的一种,R4为乙烯基及丙烯基中的一种;
该第二组份的R1及R2为甲基、乙基、丙基、环己基、苯基、溴基及氯基中的一种,R3为甲基、乙基及丙基中的一种,R4为苯基;
该第三组份的R1及R2为甲基、乙基、丙基、环己基、苯基、溴基及氯基中的一种,R3为溴基及氯基中的一种,R4为苯基;
该第四组份具有通式:(Me)3SiO(R5HSiO)m(Me)3,该第四组份的R5为甲基、乙基、丙基、环己基及苯基中的一种;
其中该灌封胶具有硅烷基、硅氢基及端硅乙烯基结构,且该灌封胶及该底涂剂结构中的硅氢基、硅乙烯基及端硅乙烯基彼此皆会进行反应且该底涂剂结合该灌封胶的固化时间为室温下1至12小时。
2.根据权利要求1所述的一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的制备方法,其中该催化剂为铂(Pt)、钯(Pd)及铑(Rh)金属催化剂中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的制备方法,其中该第四组份具有含氢量为0.1-2%。
4.根据权利要求1所述的一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的制备方法,其中该底涂剂具有光穿透度96-99%。
5.根据权利要求1所述的一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的制备方法,其中该底涂剂涂布的厚度为1-100μm。
6.根据权利要求1所述的一种加成型有机硅灌封胶用底涂剂的制备方法,其中该灌封胶具有第五、第六及第七组份,该第五组份具有通式:Vi(Me)2SiO(R6R7SiO)m(Me)2SiVi,该第六组份具有通式:(Me)3SiO(MeHSiO)m(R8R9SiO)nSi(Me)3,该第七组份为增硬型填料、补强 型填料、导热型填料、阻燃型填料、导电填料、导磁填料及绝缘型填料中的一种;其中该第五组份中的R6及R7为甲基、乙基、丙基、环己基及苯基中的一种;该第六组份中的R8及R9为甲基、乙基、丙基、环己基及苯基中的一种。
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