CN106103594A - 有机硅凝胶组合物 - Google Patents

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Abstract

一种用于密封或填充电气或电子部件的有机硅凝胶组合物包含至少一种助粘剂(Z)，并且通过固化来形成有机硅凝胶，所述有机硅凝胶在25℃以及0.1Hz的剪切频率下具有从5.0×103达因/cm2至1.0×105达因/cm2的损耗弹性模量、从5.0×104达因/cm2至1.0×106达因/cm2的复数弹性模量、以及0.3或更小的损耗角正切值。提供有机硅凝胶组合物，相比于常规的技术，所述有机硅凝胶组合物可以抑制在密封或填充电气或电子部件的有机硅凝胶中的空气气泡或裂纹的出现并且即使当在高温条件下如在功率装置中使用时，具有与电气或电子部件的优良的结合；并且提供有机硅凝胶，当其密封或填充电气或电子部件时，所述有机硅凝胶可以抑制空气气泡或裂纹的出现。

Description

有机硅凝胶组合物
技术领域
本发明涉及用于密封或填充电气或电子部件的有机硅凝胶组合物和有机硅凝胶，并且特别地涉及用于密封或填充电气或电子部件的、可以形成有机硅凝胶的有机硅凝胶组合物，相比于常规的已知的有机硅凝胶，所述有机硅凝胶可以抑制在有机硅凝胶中的空气气泡或裂纹的出现并且当其密封或填充电气或电子部件时，具有与电气或电子部件的优良的结合，并且涉及当其密封或填充电气或电子部件时可以抑制空气气泡或裂纹的出现的有机硅凝胶。要求于2014年1月27日提交的日本专利申请第2014-012755号的优先权，其内容通过引用并入本文。
背景技术
有机硅凝胶组合物由于它们可以通过固化形成具有良好的应力松弛、电气特性、耐热性以及耐气候性的有机硅凝胶，已经被宽泛地用作用于电气或电子部件的密封剂或填充剂(参考专利文献1至3)。此类有机硅凝胶组合物的实例包括：包含以下的有机硅凝胶组合物：包含乙烯基的有机聚硅氧烷(所述有机聚硅氧烷具有支链结构并且在25℃下具有从10厘沲至10,000厘沲的粘度)、包含键合至硅原子的氢原子的直链有机聚硅氧烷、以及氢化硅烷化反应催化剂(参考专利文献4)；包含以下的有机硅凝胶组合物：具有支链结构的包含乙烯基的有机聚硅氧烷、包含键合至硅原子的氢原子的有机聚硅氧烷、以及氢化硅烷化反应催化剂(参考专利文献5)；以及包含以下的有机硅凝胶组合物：包含乙烯基的有机聚硅氧烷(所述有机聚硅氧烷具有支链结构并且在25℃下具有从20厘沲至10,000厘沲的粘度)、通过在其分子链的两端处的乙烯基封端的直链有机聚硅氧烷、包含仅在其分子链的两端处键合至硅原子的氢原子的直链的有机聚硅氧烷、以及氢化硅烷化反应催化剂(参考专利文献6)。
另一方面，本发明人提议，可以提供抑制有机硅凝胶中的空气气泡或裂纹的出现的用于密封或填充电气或电子部件的有机硅凝胶组合物，并且可以通过使用有机硅凝胶组合物提供具有优良的可靠性的电气或电子部件，所述有机硅凝胶组合物通过固化来形成有机硅凝胶，所述有机硅凝胶在25℃以及0.1Hz的剪切频率下具有从1.0×103达因/cm2至1.0×105达因/cm2的损耗弹性模量以及1.0×106达因/cm2或更小的复数弹性模量、并且有利地具有从30至80的1/4稠度(参考专利文献7，尤其实践实施例5)。类似地，已经提议，即使当热循环或振动被应用于半导体装置时，通过使用具有某种穿透性并且有利地具有被调整至储存弹性模量的17％或更大的损耗弹性模量的有机硅树脂，可以防止空气气泡、裂纹以及界面剥离(interface debonding)的出现并且可以确保半导体装置的操作可靠性(参考专利文献8)。
引用清单
专利文献
专利文献1：日本未经审查的专利申请公布第S59-204259A号
专利文献2：日本未经审查的专利申请公布第S61-048945A号
专利文献3：日本未经审查的专利申请公布第S62-104145A号
专利文献4：日本未经审查的专利申请公布第S48-017847A号
专利文献5：日本未经审查的专利申请公布第S58-007452A号
专利文献6：日本经审查的专利申请公布第H03-019269B号
专利文献7：日本未经审查的专利申请公布第H10-212413A号
专利文献8：日本未经审查的专利申请公布第2002-184941A号
发明概述
技术问题
然而，最近随着称为功率装置(power device)的电子部件应用的增加的普遍存在，这些电子部件(特别地硅芯片)的操作温度已经从过去约150℃升高至约175℃，并且由于SiC半导体的增加的普遍存在，常常需要例如180℃或更高的操作温度。如果从常规的已知的有机硅凝胶组合物中获得的凝胶在这样的温度条件下被使用，则存在不能充分地抑制在有机硅凝胶中的空气气泡和裂纹的出现并且减小电气或电子部件的可靠性、耐用性以及稳定性的问题。此问题特别地在其中常规的有机硅凝胶组合物密封或填充以下的电气或电子部件的情况下是显著的：所述电气或电子部件具有复合结构，例如其中在电气或电子部件中的电极之间、电气元件之间或电气元件和包装(package)之间的空间是窄的结构；或所述电气或电子部件具有其中这些结构不能追踪有机硅凝胶的膨胀和收缩的结构。通过将这样的电气或电子部件暴露至高温条件，气泡或裂纹可以在有机硅凝胶中出现，并且电气或电子部件的可靠性可以被大大地降低。另外，为了将此有机硅凝胶用于保护电气或电子部件，其必须保持与电气或电子部件的良好的结合，即使当被暴露至高温条件时。满足这些多种特性的有机硅凝胶不是已知的。
本发明的目的是，提供用于密封或填充电气或电子部件的有机硅凝胶组合物，所述有机硅凝胶组合物即使当在高温条件下使用时，也可以形成可以抑制空气气泡和裂纹的出现并且呈现与电气或电子部件的良好的结合的有机硅凝胶。
本发明的另一个目的是，提供即使在高温条件下也可以抑制空气气泡和裂纹的出现并且具有与电气或电子部件的优良的结合的有机硅凝胶。本发明的另外的目的是，提供具有优良的可靠性的电气或电子部件，例如功率装置，并且提供具有优良的可靠性的用于半导体芯片的保护方法。
问题的解决方案
由于解决以上问题的勤勉的研究，本发明人发现以上问题可以通过使用用于密封或填充电气或电子部件的有机硅凝胶组合物来解决，其中所述有机硅凝胶组合物包含至少一种助粘剂(Z)并且，通过固化来形成有机硅凝胶，所述有机硅凝胶在25℃以及0.1Hz的剪切频率下具有从5.0×103达因/cm2至1.0×105达因/cm2的损耗弹性模量、从5.0×104达因/cm2至1.0×106达因/cm2的复数弹性模量、以及0.3或更小的损耗角正切值，并且因此它们实现本发明。此外，复数弹性模量被优选为从5.0×104达因/cm2至5.0×105达因/cm2。
优选地，有机硅凝胶组合物通过氢化硅烷化反应是可固化的。
有机硅凝胶组合物优选地包含
(A)包含烯基的有机聚硅氧烷，其在25℃下具有从10mPa s至100,000mPa s的粘度；
(B)直链的有机聚硅氧烷，其包含至少在其分子链的两端处键合至硅原子的氢原子并且在25℃下具有从1mPa s至10,000mPa s的粘度，所述直链的有机聚硅氧烷是以其中键合至硅原子的所述氢原子的数量是从0.2摩尔至5摩尔每摩尔的被包含在组分(A)中的烯基的量；
(C)催化量的氢化硅烷化反应催化剂；以及
(Z)至少一种助粘剂。
有机硅凝胶组合物优选地包含
(A-1)包含烯基的有机聚硅氧烷，其具有支链结构以及在25℃下具有从10mPa s至100,000mPa s的粘度；
(A-2)包含烯基的直链的有机聚硅氧烷，其在25℃下具有从10mPa s至100,000mPas的粘度；
(B)直链的有机聚硅氧烷，其包含至少在其分子链的两端处键合至硅原子的氢原子并且在25℃下具有从1mPa s至10,000mPa s的粘度，所述直链的有机聚硅氧烷是以其中键合至硅原子的所述氢原子的数量是从0.2摩尔至5摩尔每摩尔的被包含在组分(A-1)和组分(A-2)中的烯基的量；
(C)催化量的氢化硅烷化反应催化剂；以及
(Z)至少一种助粘剂。
有机硅凝胶组合物优选地包含
(A-1T)包含烯基的有机聚硅氧烷，其中有机聚硅氧烷具有支链结构，所述支链结构具有由RSiO1.5代表的至少一个硅氧烷单元(R代表一价烃基)，并且有机聚硅氧烷具有从0.10质量％至1.00质量％的在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)以及在25℃下从10mPa s至5,000mPa s的粘度；
(A-2L)直链的有机聚硅氧烷，其仅在其分子链的两端处包含烯基，在25℃下具有从50mPa s至10,000mPa s的粘度；
(B)直链的有机聚硅氧烷，其包含仅在其分子链的两端处键合至硅原子的氢原子并且在25℃下具有从1mPa s至10,000mPa s的粘度，所述直链的有机聚硅氧烷是以其中键合至硅原子的所述氢原子的数量是从0.2摩尔至5摩尔每摩尔的被包含在组分(A-1T)和组分(A-2L)中的烯基的量；
(C)催化量的氢化硅烷化反应催化剂；以及
(Z)至少一种助粘剂。
特别地，本发明人发现，以上问题可以通过其中组分(A-1)/组分(A-2)或组分(A-1T)/组分(A-2L)的重量比率是0.85或更小的有机硅组合物来更有利地解决。
优选地，组分(A-1T)是具有支链结构的、包含烯基的至少两种有机聚硅氧烷的混合物，所述至少两种有机聚硅氧烷在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)的量上不同。
优选地，组分(A-1T)是组分(A-1T1)和组分(A-1T2)的混合物，所述组分(A-1T1)包含从0.10质量％至0.30质量％的在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)，所述组分(A-1T2)包含从0.30质量％至1.00质量％的在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)，(A-1T1):(A-1T2)的比率是从1:9至9:1。
本发明还涉及通过使上文的有机硅凝胶组合物固化获得的有机硅凝胶。
有机硅凝胶优选地具有从10至80，并且更优选地从20至80的如在JIS K 2220中规定的1/4稠度。
本发明还涉及包含上文的有机硅凝胶组合物的用于电气或电子部件的密封剂。
本发明还涉及配备有上文的有机硅凝胶的电气或电子部件。
电气或电子部件优选地是功率装置例如电动机控制器、用于运输的电动机控制器、发电系统、或空间运输系统。
本发明还涉及使用上文的有机硅凝胶组合物或有机硅凝胶的用于半导体芯片的保护方法。
发明的有益效果
通过根据本发明的有机硅凝胶组合物，可以形成即使当在高温条件下使用时也可以抑制空气气泡和裂纹的出现并且具有与电气或电子部件的优良的结合的有机硅凝胶。
通过根据本发明的有机硅凝胶，可以提供即使当在高温条件下使用时也可以抑制空气气泡和裂纹的出现并且呈现与电气或电子部件的优良的结合的有机硅凝胶。此外，通过根据本发明的用于电气或电子部件的密封剂，可以提供即使在高温条件下也具有高的可靠性和稳定性的电气或电子部件，因为该密封剂包含上文的有机硅凝胶组合物。此外，通过根据本发明的电气或电子部件，其即使在高温条件下也具有高的可靠性和稳定性，因为其配备有上文的有机硅凝胶。另外，通过根据本发明的用于半导体装置的保护方法，可以提供即使在高温条件下也具有高的可靠性和稳定性的电气或电子部件，特别地功率装置，因为该保护方法使用上文的有机硅凝胶。
附图简述
[图1]图1是来自本发明的实践实施例8中评估的电气或电子部件样品的顶表面的光学摄影图像。
[图2]图2是来自比较实施例4中评估的电气或电子部件样品的顶表面的光学摄影图像。
实施方案的描述
现在给出本发明的详细的说明。注意，在本说明书中，粘度是使用B型粘度计根据JIS K 7117-1在25℃下测量的值。
<有机硅凝胶组合物>
根据本发明的有机硅凝胶组合物用于密封或填充电气或电子部件，并且包含至少一种助粘剂(Z)。有机硅凝胶组合物通过固化形成有机硅凝胶，所述有机硅凝胶在25℃以及0.1Hz的剪切频率下具有从5.0×103达因/cm2至1.0×105达因/cm2的损耗弹性模量、从5.0×104达因/cm2至1.0×106达因/cm2的复数弹性模量、以及0.3或更小的损耗角正切值。此外，复数弹性模量被优选为从5.0×104达因/cm2至5.0×105达因/cm2。
本发明通过以下发现而实现：用呈现在上文指定的范围内的损耗弹性模量、复数弹性模量、以及损耗角正切值的有机硅凝胶密封或填充的电气或电子部件可以显著地抑制在有机硅凝胶中的空气气泡或裂纹的出现，即使在高温条件下。注意，在本说明书中，表述“电气/电子部件”意指电气部件或电子部件，并且表述“密封/填充”意指密封或填充。
通过使有机硅凝胶组合物固化获得的有机硅凝胶的在25℃以及0.1Hz的剪切频率下的损耗弹性模量、复数弹性模量、以及损耗角正切值可以通过本领域技术人员已知的方法容易地测量。例如，它们可以通过将有机硅凝胶制备成从5mm至6mm的厚度和25mm的直径的圆形板，并且然后在25℃和0.1Hz的剪切频率的条件下使用动态粘弹性测量设备测量来确定。动态粘弹性测量设备可以是本领域技术人员已知的而不特别地限制的设备，其实例是由Rheometrics,Inc.制造的动态粘弹性测量设备(产品名称:动态分析器ARES(DynamicAnalyzer ARES))。在上文指定的范围内的这样的有机硅凝胶的损耗弹性模量、复数弹性模量、以及损耗角正切值可以通过改变有机硅凝胶组合物的组成、固化机制、固化条件以及类似条件被酌情调整。
另外，优选的是，如果通过使有机硅凝胶组合物固化获得的有机硅凝胶的如在JISK 2220中规定的1/4稠度是从10至80、更优选地从20至80，因为在高温条件下，在有机硅凝胶中的空气气泡和裂纹的出现显著地被抑制。
有机硅凝胶组合物的固化机制不特别地被限制，并且实例是通过烯基和键合至硅原子的氢原子的氢化硅烷化反应固化、通过硅醇基和键合至硅原子的烷氧基的脱醇缩合反应固化、以及通过紫外光辐照的自由基反应固化，其中氢化硅烷化反应固化是优选的，因为完全固化是相对迅速的。
助粘剂(Z)是本发明的必备组分中的一种，并且是改进与有机硅凝胶基底及类似物的结合的组分。通过使用助粘剂(Z)，与电气或电子部件的结合被改进并且在加热时在有机硅凝胶和电气或电子部件之间的界面剥离被抑制，同时有机硅凝胶的各种特性被保持，并且因此电气或电子部件的可靠性可以被改进。
助粘剂(Z)不特别地被限制，条件是其可以实现上文的目的，而实例包括：包含环氧基的烷氧基硅烷，例如3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、以及4-环氧乙基丁基三甲氧基硅烷；包含丙烯酸基的烷氧基硅烷，例如3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、以及3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；包含氨基的烷氧基硅烷，例如3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、以及N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷；硅烷偶联剂反应缩合物，例如双(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、双(三甲氧基甲硅烷基)己烷、以及carbasilatran(其是包含环氧基的烷基硅烷和包含氨基的烷氧基硅烷的反应缩合物)；钛化合物，例如有机钛化合物，例如钛酸四乙酯、钛酸四丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四(2-乙基己基)酯、乙基丙酮酸钛(titanium ethylacetonate)、乙酰基丙酮酸钛、以及二异丙氧基双(乙基乙酰乙酸)钛(diisopropoxybis(ethylacetoacetate)titanium)；铝化合物，例如有机铝化合物，例如乙基乙酰乙酸二异丙醇铝(ethylacetoacetate aluminumdiisopropylate)、三(乙基乙酰乙酸)铝、烷基乙酰乙酸二异丙醇铝、三(乙酰丙酮酸)铝、以及一乙酰丙酮酸双(乙基乙酰乙酸)铝；锆化合物，例如有机锆化合物，例如乙酰丙酮酸锆、丁氧基乙酰丙酮酸锆、双乙酰丙酮酸锆、以及乙基乙酰乙酸锆；以及在日本未经审查的专利申请公布第2002-322364A号中描述的选自由通式(R2O)nSiR3 4-n代表的硅烷的有机硅化合物以及其部分地水解的缩合物，及类似物。(此处，R2代表烷基或烷氧基烷基，R3代表未被取代的或被取代的一价烃基，并且n是3或4。由R2代表的烷基可以是相同的或不同的，并且优选地具有从1个至4个碳，并且更优选地是甲基、乙基、或丙基。此外，由R2代表的烷氧基烷基的另一个实例是甲氧基乙基。由R3代表的一价烃基的实例包括：烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、己基、庚基、辛基、壬基以及癸基；环烷基，例如环戊基和环己基；芳基，例如苯基、甲苯基、二甲苯基以及萘基；芳烷基，例如苄基、苯乙基以及苯基丙基；以及卤化烷基，例如3-氯丙基以及3,3,3-三氟丙基。优选地，其是具有从1个至4个碳的烷基、3,3,3-三氟丙基、或苯基，并且最优选地甲基。)在这些中，从有机硅凝胶的透明性和有机硅凝胶组合物的可固化性的观点来看，使用上文的有机钛化合物、硅烷偶联剂反应缩合物、由上文的通式(R2O)nSiR3 4-n代表的硅烷以及其部分地水解的缩合物、聚硅酸乙酯[平均分子式SimO(m-1)(OC2H5)2(m+1)(其中m平均是5)，SiO2含量40wt％，粘度5mPa s]或其组合是优选的，并且使用聚硅酸乙酯[平均分子式SimO(m-1)(OC2H5)2(m+1)(其中m平均是5)，SiO2含量40wt％，粘度5mPas]是特别地优选的。
助粘剂(Z)可以在其中有机硅凝胶组合物可以形成具有上文指定的损耗弹性模量、复数弹性模量、以及损耗角正切值的有机硅凝胶的范围内被使用。特定地，其优选地在相对于有机硅凝胶组合物的总量的从0.001质量％至5.0质量％的范围内被使用，并且更优选地在0.01质量％至1.0质量％的范围内。通过使用在相对于有机硅凝胶的总量的0.001质量％至5.0质量％的范围内的助粘剂(Z)，可以形成具有与电气或电子部件的良好结合的有机硅凝胶。
如果有机硅凝胶组合物是氢化硅烷化反应可固化的，则有机硅凝胶组合物可以包含：(A)包含烯基的有机聚硅氧烷，其在25℃下具有从10mPa s至100,000mPa s的粘度；(B)直链的有机聚硅氧烷，其包含至少在其分子链的两端处被键合至硅原子的氢原子并且在25℃下具有从1mPa s至10,000mPa s的粘度；以及(C)催化量的氢化硅烷化反应催化剂。
组分(A)的包含烯基的有机聚硅氧烷是有机硅凝胶组合物的主要组分，并且其粘度在25℃下是从10mPa s至100,000mPa s。组分(A)在25℃下的优选的粘度是在10mPa s至10,000mPa s的范围内。如果组分(A)的粘度小于10mPa s，则获得的有机硅凝胶的物理特性趋向下降，而另一方面，如果其超过100,000mPa s，则获得的有机硅凝胶组合物的可操作性趋向下降。此外，组分(A)的含量是相对于有机硅凝胶组合物的80质量％或更大，并且更优选地85质量％或更大。
组分(A)由一种或两种或更多种类型的包含烯基的有机聚硅氧烷构成。这样的包含烯基的有机聚硅氧烷的分子结构不特别地被限制，并且实例包括直链的、支链的、环状的、三维网络结构、及其组合。组分(A)可以仅由包含烯基的直链的有机聚硅氧烷构成、仅由包含烯基的具有支链结构的有机聚硅氧烷构成、或由包含烯基的直链的有机聚硅氧烷和包含烯基的具有支链结构的有机聚硅氧烷的混合物构成。在这些中，组分(A)优选地是(A-1)有机聚硅氧烷和(A-2)直链的有机聚硅氧烷的混合物，所述(A-1)有机聚硅氧烷具有烯基，具有支链结构，在25℃下具有从10mPa s至100,000mPa s的粘度；所述(A-2)直链的有机聚硅氧烷具有烯基，在25℃下具有从10mPa s至100,000mPa s的粘度。
组分(A-1)的具有烯基的具有支链结构的有机聚硅氧烷意指其分子结构是支链结构或部分地支化的直链结构的有机聚硅氧烷。特定地，组分(A-1)是在分子结构中具有RSiO3/2单元(R是一价烃基)和/或SiO4/2单元的有机聚硅氧烷，并且优选地是由R2SiO2/2单元、RSiO3/2单元和R3SiO1/2单元构成的有机聚硅氧烷。在这些单元中的R的实例包括一价烃基，例如烷基例如甲基、乙基以及丙基；烯基，例如乙烯基、烯丙基、丁烯基以及己烯基；芳基，例如苯基和甲苯基；以及卤化烷基，例如3,3,3-三氟丙基及类似物，但在聚合物中的至少一个R必须是烯基。此外，这些单元的比例不被限制，但在此聚合物中，优选的是，R2SiO2/2单元占从80.0mol％至99.65mol％，RSiO3/2单元占从0.10mol％至10.00mol％，并且剩余的mol％是R3SiO1/2单元。通过在有机硅凝胶组合物中包含具有烯基的具有支链结构的有机聚硅氧烷，通过固化获得的有机硅凝胶的耐冷性可以被改进。
组分(A-1)的粘度是从10mPa s至100,000mPa s，优选地从10mPa s至10,000mPas，并且特别地优选地从10mPa s至5,000mPa s。如果组分(A-1)的粘度小于10mPa s，则获得的有机硅凝胶的物理特性趋向下降，而另一方面，如果其超过100,000mPa s，则获得的有机硅凝胶组合物的可操作性趋向下降。
被包含在组分(A-1)的分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)的量不特别地被限制，但优选地是从0.05质量％至1.50质量％，并且更优选地从0.10质量％至1.00质量％。通过使在组分(A-1)的分子中的乙烯基部分的含量是在这样的范围内，容易地获得呈现指定的范围的损耗弹性模量、复数弹性模量、以及损耗角正切值的有机硅凝胶。
组分(A-1)可以仅由一种类型的包含烯基的具有支链结构的有机聚硅氧烷构成或由两种或更多种类型的包含烯基的具有支链结构的有机聚硅氧烷构成。组分(A-1)优选地由两种或更多种类型的包含烯基的具有支链结构的有机聚硅氧烷构成。特别地，组分(A-1)优选地是具有烯基的具有支链结构的至少两种有机聚硅氧烷的混合物，所述至少两种有机聚硅氧烷在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)的量上不同。作为有利的实例，组分(A-1)包括两种类型，一种组分包含从0.10质量％至0.30质量％的在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)，并且一种组分包含从0.30质量％至1.00质量％的在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)。在组分(A-1)中包含不同量的乙烯基的两种有机聚硅氧烷的重量比率不特别地被限制，但优选地是从1:9至9:1，更优选地从2:8至8:2，并且甚至更优选地从3:7至7:3。
组分(A-1)优选地是(A-1T)包含烯基的具有支链结构的有机聚硅氧烷，所述支链结构具有由RSiO1.5(R是一价烃基)代表的至少一个硅氧烷单元，并且所述(A-1T)包含从0.10质量％至1.00质量％的在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)并且在25℃下具有从10mPas至5,000mPa s的粘度。
组分(A-1T)优选地是具有烯基的具有支链结构的至少两种有机聚硅氧烷的混合物，所述至少两种有机聚硅氧烷在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)的量上不同。特别地，组分(A-1T)优选地是组分(A-1T1)和组分(A-1T2)的混合物，所述组分(A-1T1)包含从0.10质量％至0.30质量％的在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)，所述组分(A-1T2)包含从0.30质量％至1.00质量％的在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)，(A-1T1):(A-1T2)的比率是从1:9至9:1。
组分(A-2)的包含烯基的直链的有机聚硅氧烷优选地在其分子链的至少两端上具有烯基，并且可以仅在其分子链的两端上具有烯基。组分(A-2)不特别地被限制，但实例包括在两个分子末端处通过二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷、在两个分子末端处通过二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷的共聚物、在两个分子末端处通过三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅氧烷的共聚物、在两个分子末端处通过三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷的共聚物、在两个分子末端处通过硅烷醇基封端的二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅氧烷的共聚物、其中在这些聚合物中的甲基中的某些被不同于甲基的烷基例如乙基或丙基、或卤化的烷基例如3,3,3-三氟丙基取代的聚合物、其中在这些聚合物中的乙烯基被不同于乙烯基的烯基例如烯丙基、丁烯基或己烯基取代的聚合物，以及这些聚合物中的两种或更多种的混合物。
组分(A-2)的粘度是从10mPa s至100,000mPa s，优选地从10mPa s至10,000mPas，并且特别地优选地从50mPa s至10,000mPa s。如果组分(A-2)的粘度小于10mPa s，则获得的有机硅凝胶的物理特性趋向下降，而另一方面，如果其超过100,000mPa s，则获得的有机硅凝胶组合物的可操作性趋向下降。
更优选地，组分(A-2)是(A-2L)仅在其分子的两端处具有烯基并且在25℃下具有从50mPa s至10,000mPa s的粘度的有机聚硅氧烷。
当组分(A)包含组分(A-1)和组分(A-2)时，组分(A-1)与组分(A-2)的重量比率不特别地被限制，但组分(A-1)/组分(A-2)优选地是0.85或更小，并且更优选地0.8或更小。由于组分(A-1)/组分(A-2)的重量比率是0.85或更小，当电气或电子部件用获得的有机硅凝胶来密封或填充时，在有机硅凝胶中的空气气泡和裂纹的出现可以有效地被抑制。
组分(B)的在其分子链的至少两端上具有键合至硅原子的氢原子的直链的有机聚硅氧烷充当有机硅凝胶组合物的交联剂，并且其特征在于其粘度在25℃下是从1mPa s至10,000mPa s。组分(B)中的键合至硅原子的氢原子可以至少在分子的两端处被包含，并且键合至硅原子的氢原子可以在分子的侧链上被包含，或键合至硅原子的氢原子可以仅在分子的两端上被包含。在组分(B)中，键合至硅原子的不同于烯基的有机基团的实例包括烷基，例如甲基、乙基、丙基、及类似物；芳基，例如苯基、甲苯基、及类似物；以及排除烯基的一价烃基，例如卤化的烷基例如3,3,3-三氟丙基；及类似物。组分(B)的实例包括在两个分子末端处通过二甲基氢硅氧烷基团封端的二甲基聚硅氧烷及类似物。此外，作为组分(B)，仅一种类型的有机聚硅氧烷可以被使用，或两种或更多种类型的有机聚硅氧烷可以组合地被使用。
组分(B)的在25℃下的粘度是从1mPa s至10,000mPa s，优选地从10mPa s至10,000mPa s。如果组分(B)的粘度小于1mPa s，则获得的有机硅凝胶的物理特性趋向下降，而另一方面，如果其超过10,000mPa s，则获得的有机硅凝胶组合物的可操作性趋向下降。
在组分(B)中，键合至硅原子的氢原子具有从0.2摩尔至5摩尔、并且优选地从0.8摩尔至1.2摩尔每1摩尔的在组分(A)中的烯基的在组分(B)中的混合的量。这是因为，如果在组分(B)中的键合至硅原子的氢原子与每摩尔的在组分(A)中的烯基的摩尔比率小于0.2摩尔，则获得的有机硅凝胶组合物将趋向不充分地固化，而另一方面，如果其超过5摩尔，获得的有机硅凝胶的物理特性将趋向下降。
组分(C)的氢化硅烷化反应催化剂是用于加速氢化硅烷化反应可固化的有机硅凝胶组合物的固化的催化剂。组分(C)的实例包括基于铂的催化剂，例如氯铂酸、氯铂酸的醇溶液、铂的烯烃络合物、铂和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的络合物、以及负载铂的粉末；基于钯的催化剂，例如四(三苯基膦)钯、钯黑、以及与三苯基膦的混合物；以及基于铑的催化剂。基于铂的催化剂是优选的。
组分(C)的混合的量是催化量，并且在其中基于铂的催化剂被用作组分(C)的情况下，为了实践的原因，组分(C)的混合的量优选地使得在催化剂中的铂金属的含量是在有机硅凝胶组合物中的按重量计从0.01ppm至1000ppm，并且特别地优选地从0.1ppm至500ppm。
除了上文的组分(A)至组分(C)和组分(Z)之外，任选的组分可以在使得本发明的目的被实现的范围内被掺合在有机硅凝胶组合物中。任选的组分的实例包括氢化硅烷化反应抑制剂，例如乙炔化合物、有机磷酸酯化合物、以及含乙烯基的硅氧烷化合物；无机填充剂，例如煅制二氧化硅、湿制二氧化硅(wet-produced silica)、压碎石英、氧化钛、碳酸镁、氧化锌、氧化铁、硅藻土、以及碳黑；通过由有机硅化合物疏水处理这样的无机填充剂的表面获得的无机填充剂；不包含键合至硅原子的氢原子或键合至硅原子的烯基的有机聚硅氧烷、耐热性赋予剂、耐冷性赋予剂、导热填充剂、阻燃剂、触变性赋予剂、颜料、染料、及类似物。
氢化硅烷化反应抑制剂是用于抑制有机硅凝胶组合物的氢化硅烷化反应的组分，其特定的实例包括基于乙炔的反应抑制剂例如乙炔基环己醇、以及基于胺的反应抑制剂、基于羧酸酯的反应抑制剂、基于亚磷酸酯的反应抑制剂。反应抑制剂的添加的数量通常是总有机硅凝胶组合物的从0.001质量％至5质量％。特别地，在改进有机硅凝胶组合物的可操作性的目的下，基于乙炔的化合物，例如3-甲基-1-丁炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、以及3-苯基-1-丁炔-3-醇；烯炔化合物，例如3-甲基-3-戊烯-1-炔以及3,5-二甲基-3-己烯-1-炔；环烯基硅氧烷，例如1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷以及1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四己烯基环四硅氧烷；以及三唑化合物，例如苯并三唑可以被添加，而没有特别的限制。
无机填充剂的实例包括煅制二氧化硅、结晶二氧化硅、沉淀二氧化硅、中空填充剂、倍半硅氧烷、煅制二氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化铁、氢氧化铝、碳酸镁、碳酸钙、碳酸锌、层状云母、碳黑、硅藻土、以及玻璃纤维；以及通过由有机硅化合物疏水处理这样的无机填充剂的表面获得的无机填充剂，所述有机硅化合物例如有机烷氧基硅烷化合物、有机氯硅烷化合物或有机硅氮烷化合物。此外，有机硅橡胶粉末、有机硅树脂粉末及类似物也可以被掺合。然而，无机填充剂的掺合的量特定地是有机硅凝胶组合物的20质量％或更小，并且特别地优选地10质量％或更小。
耐热性赋予剂不特别地被限制，条件是其可以赋予有机硅凝胶耐热性，而实例包括金属氧化物，例如氧化铁、氧化钛、氧化铈、氧化镁、氧化铝、以及氧化锌；金属氢氧化物，例如氢氧化铈；酞菁化合物、碳黑、铈硅醇盐(cerium silanolate)、铈脂肪酸盐、以及有机聚硅氧烷和铈羧酸盐的反应产物。
耐冷性赋予剂不特别地被限制，条件是其可以赋予有机硅凝胶耐冷性，而实例包括增塑剂，例如加工油、环烷烃油、高级脂肪酸酯、以及邻苯二甲酸二烷基酯。
导热填充剂的实例包括金、银、铜、铝、镍、黄铜、形状记忆合金、焊剂以及类似的金属粉末；使金、银、镍、铜或类似的金属气相沉积在或镀在其表面上的陶瓷、玻璃、石英、有机树脂、以及类似的粉末；基于氧化铝(矾土)、氧化铍、氧化铬、氧化锌、氧化钛、结晶二氧化硅、以及类似的金属氧化物的粉末；基于氮化硼、氮化硅、氮化铝、以及类似的金属氮化物的粉末；基于碳化硼、碳化钛、碳化硅、以及类似的金属碳化物的粉末；基于氢氧化铝、氢氧化镁以及类似的金属氢氧化物的粉末；基于碳纳米管、碳微纤维、金刚石、石墨、以及类似的碳的粉末；以及两种或更多种类型的这些粉末的混合物。通过向有机硅凝胶组合物添加此类导热填充剂，可以形成具有优良的耐热性的有机硅凝胶。
有机硅凝胶组合物可以通过混合组分来制备；例如，组合物可以通过混合上文的组分(A)至组分(C)和组分(Z)以及其他任选的组分来制备。用于混合组分的方法可以是常规的已知的方法并且不特别地被限制，但通常是通过简单搅拌的均匀混合。此外，当固体组分例如无机填充剂或类似物作为任选的组分被包含时，使用混合装置混合是更优选的。这样的混合装置不特别地被限制，但通过单螺杆或双螺杆连续混合器、双轧辊、Ross混合器、Hobart混合器、牙科混合器、行星式混合器、捏合机混合器、Henschel混合器、以及类似物来例示。
<有机硅凝胶>
根据本发明的有机硅凝胶通过使上文的有机硅凝胶组合物固化来获得，并且其特征是在25℃以及0.1Hz的剪切频率下具有从5.0×103达因/cm2至1.0×105达因/cm2的损耗弹性模量、从5.0×104达因/cm2至1.0×106达因/cm2的复数弹性模量、以及0.3或更小的损耗角正切值。此外，复数弹性模量被优选为从5.0×104达因/cm2至5.0×105达因/cm2。通过这样的有机硅凝胶，气泡和裂纹的出现可以被抑制并且与电气或电子部件的优良的结合可以被呈现。因此，通过密封或填充电气或电子部件，可以提供即使在高温条件下也具有高的可靠性和稳定性的电气或电子部件。
用于获得有机硅凝胶的有机硅凝胶组合物的固化机制不特别地被限制，并且实例是通过烯基和键合至硅原子的氢原子的氢化硅烷化反应固化、通过硅醇基和键合至硅原子的烷氧基的脱醇缩合反应固化、以及通过紫外光辐照的自由基反应固化，其中氢化硅烷化反应固化是优选的，因为完全固化是相对迅速的。用于使此氢化硅烷化反应可固化的有机硅凝胶组合物固化的温度不特别地被限制，但通常是从60℃至150℃，并且更优选地从70℃至130℃。
有机硅凝胶的在JIS K 2220中规定的1/4稠度的直接读数(1/10mm的读数单位)优选地是从10至80，更优选地从20至80，甚至更优选地从20至60，特别地优选地从20至50。呈现在此范围内的在JIS K 2220中规定的1/4稠度的直接读数的有机硅凝胶具有低的弹性模量和低的应力的有机硅凝胶特性，并且还可以在高温条件下，大大抑制空气气泡和裂纹的出现。如果此穿透小于10，则其趋向不呈现低的弹性模量和低的应力的有机硅凝胶特性，而如果其超过80，则其太软，并且因此趋向不满足本发明中要求的损耗弹性模量、复数弹性模量、以及损耗角正切值的范围。注意，与在JIS K 2220中规定的使用1/4锥体的穿透测试类似，“1/4稠度的直接读数”是通过从样本的表面落下1/4锥体并且使用JIS K 2220的1/4稠度计读取锥体穿透的深度获得的值。
有机硅凝胶具有在180℃和大于180℃的高温下的优良的耐热性，并且该凝胶不趋向当在高温下长期使用时劣化。此外，当在用于保护电子组件例如半导体芯片、SiC半导体芯片、IC、混合IC以及功率装置的应用中使用时，即使在高温条件下，在有机硅凝胶中的空气气泡和裂纹的出现可以被抑制，并且此外，因为有机硅凝胶具有与电气或电子部件的良好的结合，其具有能够提供具有高的可靠性和稳定性的电气或电子部件的优点。此外，因为本发明的有机硅凝胶是透明的，所以发光的半导体元件，例如LED可以被包括在上文的半导体芯片中。
“用于电气或电子部件的密封剂”
根据本发明的用于电气或电子部件的密封剂用于密封或填充电气或电子部件，并且包含本发明的有机硅凝胶组合物。通过这样的用于电气或电子部件的密封剂，因为其包含上文描述的有机硅凝胶组合物，所以电气或电子部件可以通过本发明的有机硅凝胶来密封或填充，并且因此，即使在高温条件下也具有高的可靠性和稳定性的电气或电子部件可以被提供。
用于用用于电气或电子部件的密封剂密封或填充电气或电子部件的方法不被限制，而实例是使将被保护的电气或电子部件的部分与用于电气或电子部件的密封剂接触，并且然后通过加热此组合物、使此组合物在室温下静置或用紫外光辐照此组合物而使此组合物固化。其中电气或电子部件用用于电气或电子部件的氢化硅烷化反应可固化的密封剂来密封或填充、并且然后通过加热来固化的方法是特别地优选的，因为完全固化是相对迅速的。在此情况下，当加热温度是高的时，在用于电气或电子部件的密封剂(其已经被应用于密封或填充)中的空气气泡和裂纹的出现被加速，并且因此在50℃至250℃的范围内的加热是优选的，并且在70℃至130℃的范围内的加热是特别地优选的。
通过本发明的有机硅凝胶密封或填充的电气或电子部件不被限制，但因为本发明的有机硅凝胶即使在高温条件下也可以抑制空气气泡和裂纹的出现并且呈现与电气或电子部件的良好的结合，所以本发明的有机硅凝胶可以有利地被用于在高温条件下使用的功率装置，特别是诸如电动机控制器、用于运输的电动机控制器、发电系统、或空间运输系统的功率装置。此外，因为本发明的有机硅凝胶除了在SiC半导体芯片中要求的耐热性(例如，180℃或大于180℃的耐热性)之外还具有某种程度的耐冷性，所以本发明的有机硅凝胶可以有利地被用于要求承受剧烈的温差的能力的功率装置中，并且可以改进这样的功率装置的耐用性和可靠性。要求耐热性和耐冷性的这样的功率装置的实例包括在冷的区域中使用的电动机控制器，例如用于在冷的区域中使用的通用逆变器控制器、伺服电动机控制器、机械工具或升降机、电动车辆、混合动力车或用于轨道运输的电动机控制器；在冷的区域中使用的发电系统，例如在空间中使用的太阳能发电机、风能发电机或燃料电池发电机、航天运输系统及类似物。注意，“冷的区域”指示其中温度落在低于0℃的区域。此外，本发明的用于电气或电子部件的密封剂在具有其中在电气或电子部件中的电极之间、电气元件之间或电气元件和包装之间的空间是窄的结构、或具有其中这些结构不能追踪有机硅凝胶的膨胀和收缩的结构的电气或电子部件中也是有效的。例如，本发明的用于电气或电子部件的密封剂可以被用于电气元件例如半导体元件、电容器和电阻器被安装于其上的电路或模块中，即通常用有机硅凝胶密封或填充的多种传感器例如压力传感器、和汽车点火器、调节器及类似物。
<电气或电子部件>
根据本发明的电气或电子部件是已经通过本发明的有机硅凝胶被填充或密封的电气或电子部件。通过这样的电气或电子部件，其即使在高温条件下也具有高的可靠性和稳定性，因为其配备有本发明的有机硅凝胶。
这样的电气或电子部件的实例与上文描述的电气或电子部件相同，特别地功率装置例如电动机控制器、用于运输的电动机控制器、发电系统、或空间运输系统。
<用于半导体芯片的保护方法>
根据本发明的用于半导体芯片的保护方法是用于通过使用本发明的有机硅凝胶保护半导体芯片的方法，其实例是用于使用本发明的用于电气或电子部件的密封剂作为密封剂的半导体芯片的保护方法。通过用于半导体芯片的此保护方法，可以提供即使在高温条件下也具有高的可靠性和稳定性的电气或电子部件，特别地功率装置，因为该保护方法使用本发明的有机硅凝胶。
实施例
本发明的用于密封或填充电气或电子部件的有机硅凝胶组合物和有机硅凝胶将通过实施例来描述。注意，在实施例中，粘度是在25℃下测量的值。
<实践实施例1至13和比较实施例1至7>
将以下组分以在表1至3中示出的组成(重量份)混合，并且制备无色透明的有机硅凝胶组合物。注意，在表中的SiH/SiCH＝CH2指示被包含在有机聚硅氧烷(该有机聚硅氧烷包含键合至硅原子的氢原子)中的键合至硅原子的氢原子与每1摩尔的在组合物中的包含烯基的有机聚硅氧烷中的烯基的摩尔比率。
组分a-1：包含烯基的有机聚硅氧烷，其具有支链结构，具有870mPa s的粘度，包含93.50mol％(CH3)2SiO2/2单元、3.30mol％CH3SiO3/2单元、1.60mol％(CH3)3SiO1/2单元、以及1.60mol％(CH3)2(CH2＝CH)SiO1/2单元(乙烯基含量＝0.58wt％)
组分a-2：包含烯基的有机聚硅氧烷，其具有支链结构，具有420mPa s的粘度，包含93.50mol％(CH3)2SiO2/2单元、0.80mol％CH3SiO3/2单元、5.10mol％(CH3)3SiO1/2单元、以及0.60mol％(CH3)2(CH2＝CH)SiO1/2单元(乙烯基含量＝0.22wt％)
组分a-3：在两个分子末端处通过二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的直链的二甲基聚硅氧烷，其具有2,000mPa s的粘度(乙烯基含量＝0.23wt％)
组分a-4：在两个分子末端处通过二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的直链的二甲基聚硅氧烷，其具有360mPa s的粘度(乙烯基含量＝0.48wt％)
组分b-1：在两个分子末端处通过二甲基氢甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷，其具有16mPa s的粘度(硅键合的氢原子含量＝0.13wt％)
组分b-2：在两个分子末端处通过二甲基羟基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物，其具有22mPa s的粘度(硅键合的氢原子含量＝0.14wt％)
组分c：铂和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的络合物，其具有0.5wt％的铂浓度(乙烯基含量＝2.48wt％)
组分z-1：聚硅酸乙酯[平均分子式SimO(m-1)(OC2H5)2(m+1)(其中m平均是5)，SiO2含量40wt％，粘度5mPa s]
组分z-2：二异丙氧基双(乙基乙酰乙酸)钛
组分z-3：3-环氧丙氧基丙基三甲氧基甲硅烷
组分z-4：1,6-双(六甲氧基)己烷
组分z-5：Carbasilatran(环氧基硅烷和氨基硅烷的反应混合物)
实践实施例1至13和比较实施例1至7的获得的有机硅凝胶组合物如下被评估。这些结果在表1至3中被示出。
<损耗弹性模量、复数弹性模量、以及损耗角正切值>
以从5mm至6mm的厚度和25mm的直径的圆形板的形状的有机硅凝胶通过在80℃下加热有机硅凝胶组合物持续1小时来产生。此有机硅凝胶的损耗弹性模量、复数弹性模量、以及损耗角正切值通过由Rheometrics,Inc.制造的动态粘弹性测量设备(产品名称：动态分析器ARES)在25℃、0.1Hz的剪切频率、应变2％下来测量。
<1/4稠度>
有机硅凝胶通过将用于密封或填充电气或电子部件的有机硅凝胶组合物轻轻地倾倒在50mL玻璃烧瓶中并且然后在80℃下加热持续1小时来产生。此有机硅凝胶的1/4稠度根据在JIS K 2220中规定的方法来测量。注意，该有机硅凝胶的1/4稠度是在JIS K 2220中规定的1/4稠度的直接读数(1/10mm的读数单位)，如上文所描述。
<空气气泡和裂纹的存在或不存在>
将具有2mm的直径和80mm的长度的三个电极(2)平行地放置在具有95mm的直径和12mm的高度的玻璃培养皿(4)上，并且将具有75mm×25mm×2mm的尺寸的聚对苯二甲酸丁二酯的基底(3)(PBT，品牌名称“Duranex 2002”)放置在这些电极上，产生电气或电子部件。将有机硅凝胶组合物以产生10mm的高度的量轻轻地倾倒在玻璃培养皿中，并且在将玻璃培养皿在5mmHg或更小的减压下在室温下脱气持续3分钟之后，将有机硅凝胶组合物通过在80℃烘箱中加热持续1小时来固化以形成有机硅凝胶(1或1’)，并且获得电气或电子部件样品。任此样品在预热至180℃的热板上静置持续24小时，并且然后用显微镜观察在密封或填充电气或电子部件的有机硅凝胶中的空气气泡或裂纹(5)的出现和其程度。代表在表1至3中示出的空气气泡或裂纹的存在或不存在以及其程度的数字5至1具有以下含义(＝样品的状态)。此处，空气气泡或裂纹的尺寸指示该空气气泡或裂纹的最长部分的长度。此外，来自在实践实施例8中评估的电气或电子部件的上表面的光学摄像图像在图1中被示出，并且来自在比较实施例4中评估的电气或电子部件样品的上表面的光学摄像图像在图2中被示出。在实践实施例8中评估的电气或电子部件样品中，在有机硅凝胶中没有看到大的空气气泡或裂纹，并且没有看到从基底的界面剥离。另一方面，在比较实施例4中评估的电气或电子部件样品中，尺寸为20mm或更大的空气气泡或裂纹出现。
5：完全没有形成空气气泡或裂纹，并且没有看到从基底的界面剥离。
4：尺寸上小于1mm的空气气泡或裂纹出现，但没有看到从基底的界面剥离，并且其可以被使用而没有实践问题。
3：尺寸上至少1mm但小于10mm的空气气泡或裂纹出现，但没有看到从基底的界面剥离，并且其可以被使用而没有主要的实践问题。
2：尺寸上从10mm至20mm的空气气泡或裂纹出现，和/或看到从基底的界面剥离，并且因此在实践使用中存在问题。
1：尺寸上20mm或更大的空气气泡或裂纹出现，和/或从基底的界面剥离是1cm2或更大，并且实践使用是非常有问题的。
表1：实践实施例1至6
表2：实践实施例7至13
表3：比较实施例1至7
比较实施例 1 2 3 4 5 6 7
组分a-l 14 24.7 21.6 0 13.2 37.7 0
组分a-2 40.5 0 15.2 87.2 38.2 0 0
组分a-3 0 66.5 0.0 0 0 0 0
组分a-4 35.0 0 51.2 6.3 38.8 48.6 37.5
组分b-l 9.5 8.49 12.1 6.3 9.6 13.4 9.9
组分b-2 0 0 0 0 0 0 2.0
组分c 0.08 0.09 0.09 0.10 0.08 0.08 0.07
组分z-1 0.16 0.17 0 0.16 0.16 0 0.12
组分z-2 0.02 0.03 0 0.03 0.03 0 0.02
组分z-3 0 0 0 0 0 0 0
组分z-4 0 0 0 0 0 0 0
组分z-5 0 0 0 0 0 0 0
总计 100 100 100 100 100 100 100
SiH/SiCH＝CH2 0.98 1.00 1.05 0.98 0.97 1.02 1.00
T单元含量/直链 1.56 0.37 0.72 13.9 1.3 0.78 0
1/4稠度 56 34 39 80 60 26 42
损耗弹性模量(达因/cm2) 2.4×103 3.6×104 7.7×103 3.0×102 2.2×103 8.6×103 4.1×104
复数弹性模量(达因/cm2) 2.9×104 1.1×105 6.5×104 9.1×103 2.9×104 1.3×105 9.2×104
损耗角正切值 0.08 0.33 0.12 0.03 0.08 0.07 0.5
空气气泡、裂纹、剥离的程度 1 1 1 1 1 1(界面剥离) 1
工业适用性
相比于常规的有机硅凝胶，从本发明的有机硅凝胶组合物获得的有机硅凝胶当其密封或填充电气或电子部件时，即使在高温下使用时也可以抑制空气气泡或裂纹的出现并且具有与电气或电子部件优良的结合，并且因此，从本发明的有机硅凝胶组合物获得的有机硅凝胶可以有利地被用于多种半导体元件的密封剂和保护性材料中。特别地，从本发明的有机硅凝胶组合物获得的有机硅凝胶可以有利地被用于在高温条件下使用的功率装置(例如电动机控制器、用于运输的电动机控制器、发电系统、或空间运输系统)的密封剂和保护性材料中。此外，因为从本发明的有机硅凝胶组合物获得的有机硅凝胶除了在SiC半导体芯片中要求的耐热性(例如，180℃或大于180℃的耐热性)之外还具有某种程度的耐冷性，所以从本发明的有机硅凝胶组合物获得的有机硅凝胶可以有利地被用于要求承受剧烈的温差的能力的功率装置的密封剂和保护性材料中，并且可以改进这样的功率装置的耐用性和可靠性。要求耐热性和耐冷性的这样的功率装置的实例包括在冷的区域中使用的电动机控制器，例如用于在冷的区域中使用的通用逆变器控制器、伺服电动机控制器、机械工具或升降机、电动车辆、混合动力车或用于铁路运输的电动机控制器；在冷的区域中使用的发电系统，例如在空间中使用的太阳能发电机、风能发电机或燃料电池发电机、航天运输系统及类似物。注意，“冷的区域”指示其中温度落在低于0℃的区域。此外，本发明的有机硅凝胶组合物在具有其中在电气或电子部件中的电极之间、电气元件之间或电气元件和包装之间的空间是窄的结构、或具有其中这些结构不能追踪有机硅凝胶的膨胀和收缩的结构的电气或电子部件中也是有效的。例如，本发明的有机硅凝胶组合物可以有利地被用于电气元件例如半导体元件、电容器和电阻器被安装于其上的电路或模块，即通常用有机硅凝胶密封或填充的多种传感器例如压力传感器、和汽车点火器、调节器及类似物的密封剂和保护性材料中。另外，因为从本发明的有机硅凝胶组合物获得的有机硅凝胶是透明的，所以其作为在一般照明装置及类似物例如透镜(包括在LED包装的外部上提供的二级光学透镜材料)、发光半导体元件的密封材料、白反射镜材料、光漫射材料、波长转换材料、以及波导材料和类板、类膜以及类片的光导材料的密封剂或保护性材料中使用的光学材料或电子材料是有用的。
参考符号清单
1,1' 有机硅凝胶
2 电极
3 聚对苯二甲酸丁二酯
4 玻璃培养皿
5 空气气泡或裂纹

Claims (15)

1.一种用于密封或填充电气或电子部件的有机硅凝胶组合物，所述有机硅凝胶组合物包含至少一种助粘剂(Z)；并且通过固化来形成有机硅凝胶，所述有机硅凝胶在25℃以及0.1Hz的剪切频率下具有从5.0×103达因/cm2至1.0×105达因/cm2的损耗弹性模量、从5.0×104达因/cm2至1.0×106达因/cm2的复数弹性模量、以及0.3或更小的损耗角正切值。
2.根据权利要求1所述的有机硅凝胶组合物，所述有机硅凝胶组合物是通过氢化硅烷化反应可固化的。
3.根据权利要求1或2所述的有机硅凝胶组合物，所述有机硅凝胶组合物包含：
(A)包含烯基的有机聚硅氧烷，其在25℃下具有从10mPa s至100,000mPa s的粘度；
(B)直链的有机聚硅氧烷，其包含至少在其分子链的两端处键合至硅原子的氢原子并且在25℃下具有从1mPa s至10,000mPa s的粘度，所述直链的有机聚硅氧烷是以其中键合至硅原子的所述氢原子的数量是从0.2摩尔至5摩尔每1摩尔的被包含在组分(A)中的烯基的量；
(C)催化量的氢化硅烷化反应催化剂；以及
(Z)至少一种助粘剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的有机硅凝胶组合物，所述有机硅凝胶组合物包含：
(A-1)包含烯基的有机聚硅氧烷，其具有支链结构以及在25℃下具有从10mPa s至100,000mPa s的粘度；
(A-2)包含烯基的直链的有机聚硅氧烷，其在25℃下具有从10mPa s至100,000mPa s的粘度；
(B)直链的有机聚硅氧烷，其包含至少在其分子链的两端处键合至硅原子的氢原子并且在25℃下具有从1mPa s至10,000mPa s的粘度，所述直链的有机聚硅氧烷是以其中键合至硅原子的所述氢原子的数量是从0.2摩尔至5摩尔每1摩尔的被包含在组分(A-1)和组分(A-2)中的烯基的量；
(C)催化量的氢化硅烷化反应催化剂；以及
(Z)至少一种助粘剂。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的有机硅凝胶组合物，所述有机硅凝胶组合物包含：
(A-1T)包含烯基的有机聚硅氧烷，其中所述有机聚硅氧烷具有支链结构，并且具有从0.10质量％至1.00质量％的在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)以及在25℃下从10mPa s至5,000mPa s的粘度，所述支链结构具有由RSiO1.5代表的至少一个硅氧烷单元，其中R代表一价烃基；
(A-2L)直链的有机聚硅氧烷，其仅在其分子链的两端处包含烯基，在25℃下具有从50mPa s至10,000mPa s的粘度；
(B)直链的有机聚硅氧烷，其包含仅在其分子链的两端处键合至硅原子的氢原子并且在25℃下具有从1mPa s至10,000mPa s的粘度，所述直链的有机聚硅氧烷是以其中键合至硅原子的所述氢原子的数量是从0.2摩尔至5摩尔每1摩尔的被包含在组分(A-1T)和组分(A-2L)中的烯基的量；
(C)催化量的氢化硅烷化反应催化剂；以及
(Z)至少一种助粘剂。
6.根据权利要求4或5所述的有机硅凝胶组合物，其中组分(A-1)/组分(A-2)或组分(A-1T)/组分(A-2L)的重量比率是0.85或更小。
7.根据权利要求5或6所述的有机硅凝胶组合物，其中组分(A-1T)是包含烯基、具有支链结构的至少两种有机聚硅氧烷的混合物，所述至少两种有机聚硅氧烷在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)的量上不同。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的有机硅凝胶组合物，其中组分(A-1T)是组分(A-1T1)和组分(A-1T2)的混合物，所述组分(A-1T1)包含从0.10质量％至0.30质量％的在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)，所述组分(A-1T2)包含从0.30质量％至1.00质量％的在分子中的乙烯基部分(CH2＝CH-)，(A-1T1):(A-1T2)的比率是从1:9至9:1。
9.一种有机硅凝胶，所述有机硅凝胶通过使在权利要求1至8中任一项中描述的所述有机硅凝胶组合物固化被制备。
10.根据权利要求9所述的有机硅凝胶，所述有机硅凝胶具有从10至80的按照在JIS K2220中规定的1/4稠度。
11.一种用于电气或电子部件的密封剂，所述密封剂包含在权利要求1至8中任一项中描述的所述有机硅凝胶组合物。
12.一种电气或电子部件，所述电气或电子部件配备有在权利要求9或10中描述的所述有机硅凝胶。
13.根据权利要求12所述的电气或电子部件，其中所述电气或电子部件是功率装置。
14.根据权利要求13所述的电气或电子部件，其中所述功率装置是电动机控制器、用于运输的电动机控制器、发电系统、或空间运输系统。
15.一种用于半导体芯片的保护方法，所述保护方法使用在权利要求1至8中任一项中描述的所述有机硅凝胶组合物或在权利要求9或10中描述的所述有机硅凝胶。
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