CN106189251A - 应用于半导体封装的有机硅组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于半导体封装的有机硅组合物,其包含:硅氧烷基橡胶,含乙烯基官能团的硅氧烷树脂,含Si‑H官能团的硅氧烷树脂,氢化硅烷化催化剂,荧光材料以及溶剂等。本发明还公开了所述有机硅组合物的用途,例如:可以将有机硅组合物施加到基材上形成膜;在加热和/或辐照下,除去膜中的溶剂和/或预固化组合物,形成可被揭起且表面无粘性的预固化膜;将预固化膜贴附在物品上;最后使预固化膜完全固化,实现对物品的封装。本发明的有机硅组合物具有使用方法简单,粘接力强,填隙性能优异,使用寿命长,稳定性好等优点,能协同高含量的荧光粉使用且防止荧光粉的沉降,适用于半导体器件的芯片尺寸、晶圆级封装以及物体的保护及粘接等。
Description
技术领域
本发明涉及一种可应用于半导体器件封装领域的封装材料,特别是一种应用于半导体封装的有机硅组合物及其应用,例如在封装晶圆级WLP LED、封装芯片尺寸CSP LED、LED灯丝灯等半导体器件中的应用,等等。
背景技术
LED(半导体发光二极管)因具有低能耗、长寿命、小体积等优点,而被广泛应用于照明、背光等领域。而封装工序是LED制程中的一个非常重要的工序,其对于LED的工作性能、成本等有着非常显著的影响。
传统LED封装工艺基本是器件级工艺,其成本较高,且难以进行高密度封装。以目前普遍使用的一种LED器件封装工艺为例,LED芯片是粘合到一展平的过渡基板上的倒焊晶片,该过渡基板包括用于在LED和该过渡基板之间电连接的金属电路。然后,该过渡基板与粘合在一起的LED芯片被连接至散热片。而且,包括被塑料壳体支撑的引线的LED封装器件被打线粘合到硅过渡基板从而实现电连接。接着一预先制好的透镜(密封剂)覆盖住LED芯片、线路和过渡基板。整个封装器件最终被安装到进行电信号分布和散热的载板(诸如PCB板)上,其工序非常繁杂,封装结构亦非常复杂,成本较高。
因而,业界又提出了晶圆级LED封装(WLP)技术,以期有效降低成本。进一步的讲,最明显的降低LED制造成本的方式是增加晶圆尺寸,以此同时处理尽可能多的元件。这也是为何要采用晶圆级封装而避免芯片级封装方式的原由.晶圆级芯片封装技术是对整片晶圆进行封装测试后再切割得到单个成品芯片器件的技术,封装后的器件尺寸与裸片一致。经晶圆级芯片尺寸封装技术后的器件尺寸达到了高度微型化,器件成本随着芯片尺寸的减小和晶圆尺寸的增大而显着降低。
目前晶圆级封装技术主要有晶圆级光学透镜(wafer level optics),晶圆级反射层涂覆 (wafer level coating of reflective layer),晶圆级荧光粉包覆(wafer level phosphor coating)、晶圆-晶圆键合(wafer to wafer bonding)等,但其均在不同方面存在一些缺陷。例如,对于晶圆级荧光粉包覆技术来说,若涉及正装芯片(wire bond chips),则:采用标准晶圆制作技术及现有硅胶封装材料而要实现引线是困难的,因而导致相关制程只能配合特定硅胶而实施;硅胶一般需要在高温下固化(超过150C);含荧光粉的固化硅胶膜难以刻蚀,例如,氯基(CF4等)等离子体刻蚀效率很低,而湿法刻蚀也非常的低效。若涉及倒装芯片(flip chips),则:其尚非主流技术;需涉及荧光粉沉积和封装过程,若采用CVD(化学气相沉积)、PECVD(等离子体增强化学气相沉积)、ALD(原子层沉积)等技术,设备十分昂贵;若采用旋涂技术,则材料浪费极多,且存在不均一的问题;若采用喷雾技术,则存在均一性问题,同时还需要考虑流体学方面的问题;另外点胶技术(dispensing)等不适用于晶圆级封装。
近年来,随着LED在器件材料、芯片工艺、封装制程技术等方面的研究不断进步,尤其是倒转芯片的逐渐成熟与荧光粉涂覆技术的多样化,一种新的芯片尺寸级封装CSP(Chip Scale Package)技术应运而生。由于其单元面积的光通量最大化(高光密度)以及芯片与封装BOM成本最大比(低封装成本),使其有望在lm/$上打开颠覆性的突破口。近期,CSP在业界引起较大议论,它既是众多封装形式的一种,也被行业寄予期望,被认为是一种“终极”封装形式,但这种技术仍有一些问题有待解决,例如如何实现荧光粉的高效率涂敷、均匀涂敷,目前使用的喷涂工艺或注塑工艺都存在涂敷效率低、生产效率低、或荧光粉涂敷不均匀等问题。
另外一方面,目前白光照明LED器件普遍采用的是灌封封装工艺技术(Encapsulation),即将荧光粉与有机硅胶按照一定比例混合后,通过点胶(Dispensing)注入已经完成固晶和金线绑定的支架上,完成LED芯片表面的荧光粉涂覆。此制程由于工艺简单、生产成本较低且生产效率高,而被业界广泛使用。然而在此传统工艺中,荧光粉层的厚度和分布位置难以得到精确控制,这对成品LED的出光均匀性造成了极大的不良影响。与此同时,当荧光粉在混合物中的含量过高后(例如超过40wt%),荧光粉在混合物中的沉淀日益明显,难以控制批次的一致性,因而也不适合点胶工艺。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种应用于半导体封装的有机硅组合物,其具有使用方法简 单,粘接力强,隙填充(gap filing)性能优异,使用寿命长,稳定性好等优点,能协同高含量的荧光材料使用,且能有效防止荧光材料的沉降,从而达成荧光材料在涂敷层中的均匀分布,适于进行半导体器件,特别是晶圆级半导体器件等物品的良好封装。
为实现前述发明目的,在本发明的一实施方案中提供的一种应用于半导体封装的有机硅组合物包含:
数均分子量高于3×104g/mol的硅氧烷基橡胶,
含乙烯基官能团的硅氧烷树脂,
含Si-H官能团的硅氧烷树脂,
氢化硅烷化催化剂,
并且,所述有机硅组合物为均相溶液状体系。
进一步的,所述有机硅组合物还可包含:用以与所述有机硅组合物的各组分配合而形成均相溶液的溶剂。
更进一步的,所述应用于半导体封装的有机硅组合物还可包含有LED用荧光粉,以实现白光LED。
同时,在本发明的一实施方案之中还提供了所述有机硅组合物的用途,例如,在半导体器件,特别是晶圆级半导体器件封装中的应用。
又及,本发明的一实施方案之中还提供了所述有机硅组合物的应用方法。
例如,一种封装方法,其包括:
提供待封装的物品,
将所述的有机硅组合物施加到所述待封装的物品上,并通过辐射和/或加热固化而实现所述物品的封装。
又例如,一种封装方法,其包括:
1)将所述的有机硅组合物施加到第一基材上形成膜,
2)除去所述膜中的有机溶剂,形成可被从第一基材上完全揭起且表面无粘性的预固化膜,
3)将预固化膜覆盖至第一基材、第二基材中任一者的表面或者将预固化膜设置于第一基材和第二基材之间,并向预固化膜施加压力,使预固化膜贴附在所述第一基材或第二基材上或将第一基材与第二基材粘接,
4)在辐射和/或加热条件下使预固化膜完全固化,实现对第一基材和/或第二基材的封装。
此外,本发明的一实施方案之中还提供了一种装置,其包含由所述封装方法形成的封装结构。
以下结合实施例对本发明的技术方案作更为具体的解释说明,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是本发明一典型实施例中一种封装方法的工艺流程图;
图2是荧光粉于本发明实施例1及对照例1组合物中沉淀速度的测试照片;
图3是以本发明一实施例中有机硅组合物于封装LED以实现CSP LED封装时的成膜照片。
具体实施方式
本发明提供了有机硅组合物及籍其实施的封装方法,以简单快捷的实现对于半导体器件,特别是晶圆级半导体器件的良好封装。所述有机硅组合物不仅自身具有优良物理、化学性能,包括但不限于流动性良好、使用方法简单,使用寿命长,稳定性好等,且由其形成的封装结构也均具有优良物理、化学性能,包括但不限于高透光率、高硬度、高阻气阻水性能等,尤其适于封装固态发光装置,例如半导体发光装置,例如LED照明装置,特别是晶圆级LED照明装置。
本发明实施例提供的有机硅组合物的主要成分为数均分子量高于3×104g/mol的硅氧烷基橡胶,含乙烯基官能团的硅氧烷树脂,含Si-H官能团的硅氧烷树脂,氢化硅烷化催化剂,以及,用以与所述有机硅组合物的各组分配合而形成均相溶液的有机溶剂。
本发明中,所述硅氧烷基橡胶(又称硅氧烷橡胶)含乙烯基官能团,优选的,所述硅氧烷基橡胶的每个分子中含有2个以上乙烯基,更优选的,所述硅氧烷基橡胶含苯基官能团,进一步优选的,所述硅氧烷基橡胶的每个分子中含有1个以上苯基。
本发明的硅氧烷橡胶是一种在聚合物主链上以有机硅氧烷单元作为重复链节的橡胶,其中由下面的通式-﹛Si(R1)(R2)-O--﹜表示有机硅氧烷单元,其中R1和R2各自是单价的有机基团,或特别是烷基,如甲基、乙基等;芳基,如苯基等;链烯基,如乙烯基等;氰烷基,如γ-氰丙基等;或氟烷基,如三氟丙基等。
本发明的硅氧烷橡胶可以通过业界所知的合适途径获取,包括自制或从市场途径获取。 例如,可参阅EP 0470745A2、《Glossary of Chemical Terms》(Van Nostr and Reinhold Company,1976年)、JP2005288916、DE102004050128.9、US5279890A、JP 330084/1998、JP19981124、JP332821/1998、CN1212265A等文献,
更为具体的,本发明的硅氧烷橡胶可以选自二甲基硅氧烷橡胶、甲基苯基硅氧烷橡胶、甲基乙烯基硅氧烷橡胶、氟化的烷基甲基硅氧烷橡胶、氰烷基硅氧烷橡胶等,但也不限于此。
本发明中,在有机硅氧烷单元中的R1和/或R2优选乙烯基、苯基。
在所述有机硅组合物中,硅氧烷橡胶占非溶剂组分的含量可以为1wt%~90wt%,优选为10wt%~70wt%,尤其优选为20wt%~50wt%。
较为理想的,本发明的硅氧烷橡胶中乙烯基的含量为硅氧烷橡胶的总重量的0.01%以上,70%以下。
更为理想的,本发明的硅氧烷橡胶中苯基的含量为硅氧烷橡胶的总重量的0.01%以上,95%以下。
优选的,所述硅氧烷基橡胶的数均分子量为3×104g/mol~1×108g/mol,更优选的为1×105g/mol~1×107g/mol,尤其优选为3×105g/mol~1×106g/mol。
本发明中,所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂的每个分子中含有2个以上乙烯基,优选的,所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂包含直链、支链或网状结构,优选的,所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂的数均分子量(Mn)在105g/mol以下,优选为1×102g/mol~1×105g/mol,更优选的为1×10 2g/mol~1×104g/mol。
更优选的,所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂的每个分子中含有1个以上苯基。
在一些实施方案中,所述的含乙烯基官能团的硅氧烷树脂包含RSiO3/2单元、RR'SiO2/2单元、RR'R"SiO1/2单元和SiO4/2单元中的任意一种或多种的组合,其中R、R'、R"为取代的或未取代的单价烃基。
在一些实施方案中,所述的含Si-H官能团的硅氧烷树脂包含RSiO3/2单元、RR'SiO2/2单元、RR'R"SiO1/2单元和SiO4/2单元中的任意一种或多种的组合,其中R、R'、R"为取代的或未取代的单价烃基。
更为具体的,在一些实施例中,所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂的结构如下:
在一些实施方案中,所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂可以为(R1[OR2]SiO)m-(R3CH2=CH-SiO)n,其中R1、R2、R3可均为乙烯基,m、n可以为0或一个正整数。
在一些实施方案中,所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂可以选自含有乙烯基的POSS。
在所述有机硅组合物中,含乙烯基官能团的硅氧烷树脂占非溶剂组分的含量可以为1wt%~90wt%,优选为10wt%~70wt%,尤其优选为20wt%~50wt%。
在本发明中,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂的每个分子中含有2个以上Si-H基,优选的,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂包含直链、支链或网状结构;优选的,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂的数均分子量低于105g/mol,优选为102g/mol~105g/mol,更优选的为1×10 2g/mol~1×104g/mol。
更优选的,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂的每个分子中含有1个以上苯基。
本发明中含Si-H官能团的硅氧烷树脂内,除与硅键合的氢原子以外的与硅键合的基团可以是除烯基以外的任选被取代的一价烃基,例如甲基、乙基、丙基或类似的烷基;苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基或类似的芳基;苯甲基、苯乙基或类似的芳烷基;3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基或类似的卤代烷基,但优选的,在该组分的一个分子中有至少一个芳基,特别是苯基,尤其是两个以上苯基。该组分的分子结构没有特殊的限制,它可以具有直链的、支化的或部分支化的直链、环状或树枝状的分子结构。在一些实施案例中,所述含Si-H官能团的 硅氧烷树脂可以由以下物质代表:由式(CH3)2HSiO1/2和C6H5SiO3/2的单元组成的有机聚硅氧烷树脂;由式(CH3)2HSiO1/2、(CH3)3SiO1/2和式C6H5SiO3/2的单元组成的有机聚硅氧烷树脂;由式(CH3)2HSiO1/2和SiO4/2的单元组成的有机聚硅氧烷树脂;由式(CH3)2HSiO1/2、(CH3)2SiO2/2和SiO4/2的单元组成的有机聚硅氧烷树脂,等等。
更为具体的,在一些实施例中,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂的结构如下:
其中,p为大于或等于1的整数。
在一些实施方案中,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂亦可选自含有Si-H官能团的POSS。
在所述有机硅组合物中,含Si-H官能团的硅氧烷树脂的含量为1wt%~90wt%,优选为2wt%~50wt%,尤其优选为5wt%~30wt%。
进一步的,在本发明中,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂内Si-H基的含量在0.1mol%~100mol%,优选在0.2mol%~95mol%,尤其优选在0.5mol%~90mol%。
进一步的,在本发明中,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂内Si-H基与所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂内乙烯基的摩尔比为0.02~50:1,优选在0.1~10:1,尤其优选在0.5~5:1。
进一步的,关于这种含Si-H官能团的硅氧烷树脂的选取和制备工艺可参考CN101151328A、CN102464887A等等。
进一步的,本发明中的硅氧烷树脂(含乙烯基官能团的硅氧烷树脂、含Si-H官能团的硅氧烷树脂)是一类可溶于诸如苯、甲苯、二甲苯、庚烷和类似物的液态烃、酮、脂、光刻胶用溶剂或可溶于诸如低粘度的环状聚二有机硅氧烷和直链聚二有机硅氧烷的液态有机硅化合物,其可包括由R3 3SiO1/2代表的单官能(M)单元、R3 2SiO2/2代表的双官能(D)单元、R3SiO3/2代表的三官能(T)单元和由SiO4/2代表的四官能(Q)单元。R3代表单价的有机基团,其为取代 的或未取代的单价烃基。其中,所述单价未取代的烃基可选自但不限于如下基团:烷基,诸如甲基、乙基、丙基、戊基、辛基、十一烷基和十八烷基;链烯基,诸如乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基和己烯基;脂环族基团,诸如环己基和环己烯基乙基;炔基,诸如乙炔基、丙炔基和丁炔基;环烷基诸如环戊基和环己基;以及,芳族基团,诸如乙基苄基、萘基、苯基、甲苯基、二甲苯基、苄基、苯乙烯基、1-苯乙基和2-苯乙基,可选地为苯基。可存在于R3上的非活性取代基包括但不限于卤素和氰基。作为取代的烃基的单价有机基团可选自但不限于以下基团:卤化烷基,如氯甲基、3-氯丙基和3,3,3-三氟丙基、氟甲基、2-氟丙基、3,3,3-三氟丙基、4,4,4-三氟丁基、4,4,4,3,3-五氟丁基、5,5,5,4,4,3,3-七氟戊基、6,6,6,5,5,4,4,3,3-九氟己基和8,8,8,7,7-五氟辛基等。优选的,本发明的硅氧烷树脂中单价未取代的烃基为乙烯基,特别是所述硅氧烷树脂的每个分子中含有2个以上苯基。关于本发明中硅氧烷树脂的选取和制备工艺可参考US6,124,407、US2,676,182、US4,774,310、US6,124,407等。
本发明中,氢化硅烷化催化剂的用量应足以促进本发明有机硅组合物的固化。这些氢化硅烷化催化剂是本领域中已知的且是商业上可获得的,例如可选自但不限于如下物质:铂族金属:铂、铑、钌、钯、锇或铱金属或其有机金属化合物及其组合。更为具体的,其可以选自铂黑、化合物诸如氯铂酸、氯铂酸六水合物、氯铂酸和一元醇的反应产物、双(乙基乙酰乙酸)铂、双(乙酰丙酮酸)铂、二氯化铂和所述化合物与烯烃或低分子量的有机聚硅氧烷或在基质或核壳类型结构中微囊化的铂化合物的复合物。铂与低分子量的有机聚硅氧烷的复合物,包括具有铂的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷复合物。这些复合物可于树脂基质中微囊化。可选地,催化剂可包括具有铂的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷复合物。这些氢化硅烷化催化剂可参考CN1863875A(说明书第0020-0021段)、US 3,159,601、US3,220,972、US3,296,291、US3,419,593号、US3,516,946、US3,814,730、US3,989,668、US4,784,879、US5,036,117、US5,175,325号、EP 0 347 895B、US4,766,176、US5,017,654等文献。和/或,至少一个UV活性Pt催化剂,可参考US8,314,200。
在一些实施案例中,基于本发明有机硅组合物的重量,氢化硅烷化催化剂的量可以为以下范围的铂族金属:0.1ppm至1,0000ppm,可选地为1ppm至1000ppm,且可选地为10ppm至100ppm.
在本发明中,前述的溶剂可以是适用的任何类型,例如水、有机溶剂或两者的混合物, 优选自有机溶剂,例如可选自但不限于正己烷、甲苯、氯仿、二氯甲烷、乙醇、丙酮、2-丁酮、4-甲基-2-戊酮、脂、光刻胶用溶剂(例如PGME、PGMEA)等,用以与该组合物中的其余材料组合为具有良好流动性的液体,特别是均相溶液。
在所述有机硅组合物中,所述溶剂的含量可以为约10wt%~90wt%,优选为20wt%~80wt%,尤其优选为30wt%~70wt%,特别是所述溶剂在常压下的沸点为60℃~250℃。
在一些实施方案之中,所述的有机硅组合物还可包含添加剂,例如抑制剂,小分子硅烷(可含有或不含乙烯或Si-H功能基团),粘接促进剂,热或UV固化的环氧/丙烯酸/聚氨酯/双马来酰亚胺等树脂,无机填充剂,流变改性剂,增粘剂,润湿剂,消泡剂,流平剂,染料和荧光粉防沉淀剂(例如信越DM-30、Sanwell SH系列LED荧光粉防沉剂等)中的任一种或两种以上的组合。
其中,所述抑制剂,即硅氢加成反应抑制剂是指能够导致硅氢加成反应不良的物质,参考CN1863875A(第0025段)等,其可选自炔醇类化合物、烯-炔化合物、硅氧烷或苯并三唑及其他氢化硅烷反应抑制剂。例如,炔醇类化合物抑制剂可选自2-苯基-3-丁炔-2-醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇等;烯-炔化合物可选自诸如3-甲基-3-戊烯-1-炔等,硅氧烷可选自1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四己烯基环四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷等。其中优选炔醇类化合物,尤其优选2-苯基-3-丁炔-2-醇。
其中,增粘剂或粘结促进剂可以选自正硅酸乙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、硼酸正丁酯、硼酸异丙酯、异辛酸钛、异辛酸锆、钛酸正丁酯、钛酸异丙酯、KH-171、KH-560和KH-570等(参考CN1863875A说明书第0026段等),市售途径可以获得的粘结促进剂可以为道康宁公司出品的JCR6101、JCR6101UP、EG6301、OE6336、JCR6175、JCR6109、Hipec4939、Hipec1-9224、OE6250、SR7010、SE9207、SE1740、SE9187L等,但不限于此。
其中,无机填充剂可以是本领域中已知的且是商业上可获得的,例如可包括无机填料诸如二氧化硅,例如,胶态二氧化硅、火成二氧化硅、石英粉、氧化钛、玻璃、氧化铝、氧化锌,或其组合,填料可具有50纳米或更小的平均粒径且不会通过散射或吸收降低透光百分率。
而关于诸如流变改性剂,润湿剂,消泡剂,流平剂,染料等,其定义是业界悉知的,并可从业界常用的相应材料内自由选取。
本发明的有机硅组合物可通过任何常规方法来制备,比如在合适的温度,例如室温下混合所有成分。
所述有机硅组合物的粘度为1,000mPa.s~500,000mPa.s,优选为5,000mPa.s~100,000mPa.s,尤其优选为7,000mPa.s~50,000mPa.s。因其流动性良好,可通过注射器、泵、打印机等普通设备而精确注入或涂覆到器件上的某些选定位置,而方便的利用其实现粘接、封装工艺。另外,还使所述有机硅组合物在应用时,表现出良好隙填充性能(gap filling property)。
所述有机硅组合物的完全固化物的硬度为邵氏硬度A 20~邵氏硬度D 100,优选为邵氏硬度A60~邵氏硬度D 90,尤其优选为邵氏硬度A80~邵氏硬度D 80。
所述有机硅组合物的完全固化物对于可见光,例如波长约450nm的光的透光率为50%~100%,优选为70%~100%,尤其优选为80%~100%。
另外,所述有机硅组合物的完全固化物还表现出良好的粘接力和柔韧性,且介电常数、导热效率、抗老化等性能亦较为理想。
因而,藉由所述有机硅组合物,还可以使器件之间或器件与外界能保持良好的隔离,包括物理和化学隔离,和/或使器件能保持良好的光输出或摄入效率。
相较于目前应用于半导体封装的膜产品,本发明的有机硅组合物还具有包含但不限于如下列出的优点,包括:在室温下依然有较长使用寿命(大于8h而没有显著的粘度变化)、更好的填充缝隙性能、简化半导体器件(如LED)的封装流程而提高产率,以及,贮藏稳定性更(在0-5℃下,大于1个月,优选为3个月,更优选为6个月)佳。
本发明的有机硅组合物在应用时,还可与荧光粉、荧光量子点等荧光材料协同使用,例如,可以将前述荧光材料掺入所述有机硅组合物,再用以封装物品。在此过程中,本案发明人还非常意外的发现,本发明的有机硅组合物能极大幅度的降低甚至消除荧光材料,特别是荧光粉随时间而产生的沉降,例如,当将业界常用的各类荧光材料与本发明组合物混合后,室温下,大于8h没有沉淀情况发生,优选为24h以上,更优选为1周以上,因而可以产生更为均匀的封装效果,提高半导体发光器件类的发光均匀度等。
因此,本发明实施例还提供了一种荧光封装组合物,其包含:
所述的应用于半导体封装的有机硅组合物;
以及,均匀分散于所述有机硅组合物内的荧光材料,所述荧光材料包括荧光粉和/或荧光量子点。
进一步的,所述荧光封装组合物中荧光材料占非溶剂组分的含量为0.01wt%~90wt%,优选为1wt%~80wt%,更优选为3wt%~70wt%。
进一步的,所述荧光材料的色温为1800K-16000K,显色指数为60~100。
进一步的,所述荧光粉的粒径为1.0~10000nm,优选的,所述荧光粉包括稀土荧光粉、稀土石榴石荧光粉、碱土金属硫化镓酸盐、碱土金属硫化物、硫化锌型、碱土金属铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐、硅酸盐、氟砷酸盐、氟锗酸盐、稀土硫化物、稀土氧化物、钒酸盐、氮化物荧光粉中的任意一种两种以上的组合,尤其优选的,所述荧光粉为稀土元素掺杂的YAG钇铝石榴石荧光粉或Ce掺杂的YAG钇铝石榴石荧光粉。
进一步的,所述荧光量子点的粒径为1.0~20nm,优选的,所述荧光量子点的组成材料包含II-VI族或III-V族元素,尤为优选的,所述荧光量子点的材质包括ZnSe、CdS、CdSe和CdSe中的任意一种两种以上的组合,进一步优选的,所述荧光量子点的材质选自镓化砷、磷化铟或氮化镓,更进一步优选的,所述荧光量子点具有核壳结构,更进一步优选的,所述荧光量子点为CdSe/ZnS核壳结构量子点。
进一步的,所述荧光封装组合物中荧光粉占非溶剂组分的含量优选为1.0wt%~90wt%,更优选为1.0wt%~70wt%。
进一步的,所述荧光封装组合物中荧光量子点占非溶剂组分的含量优选为0.01~50wt%,更优选为0.01~5.0wt%。
本发明实施例还提供了所述有机硅组合物或所述荧光封装组合物于半导体封装中的应用,包括:晶圆级封装(WLP)、芯片尺寸封装(CSP)、LED灯丝封装等。
例如,在一些实施方案之中提供了一种半导体器件封装材料,其包含所述的有机硅组合物和/或其不同程度的固化物和/或所述荧光封装组合物和/或其不同程度的固化物。
例如,在一些实施方案之中提供了一类薄膜或涂层,主要由所述的有机硅组合物或所述的荧光封装组合物半固化或固化形成,优选由所述的荧光封装组合物固化形成。
进一步的,所述半固化的条件包括:加热通风条件,温度条件为20℃~200℃,优选为80℃~120℃,时间为10~100000s,优选为10~8000s。
其中,所述薄膜可以是呈半固化状态的,其较之以流体形态存在的有机硅组合物,在作为封装材料应用时,具有更为方便、快捷、低成本等特点,尤其适用于对大尺寸的半导体发光器件,例如晶圆级半导体发光器件进行封装。
进一步的,所述固化的条件包括:通过加热或电磁辐照使所述有机硅组合物或所述荧光封装组合物完全固化。
相应的,本发明还提供了所述有机硅组合物或所述荧光封装组合物于物品粘接、制备物品表面涂层或半导体封装中的应用。
例如,在一些实施方案之中提供了一类半导体发光装置,其包括:半导体发光芯片,以及,所述的薄膜或涂层;并且所述半导体发光芯片与所述薄膜或涂层间隔设置。
本案发明人发现,当利用由所述荧光封装组合物形成的薄膜或涂层,可以在厚度极薄(例如可以达到10μm~10000μm左右,优选在20~500μm左右)的情况下,仍提供高效的光转换效率、发光均匀,且可有效提升所述半导体发光芯片的使用寿命。
较为典型的,本发明实施例还提供了一种封装方法,其包括:
提供待封装的物品,
将所述的有机硅组合物或所述的荧光封装组合物施加到所述待封装的物品上,并通过辐射和/或加热固化而实现所述物品的封装。
较为典型的,本发明实施例还提供了一种粘接方法,其包括:
在第一物品和/或第二物品表面和/或第一物品与第二物品之间施加前述的任一种有机硅组合物,
去除所述有机硅组合物中的溶剂,而使所述有机硅组合物半固化,形成呈固相的预固化物;
通过加热或电磁辐照使所述预固化物完全固化,实现第一物品与第二物品的粘接。
请参阅图1,在一些实施方案之中提供的一种封装方法包括:
S1:制膜,将前述有机硅组合物或荧光封装组合物通过溶液成膜、流延涂覆、丝网/钢网印刷、旋转涂覆、(真空)挤出成膜等方式成膜;
S2:初步固化,形成表面不粘且可以揭起的预固化膜;
S3:贴膜,将预固化膜覆盖在应用的基板上,通过在高温下和/或施加压力使膜与基板和/或处于膜上面的另一物品粘接(基板或者物品可以有微观结构,例如印刷线路或电极);
S4:固化,将贴附有膜的基板置于恒温(加热。elevated temperature)环境中固化;
S5:固化后处理,例如将固化后的产品切割为更小的单位。
进一步的,在一些较为优选的实施方案之中,一种封装方法包括:
1)将所述的有机硅组合物或所述的荧光封装组合物施加到第一基材上形成膜,
2)除去所述膜中的有机溶剂,形成可被从第一基材上完全揭起且表面无粘性的预固化膜,
3)将预固化膜覆盖至第一基材或第二基材表面,并向预固化膜施加压力,使预固化膜贴 附在所述第一基材或第二基材上,
4)在辐射和/或加热条件下使预固化膜完全固化,实现对第一基材或第二基材的封装;
5)后处理步骤。
其中,步骤1)包括:至少选用成膜器和印刷方式中的任一种将所述有机硅组合物或所述的荧光封装组合物施加到第一基材上并形成膜。
在一可选实施方案之中,步骤2)包括:在辐射和/或加热通风条件下去除所述膜中的有机溶剂,从而形成所述预固化膜。其中采用的加热温度可以为20~200℃,优选为80~120℃,加热时间为10~100000秒,优选为10~8000秒。
在一较为优选的实施方案之中,步骤3)包括:在向预固化膜施加压力的过程中,还至少对预固化膜进行加热处理,使预固化膜粘接在所述第一基材或第二基材上。其中施加的压力大小可以为0.001Pa~10000Pa,优选为0.1Pa~1000Pa,施加压力时间为0.001~100000秒,优选为0.1~100秒。其中采用的加热温度可以为0~260℃,优选为50~200℃,尤其优选为80~150℃,时间优选为10~100000秒。
当然,在步骤3)中,也可以采用其它方式替代对预固化膜的热处理,或者协同前述加热方式对预固化膜进行处理,这些方式可以包括辐照(例如远红外、紫外、可见光、微波,电子束中的任一种或几种),其中波长可为10-8~103m,时间可以为10~100000秒。
前述的第一基材可以是具有光洁平整表面的物体或其它具有设定二维、三维结构的模具等,例如可以是镜面铝、也可以是晶圆,如蓝宝石晶圆,或晶圆级半导体器件等等。
前述的第二基材即为待封装对象,其可以包括半导体器件,例如半导体光电器件,例如光伏电池、半导体发光器件,例如LED(发光二极管)、LD(激光器)等等,特别是晶圆级半导体器件,例如晶圆级LED器件。
在一些实施方案中,本发明提供的一种封装方法或物品保护方法包括:
1)将前述的任一种有机硅组合物或前述的任一种荧光封装组合物施加到第一基材上形成膜,
2)除去所述膜中的有机溶剂,形成可被从第一基材上完全揭起且表面无粘性的预固化膜,
3)将预固化膜覆盖至第一基材、第二基材中任一者的表面或者将预固化膜设置于第一基材和第二基材之间,并向预固化膜施加压力,使预固化膜贴附在所述第一基材或第二基材上或将第一基材与第二基材粘接,
4)在辐射和/或加热条件下使预固化膜完全固化,实现对第一基材和/或第二基材的封装或在第一基材和/或第二基材表面形成保护层。
在本发明中,所述的“封装”(packaging)应被理解为至少包含如下涵义,如,通过所述有机硅组合物将两个以上物品粘接(adhesive),或者,通过所述有机硅组合物在物品表面的某些区域固化形成保护层(coating),或者,将一个或多个物品的局部浸入由所述有机硅组合物形成的固化物内,或者,将一个或多个物品整体包埋密封(encapsulation)于由所述有机硅组合物形成的固化物内,当然,也可同时实现前述的粘结、涂覆、密封等功能。
例如,在一些实施方案中,可以将前述的任一种有机硅组合物或荧光封装组合物通过丝网或钢网印刷工艺等方式涂敷到基材上,在加热和/或辐照下,除去其中的溶剂和/或预固化组合物,形成涂层,然后进行加热和/或辐照下固化,形成保护层或者达成与另一物品的粘接。
这些实施方案中包括二次固化过程,其中第一次固化从液体混合物转变为固体不流动物(包括但不仅限于涂层、薄膜等);第二次固化将组合物进一步交联从而和被粘接物(们)能够彼此粘合。
相应的,本发明的一实施方案之中还提供了一种装置,其包含由所述封装方法形成的封装结构。
进一步的,所述封装结构主要由所述的有机硅组合物或所述的荧光封装组合物的固化物及被所述固化物封装的物品组成。
其中,被封装的物品包括半导体器件,例如半导体光电器件,例如半导体发光器件,例如LED,特别是晶圆级LED器件。
以下结合若干更为具体的实施例及相应对比例对本发明的技术方案作更为详细的解释说明。但仍需强调的是,这些实施例不应被视作对本发明的保护范围构成任何限制。又及,除非另外指明,否则本发明说明书中的所有份数、百分数、比率等均按重量计。
在如下实施例中所涉及的有机硅组合物可以参考目前业界广泛应用的有机硅胶混合物的组配方式配制,例如,其组分可以被分为组分A(主要包含含乙烯基官能团的硅氧烷树脂、铂催化剂、添加剂等)和组分B((主要包含含乙烯基官能团的硅氧烷树脂、含Si-H官能团的硅氧烷树脂、添加剂等),在使用时将两组分按一定比例混合,然后加入相应含量的荧光粉或荧光粉组合。
在如下实施例中所涉及的有机硅组合物混合和/或成膜流程如下:在所述有机硅组合物中 加入相应含量的荧光粉或荧光粉组合,将混合物倒置于平板或PET膜上,使用成膜器(例如上海普申化工机械有限公司的单面制备器)制成一定厚度的膜,在加热平台通过第一次固化取得不流动、可剥离的胶膜(free-standing)。
实施例1该实施例所涉及的有机硅组合物包含数均分子量高于3×105g/mol的乙烯基硅氧烷基橡胶(组分1,SG6066,乙烯基二甲基硅烷基封端甲基乙烯基硅橡胶,vinyldimethylsilyl terminated Methyl Vinyl Silicone Gum,Power Chemicals Ltd,数均分子量450,000-600,000g/mol,乙烯基含量约0.90-1.10wt%)、含乙烯基官能团的硅氧烷树脂(组分2,A05-01-A,弗洛里光电材料(苏州)有限公司)、含Si-H官能团的硅氧烷树脂(组分3,A05-01-B,弗洛里光电材料(苏州)有限公司)、氢化硅烷化催化剂(组分4,SIP6832.2,Gelest)、溶剂等基础组分,并还可包含其它辅助组分。
对照例1该对照例所涉及的有机硅组合物的组成。
表征及测试:进一步的,本案发明人还采用业界习见的方式对实施例1所涉及的有机硅组合物及对照例1所涉及的有机硅组合物在室温环境中的性能变化情况、固化状况以及固化物性能,包括透光率、硬度等分别进行了考察。
以及,还对荧光粉于本发明实施例1及对照例1所涉及之组合物中(该两种组合物均以10:1的质量比例混入市售黄色荧光粉SDY558-15(烟台希尔德新材料有限公司),混合均匀后静置)的沉降速度进行了测试,结果详见图2。
可以看到,本发明实施例组合物粘度不高,但具有一定触变性,因此可以保持荧光粉不沉淀。
再对实施例1及对照例1所涉及之有机硅组合物的封装性能进行测试。在一实施例中,采用的测试工艺包括:
步骤1)制膜:采用制膜器(如1mm制膜器)或印刷方式,特别是丝网印刷方式将各有机硅组合物涂覆到基板上成膜;
步骤2)初步固化:100℃(通风橱内的加热平台)20min;
步骤3)贴膜:采用的粘接方式为单片贴膜,固化膜与基板(玻璃)粘接面积为25mm*25mm,外加载荷为1.5kg,外加载荷时间为10s;
步骤4)固化:180℃(恒温鼓风烘箱)2h。
步骤5)检测与切割。
实施例2该实施例所涉及的有机硅组合物包含数均分子量高于3×105g/mol的乙烯基硅氧烷基橡胶(SG6066,乙烯基二甲基硅烷基封端甲基乙烯基硅橡胶,vinyldimethylsilyl terminated Methyl Vinyl Silicone Gum,Power Chemicals Ltd,数均分子量约450,000-600,000g/mol,乙烯基含量约0.90-1.10wt%)4g、含乙烯基官能团的硅氧烷树脂(A05-01-A,弗洛里光电材料(苏州)有限公司)12.8g、乙烯基甲氧基硅氧烷均聚物(Vinylmethoxysiloxane Homopolymer VMM-010,Gelest)0.35g、含Si-H官能团的硅氧烷树脂(A05-01-B,弗洛里光电材料(苏州)有限公司)6.8g、氢化硅烷化催化剂(SIP6832.2,Gelest)20ppm、溶剂4-甲基-2戊酮20g,黄色荧光粉SDY558-15from烟台希尔德新材料有限公司35.5g。将以上组分经双行星搅拌器混合均匀后得到一个荧光粉含量为60wt%的混合物。
对照例2该对照例所涉及的有机硅组合物的组成:折光率约为1.53的LED有机硅封装胶OE-6650组分A(DOW CORNING,主要包含含苯基和乙烯基官能团的硅氧烷树脂、铂催化剂、添加剂等)5.0g和组分B((主要包含含苯基和乙烯基官能团的硅氧烷树脂、含苯基和Si-H官能团的硅氧烷树脂、添加剂等)5.0g,黄色荧光粉SDY558-15(烟台希尔德新材料有限公司)15.0g。将以上组分经双行星搅拌器混合均匀后得到一个荧光粉含量为60wt%的混合物。
对照例3含乙烯基官能团的硅氧烷树脂(A05-01-A,弗洛里光电材料(苏州)有限公司)5.0g、含Si-H官能团的硅氧烷树脂(A05-01-B,弗洛里光电材料(苏州)有限公司)5.0g、氢化硅烷化催化剂(SIP6832.2,Gelest)10ppm,黄色荧光粉SDY558-15(烟台希尔德新材料有限公司)15.0g。将以上组分经双行星搅拌器混合均匀后得到一个荧光粉含量为60wt%的混合物。
表征及测试:进一步的,将实施例2、对照例2和对照例3通过成膜器(约400μm间隙)在PET膜上制膜,表征及测试结果。粘附力检测:将预固化的胶膜裁剪成25mm*25mm尺寸,在清理后的玻璃上将胶膜贴合,贴合有胶膜的基板在加热平台约110℃2min使玻璃基板与胶膜升温到110℃,将两片玻璃有胶膜部分两两十字贴合,将约1.5kg重物压在玻璃十字样品上10秒,贴合后的样品转入180℃,2h再次固化,然后检测压缩模式下的粘附力。
实施例3该实施例所涉及的有机硅组合物包含数均分子量高于3×105g/mol的乙烯基硅氧烷基橡胶(SG6066,乙烯基二甲基硅烷基封端甲基乙烯基硅橡胶,vinyldimethylsilyl terminated Methyl Vinyl Silicone Gum,Power Chemicals Ltd,数均分子量约450,000-600,000g/mol,乙烯基含量约0.90-1.10wt%)1.8g、含乙烯基官能团的硅氧烷树脂(A05-01-A,弗洛里光电材料 (苏州)有限公司)4.6g、乙烯基甲氧基硅氧烷均聚物(Vinylmethoxysiloxane Homopolymer,VMM-010,Gelest)0.35g、含Si-H官能团的硅氧烷树脂(A05-01-B,弗洛里光电材料(苏州)有限公司)4.6g、氢化硅烷化催化剂(SIP6832.2,Gelest)10ppm、溶剂4-甲基-2戊酮9.0g,0.34g黄色荧光粉SDY558-15、20.1g绿色荧光粉SDG530H、1.2g红色荧光粉SSDR630Q-2(均购自烟台希尔德新材料有限公司)。将以上组分经双行星搅拌器混合均匀后得到一个荧光粉含量为66.8wt%的混合物。
实施例4该实施例所涉及的有机硅组合物包含数均分子量高于3×105g/mol的甲基苯基乙烯基硅氧烷基橡胶(Methyl Phenyl Vinyl Silicone Rubber,弗洛里光电材料(苏州)有限公司,数均分子量约500,000g/mol,苯基含量约30wt%,乙烯基含量约0.35-0.40wt%)3.7g、含苯基和乙烯基官能团的硅氧烷树脂(H20-01-A,弗洛里光电材料(苏州)有限公司)7.7g、含苯基和Si-H官能团的硅氧烷树脂(H20-01-B,弗洛里光电材料(苏州)有限公司)7.7g、氢化硅烷化催化剂(SIP6832.2,Gelest)10ppm、溶剂4-甲基-2戊酮1.2g,0.48g黄色荧光粉SDY558-15、14.3g绿色荧光粉SDG530H、0.86g红色荧光粉SSDR630Q-2(均购自烟台希尔德新材料有限公司)。将以上组分经双行星搅拌器混合均匀后得到一个荧光粉含量为44.9wt%的混合物。
表征及测试:进一步的,将实施例3通过成膜器(400μm间隙)在PET膜上制膜,将实施例4通过成膜器(200μm间隙)在PET膜上制膜。所得膜的厚度均匀性数据,裁剪后的膜贴到标准的可点亮的2835支架上进行光电表征及测试。而以本实施例中有机硅组合物封装LED以实现CSP LED封装时的成膜照片如图3所述。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
应当理解,上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (27)
1.一种应用于半导体封装的有机硅组合物,其特征在于包含:
数均分子量高于3×104g/mol的硅氧烷基橡胶,
含乙烯基官能团的硅氧烷树脂,
含Si-H官能团的硅氧烷树脂,
氢化硅烷化催化剂,
以及,用以与所述有机硅组合物的各组分配合而形成均相溶液的溶剂。
2.根据权利要求1所述的应用于半导体封装的有机硅组合物,其特征在于:
所述有机硅组合物中硅氧烷基橡胶占非溶剂组分的含量为1wt%~99wt%,优选为10wt%~70wt%,尤其优选为20wt%~50wt%;
和/或,所述有机硅组合物中含乙烯基官能团的硅氧烷树脂的含量为1wt%~90wt%,优选为10wt%~70wt%,尤其优选为20wt%~50wt%;
和/或,所述有机硅组合物中含Si-H官能团的硅氧烷树脂的含量为1wt%~90wt%,优选为2wt%~50wt%,尤其优选为5wt%~30wt%。
3.根据权利要求1所述的应用于半导体封装的有机硅组合物,其特征在于:
所述硅氧烷基橡胶含乙烯基官能团,优选的,所述硅氧烷基橡胶的每个分子中含有2个以上乙烯基,优选的,所述硅氧烷基橡胶含有0.01wt%~70wt%乙烯基,更优选的,所述硅氧烷基橡胶含苯基官能团,优选的,所述硅氧烷基橡胶含有0.01wt%~95wt%苯基,进一步优选的,所述硅氧烷基橡胶的每个分子中含有2个以上苯基,优选的,所述硅氧烷基橡胶的数均分子量为3×104g/mol~1×108g/mol,更优选的为1×105g/mol~1×107g/mol,尤其优选为3×105g/mol~1×106g/mol;
和/或,所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂的每个分子中含有2个以上乙烯基,优选的,所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂包含直链、支链或网状结构,优选的,所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂的数均分子量为102g/mol~105g/mol,更优选的为1×102g/mol~1×104g/mol;更优选的,所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂的每个分子中含有1个以上苯基;
和/或,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂的每个分子中含有2个以上Si-H基,优选的,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂包含直链、支链或网状结构;优选的,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂的数均分子量为102g/mol~105g/mol,更优选的为1×102g/mol~1×104g/mol;更优选的,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂的每个分子中含有1个以上苯基。
4.根据权利要求3所述的应用于半导体封装的有机硅组合物,其特征在于:
所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂内Si-H基的含量在0.1mol%~100mol%,优选在0.2mol%~95mol%,尤其优选在0.5mol%~90mol%;
和/或,所述含Si-H官能团的硅氧烷树脂内Si-H基与所述含乙烯基官能团的硅氧烷树脂内乙烯基的摩尔比=0.02~50:1,优选在0.1~10:1,尤其优选在0.5~5:1。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的应用于半导体封装的有机硅组合物,其特征在于:所述的含乙烯基官能团的硅氧烷树脂包含RSiO3/2单元、RR'SiO2/2单元、RR'R"SiO1/2单元和SiO4/2单元中的任意一种或多种的组合,其中R、R'、R"为取代的或未取代的单价烃基;和/或,所述的含Si-H官能团的硅氧烷树脂包含RSiO3/2单元、RR'SiO2/2单元、RR'R"SiO1/2单元和SiO4/2单元中的任意一种或多种的组合,其中R、R'、R"为取代的或未取代的单价烃基。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的应用于半导体封装的有机硅组合物,其特征在于:所述的含乙烯基官能团的硅氧烷树脂包含至少以下一种有机硅高分子:
7.根据权利要求1或2所述的应用于半导体封装的有机硅组合物,其特征在于:所述有机硅组合物中溶剂的含量为1wt%~90wt%,优选为20wt%~80wt%,尤其优选为30wt%~70wt%,更优选的,所述溶剂在常压下的沸点为60℃~250℃。
8.根据权利要求1所述的应用于半导体封装的有机硅组合物,其特征在于还包含添加剂,所述添加剂包括抑制剂、小分子硅烷、粘接促进剂、无机填充剂、流变改性剂、增粘剂、润湿剂、消泡剂、流平剂,染料、微米或纳米二氧化硅和荧光粉防沉淀剂中的任一种或两种以上的组合。
9.根据权利要求1-4、8中任一项所述的应用于半导体封装的有机硅组合物,其特征在于:
所述有机硅组合物的粘度为1000mPa.s~500000mPa.s,优选为5000mPa.s~100000mPa.s,尤其优选为7000mPa.s~500000mPa.s;
和/或,所述有机硅组合物的完全固化物的硬度为邵氏硬度A 20~邵氏硬度D 100,优选为邵氏硬度A 60~邵氏硬度D 90,尤其优选为邵氏硬度A 80~邵氏硬度D 80;
和/或,所述有机硅组合物的完全固化物对于可见光的透光率为50%~100%,优选为70%~100%,尤其优选为80%~100%。
10.一种荧光封装组合物,其特征在于包含:
权利要求1-9中任一项所述的应用于半导体封装的有机硅组合物;
以及,均匀分散于所述有机硅组合物内的至少一种荧光材料,所述荧光材料包括荧光粉和/或荧光量子点。
11.根据权利要求10所述的荧光封装组合物,其特征在于:所述荧光封装组合物中荧光材料占非溶剂组分的含量为0.01wt%~90wt%,优选为1wt%~80wt%,更优选为3wt%~70wt%;和/或,所述荧光材料的色温为1800K-16000K,显色指数为60~100。
12.根据权利要求10-11中任一项所述的荧光封装组合物,其特征在于:
所述荧光粉的粒径为1.0~10000nm,优选的,所述荧光粉包括稀土荧光粉、稀土石榴石荧光粉、碱土金属硫化镓酸盐、碱土金属硫化物、硫化锌型、碱土金属铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐、硅酸盐、氟砷酸盐、氟锗酸盐、稀土硫化物、稀土氧化物、钒酸盐、氮化物荧光粉中的任意一种两种以上的组合,尤其优选的,所述荧光粉为稀土元素掺杂的YAG钇铝石榴石荧光粉或Ce掺杂的YAG钇铝石榴石荧光粉,
和/或,所述荧光量子点的粒径为1.0~20nm,优选的,所述荧光量子点的组成材料包含II-VI族或III-V族元素,尤为优选的,所述荧光量子点的材质包括ZnSe、CdS、CdSe和CdSe中的任意一种两种以上的组合,进一步优选的,所述荧光量子点的材质选自镓化砷、磷化铟或氮化镓,更进一步优选的,所述荧光量子点具有核壳结构,更进一步优选的,所述荧光量子点为CdSe/ZnS核壳结构量子点。
13.根据权利要求12所述的荧光封装组合物,其特征在于:所述荧光封装组合物中荧光粉占非溶剂组分的含量为0.01wt%~90wt%;和/或,所述荧光封装组合物中荧光量子点占非溶剂组分的含量优选为0.01~70wt%。
14.权利要求1-9中任一项所述有机硅组合物或权利要求10-13中任一项所述荧光封装组合物于物品粘接、制备物品表面涂层或半导体封装中的应用。
15.一种粘接方法,其特征在于包括:
在第一物品和/或第二物品表面和/或第一物品与第二物品之间施加权利要求1-9中任一项所述有机硅组合物,
去除所述有机硅组合物中的溶剂,而使所述有机硅组合物半固化,形成呈固相的预固化物;
通过加热或电磁辐照使所述预固化物完全固化,实现第一物品与第二物品的粘接。
16.半导体器件封装材料,包含权利要求1-9中任一项所述的有机硅组合物和/或其不同程度的固化物和/或权利要求10-13中任一项所述荧光封装组合物和/或其不同程度的固化物。
17.薄膜或涂层,主要由权利要求1-9中任一项所述的有机硅组合物或权利要求10-13中任一项所述的荧光封装组合物半固化或固化形成,优选由所述的荧光封装组合物固化形成。
18.根据权利要求17所述的薄膜或涂层,其特征在于,
所述半固化的条件包括:加热通风条件,温度条件为20℃~200℃,优选为80℃~120℃,时间为10~100000s,优选为10~8000s;
和/或,所述固化的条件包括:通过加热或电磁辐照使所述有机硅组合物或所述荧光封装组合物完全固化。
19.半导体发光装置,其特征在于包括:半导体发光芯片,以及,权利要求17-18中任一项所述的薄膜或涂层;并且所述半导体发光芯片与所述薄膜或涂层间隔设置。
20.一种封装方法,其特征在于包括:
提供待封装的物品,
将权利要求1-9中任一项所述的有机硅组合物或权利要求10-13中任一项所述的荧光封装组合物施加到所述待封装的物品上,并通过辐射和/或加热固化而实现所述物品的封装。
21.一种封装方法或物品保护方法,其特征在于包括:
1)将权利要求1-9中任一项所述的有机硅组合物或权利要求10-13中任一项所述的荧光封装组合物施加到第一基材上形成膜,
2)除去所述膜中的有机溶剂,形成可被从第一基材上完全揭起且表面无粘性的预固化膜,
3)将预固化膜覆盖至第一基材、第二基材中任一者的表面或者将预固化膜设置于第一基材和第二基材之间,并向预固化膜施加压力,使预固化膜贴附在所述第一基材或第二基材上或将第一基材与第二基材粘接,
4)在辐射和/或加热条件下使预固化膜完全固化,实现对第一基材和/或第二基材的封装或在第一基材和/或第二基材表面形成保护层。
22.根据权利要求21所述的封装方法或物品保护方法,其特征在于步骤1)包括:至少选用成膜器和印刷方式中的任一种将所述有机硅组合物或所述的荧光封装组合物施加到第一基材上并形成膜。
23.根据权利要求21所述的封装方法或物品保护方法,其特征在于步骤2)包括:在加热通风条件下去除所述膜中的有机溶剂,从而形成所述预固化膜;
优选的,步骤2)中采用的温度条件为20℃~200℃,时间为10~100000s;
更为优选的,步骤2)中采用的温度条件为80℃~120℃,时间为10~8000s。
24.根据权利要求21所述的封装方法或物品保护方法,其特征在于:
步骤3)中向预固化膜施加压力的大小为0.001Pa~10000Pa,优选为0.1Pa~1000Pa,施加压力时间为0.001~100000秒,优选为0.1~100秒;
优选的,步骤3)还包括:在向预固化膜施加压力的过程中,还至少对预固化膜进行加热和/或辐照处理,使预固化膜粘接在所述第一基材或第二基材上,其中采用的加热温度为0~260℃,优选为50~200,80~150℃,辐照采用的电磁波波长为10-8~103m,时间优选为10~100000秒。
25.根据权利要求21-24中任一项所述的封装方法或物品保护方法,其特征在于所述第二基材包括半导体器件,所述半导体器件包括半导体光电器件,所述半导体光电器件包括半导体发光器件,所述半导体发光器件包括LED。
26.一种装置,其特征在于包含由权利要求20-25中任一项所述方法形成的封装结构。
27.根据权利要求26所述的装置,其特征在于所述封装结构主要由权利要求1-9中任一项所述的有机硅组合物或权利要求10-13中任一项所述的荧光封装组合物的固化物及被所述固化物封装的物品组成,其中被封装的物品包括半导体器件,所述半导体器件包括半导体光电器件,所述半导体光电器件包括半导体发光器件,所述半导体发光器件包括LED,优选为芯片尺寸封装半导体器件或晶圆级半导体器件。
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