CN108203545A - 固态硅树脂组合物及其制备方法和应用及光电子部件壳体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及LED封装领域，公开了一种固态硅树脂组合物及其制备方法和应用及光电子部件壳体。所述固态硅树脂组合物含有热固性固体硅树脂、抑制剂、白色无机填料和硅氢加成催化剂，所述热固性固体硅树脂中同时含有乙烯基和硅氢基且其玻璃化转变温度Tg为80℃以上，所述抑制剂为能够抑制所述热固性固体硅树脂在低于固化温度下发生固化的物质；相对于100重量份的所述热固性固体硅树脂，所述抑制剂的含量为0.1‑10重量份，所述白色无机填料的含量为40‑500重量份，所述硅氢加成催化剂的含量为0.1‑10重量份。本发明提供的硅树脂组合物兼具有优异的粘接性能、耐高温性能、透光性能、耐黄变性能以及较高的硬度。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装领域，具体地，涉及一种固态硅树脂组合物及其制备方法和应用及光电子部件壳体。
背景技术
发光二极管(LED)是一种固态的半导体器件，其可以直接将电能转化为光能。LED照明灯具有尺寸小、效率高、能耗低、颜色鲜明、老化时间长、易于安装等特点，LED照明灯将取代白炽灯、荧光灯等传统光源而成为第四代照明光源。随着LED照明灯功率的不断提升和体积的不断缩小，单器件的发热量显著提升，从而也对LED支架封装材料提出了更高的要求。LED支架封装材料主要包括聚邻苯二甲酰胺(PPA)树脂、热塑性酰胺类树脂、热固性环氧树脂以及有机硅树脂。其中，PPA树脂存在严重的降解并且容易发生可视的色差、脱落和机械强度的降低，并且PPA树脂在长时间高温条件下易趋于变黄，与LED封装硅树脂的相容性较差，容易发生剥离现象。此外，传统的热塑性酰胺类树脂存在耐温性差、粘接力差的问题，而热固性环氧树脂存在抗黄变差的问题。这三类材料已经逐渐不能满足LED支架封装材料对高功率、高热量、高粘接的要求。有机硅树脂则不存在这些问题，它具有高机械性能及高耐温性能，但是现有的热固性硅树脂材料通常为液态，无法正常用于LED支架封装行业。因此，目前亟需开发一种新的LED支架封装材料，以满足LED照明灯的以上需求。
发明内容
本发明是为了解决现有的LED支架封装材料存在粘接力和耐高温性能差的缺陷，而提供一种新的固态硅树脂组合物及其制备方法和应用及光电子部件壳体。
具体地，本发明提供了一种固态硅树脂组合物，其中，所述固态硅树脂组合物含有热固性固体硅树脂、抑制剂、白色无机填料和硅氢加成催化剂，所述热固性固体硅树脂中同时含有乙烯基和硅氢基且其玻璃化转变温度Tg为80℃以上，所述抑制剂为能够抑制所述热固性固体硅树脂在低于固化温度下发生固化的物质；相对于100重量份的所述热固性固体硅树脂，所述抑制剂的含量为0.1-10重量份，所述白色无机填料的含量为40-500重量份，所述硅氢加成催化剂的含量为0.1-10重量份。
本发明还提供了所述固态硅树脂组合物的制备方法，该方法包括将所述热固性固体硅树脂、抑制剂、白色无机填料和硅氢加成催化剂混合均匀。
本发明还提供了所述固态硅树脂组合物作为LED支架封装材料的应用。
此外，本发明还提供了一种光电子部件壳体，其中，所述光电子部件壳体由本发明提供的固态硅树脂组合物经固化形成。
本发明的发明人经过深入研究后发现，当将同时含有乙烯基和硅氢基并且具有特定玻璃化转变温度的热固性固体硅树脂与抑制剂、白色无机填料和硅氢加成催化剂按照特定的比例配合使用，所得的硅树脂组合物不仅为固态，能够顺利地应用于LED支架封装行业，更为重要的是，该硅树脂组合物还兼具有优异的粘接性能、耐高温性能、透光性能、耐黄变性能以及较高的硬度，粘接强度为5MPa以上，耐热温度可达到200℃以上，在硬度为80D、400nm波长下的透光率可高达92％以上，在200℃下烘烤10h不变色，硬度为80D以上，非常适合用作LED支架封装材料，极具工业应用前景。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供的固态硅树脂组合物含有热固性固体硅树脂、抑制剂、白色无机填料和硅氢加成催化剂，所述热固性固体硅树脂中同时含有乙烯基和硅氢基且其玻璃化转变温度Tg为80℃以上，所述抑制剂为能够抑制所述热固性固体硅树脂在低于固化温度下发生固化的物质；相对于100重量份的所述热固性固体硅树脂，所述抑制剂的含量为0.1-10重量份，所述白色无机填料的含量为40-500重量份，所述硅氢加成催化剂的含量为0.1-10重量份。
根据本发明，所述热固性固体硅树脂的玻璃化转变温度Tg应该为80℃以上，优选为90-250℃，最优选为100-200℃。所述热固性固体硅树脂中乙烯基的含量与硅氢基的含量的摩尔比优选为(1-2)∶1，更优选为(1-1.5)∶1，最优选为(1-1.3)∶1。
根据本发明，优选地，相对于100重量份的所述热固性固体硅树脂，所述抑制剂的含量为0.1-8重量份，所述白色无机填料的含量为45-450重量份，所述硅氢加成催化剂的含量为0.1-8重量份；更优选地，相对于100重量份的所述热固性固体硅树脂，所述抑制剂的含量为0.2-5重量份，所述白色无机填料的含量为45-400重量份，所述硅氢加成催化剂的含量为0.2-0.5重量份。
根据本发明的一种优选实施方式，所述热固性固体硅树脂的组成如式(1)所示：
(R1SiO3/2)a(R2SiO)b(R3SiO1/2)c(R4SiO1/2)d (1)
其中，R1和R2各自独立地为C6-C10的芳烃基或C1-C5的烷烃基，R3为乙烯基，R4为硅氢基，a、b、c和d各自独立地为2以上的整数；优选地，R1和R2各自独立地为苯基或C1-C3的烷烃基，R3为乙烯基，R4为硅氢基，a、b、c和d各自独立地为4-100的整数。
所述热固性固体硅树脂可以通过商购得到，也可以按照本领域技术人员公知的各种方法制备得到。根据本发明的一种具体实施方式，所述热固性固体硅树脂按照以下方法制备得到：
(1)将R1Si(R)3和(R2)2Si(R’)2的混合物在酸性溶液中或碱性溶液中进行水解反应，之后将水解产物进行缩合反应；
(2)将所述缩合反应的产物采用含有式(2)所示有机硅和式(3)所示有机硅的混合物进行封端反应；
其中，R1和R2各自独立地为C6-C10的芳烃基或C1-C5的烷烃基，R3和R4各自独立地为C1-C5的烷烃基，R和R’各自独立地为卤素或C1-C5的烷氧基，R3和R4各自独立地为C1-C5的烷烃基；优选地，R1和R2各自独立地为苯基或C1-C3的烷烃基，R和R’各自独立地为卤素或C1-C3的烷氧基，R3和R4各自独立地为C1-C3的烷烃基。
根据本发明，在所述热固性固体硅树脂的制备过程中，所述酸性溶液可以为盐酸水溶液、硫酸水溶液、磷酸水溶液、硝酸水溶液中的至少一种，所述碱性溶液可以为氨水、碳酸钠水溶液、碳酸钾水溶液、碳酸铵水溶液、碳酸氢钠水溶液、碳酸氢钾水溶液和碳酸氢铵水溶液中的至少一种。所述酸性溶液和碱性溶液的浓度可以各自独立地为10重量％至其饱和浓度。此外，所述酸性溶液和碱性溶液的用量可以为本领域的常规选择，只要能够使得R1Si(R)3和(R2)2Si(R’)2的混合物充分水解即可，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。
根据本发明，在所述热固性固体硅树脂的制备过程中，对四种有机硅的用量没有特别的限定，优选地，相对于1mol的R1Si(R)3，(R2)2Si(R’)2的用量为0.1-8mol，更优选为0.1-0.5mol；式(3)所示有机硅的用量为0.01-1mol，更优选为0.05-0.5mol；式(4)所示有机硅的用量为0.01-1mol，更优选为0.05-0.5mol。
本发明对所述缩合反应的条件没有特别的限定，优选地，包括反应温度为40-60℃，更优选为45-50℃；反应时间为1-5h，更优选为4-5h。
本发明对所述封端反应的条件没有特别的限定，优选地，包括反应温度为100-120℃，更优选为105-110℃；反应时间为2-10h，更优选为5-8h。
本发明对所述抑制剂的种类没有特别地限定，可以为现有的各种能够抑制所述热固性固体硅树脂在低于固化温度下发生固化的物质。例如，所述抑制剂可以为炔醇、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4vi)和四甲基二乙烯基二硅氧烷中的至少一种。从原料易得性的角度考虑，所述抑制剂特别优选为炔醇和/或四甲基四乙烯基环四硅氧烷。
本发明对所述白色填料的种类没有特别地限定，可以为现有的各种能够提高白度和反射率的物质。例如，所述白色无机填料可以为二氧化钛、硅粉和气相白炭黑中的至少一种。从原料易得性的角度考虑，所述白色填料特别优选为二氧化钛和/或气相白炭黑。此外，所述白色无机填料的平均粒径优选为0.1-3μm，更优选为0.5-0.8μm。
本发明对所述硅氢加成催化剂的种类没有特别地限定，可以为现有的各种能够使得所述热固性固体硅树脂中的乙烯基和硅氢基发生反应的物质。例如，所述硅氢加成催化剂可以为有机金属络合催化剂。所述有机金属络合催化剂的具体实例包括但不限于1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物、四甲基四乙烯基环四硅氧烷铂络合物和氯铂酸中的至少一种。从原料易得性的角度考虑，所述硅氢加成催化剂特别优选为1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物。
本发明提供的所述固态硅树脂组合物的制备方法包括将所述热固性固体硅树脂、抑制剂、白色无机填料和硅氢加成催化剂混合均匀。其中，所述混合可以在现有的各种混合设备中进行，例如，可以在现有的各种双辊机、捏合混炼机中进行。
本发明还提供了所述固态硅树脂组合物作为LED支架封装材料的应用。
此外，本发明还提供了一种光电子部件壳体，其中，所述光电子部件壳体由所述固态硅树脂组合物经固化形成。
所述光电子部件壳体的具体形状和结构可以根据实际需要进行设计，并且可以通过模具的形状和结构得以控制。根据本发明的一种具体实施方式，所述光电子部件壳体通过将所述固态硅树脂组合物注入模具中，接着进行固化得到。
本发明对所述固化的条件没有特别地限定，只要能够使得所述热固性固体硅树脂中的乙烯基和硅氢基在硅氢加成催化剂的作用下发生硅氢加成反应即可。例如，所述固化的条件通常包括固化温度可以为80-150℃，优选为100-120℃；固化时间可以为10-120s，优选为50-60s。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中：
玻璃化转变温度采用美国TA公司的MDSC2910型差示扫描量热法(DSC)仪进行测定，其中，调制周期为60s，调制振幅为±1.5℃，升温速率为10℃/min，氮气保护，N2的流速为50mL/min。
制备例1
该制备例用于说明本发明提供的热固性固体硅树脂的制备方法。
(1)将原料3.5mol式(4)所示的有机硅和1.4mol式(5)所示的有机硅混合均匀，接着在0℃下滴加50g浓度为37重量％的HCl溶液，1小时内滴加完毕；然后将反应温度升高至40℃并在该温度下反应4h，之后抽真空，除去反应产生的废液。
(2)加入0.2mol式(6)所示的有机硅、0.2mol式(7)所示的有机硅以及4mol溶剂二甲苯，之后将反应温度升高至100℃并在该温度下反应8h，然后水洗产物，分液除去低沸物，得到热固性固体硅树脂(ph-SiO3/2)35(ph2-SiO)14(Vi-SiO1/2)4(H-SiO1/2)4(其中，ph代表苯基，Vi代表乙烯基，下同)，其玻璃化转变温度Tg为105℃。
制备例2
该制备例用于说明本发明提供的热固性固体硅树脂的制备方法。
(1)将原料3.5mol式(4)所示的有机硅和1.4mol式(5)所示的有机硅混合均匀，接着在10℃下滴加50g浓度为37重量％的HCl溶液，1小时内滴加完毕；然后将反应温度升高至60℃并在该温度下反应2h，之后抽真空，除去反应产生的废液。
(2)加入0.5mol式(6)所示的有机硅、0.45mol式(7)所示的有机硅以及4mol溶剂二甲苯，之后将反应温度升高至120℃并在该温度下反应8h，然后水洗产物，分液除去低沸物，得到热固性固体硅树脂(ph-SiO3/2)70(ph2-SiO)35(Vi-SiO1/2)10(H-SiO1/2)9，其玻璃化转变温度Tg为101℃。
制备例3
该制备例用于说明本发明提供的热固性固体硅树脂的制备方法。
(1)将原料5mol式(4)所示的有机硅和1mol式(5)所示的有机硅混合均匀，接着在5℃下滴加50g浓度为37重量％的HCl溶液，1小时内滴加完毕；然后将反应温度升高至50℃并在该温度下反应3h，之后抽真空，除去反应产生的废液。
(2)加入0.5mol式(6)所示的有机硅、0.45mol式(7)所示的有机硅以及4mol溶剂二甲苯，之后将反应温度升高至110℃并在该温度下反应8h，然后水洗产物，分液除去低沸物，得到热固性固体硅树脂(ph-SiO3/2)50(ph2-SiO)10(Vi-SiO1/2)10(H-SiO1/2)8，其玻璃化转变温度Tg为200℃。
对比制备例1
该对比制备例用于说明参比的热固性固体硅树脂的制备方法。
(1)将原料1mol式(4)所示的有机硅和0.5mol式(5)所示的有机硅混合均匀，接着在5℃下滴加50g浓度为37重量％的HCl溶液，1小时内滴加完毕；然后将反应温度升高至50℃并在该温度下反应3h，之后抽真空，除去反应产生的废液。
(2)加入0.5mol式(6)所示的有机硅、0.5mol式(7)所示的有机硅以及1mol溶剂二甲苯，之后将反应温度升高至110℃并在该温度下反应8h，然后水洗产物，分液除去低沸物，得到热固性固体硅树脂(ph-SiO3/2)10(ph2-SiO)5(Vi-SiO1/2)10(H-SiO1/2)10，其玻璃化转变温度Tg为30℃。
实施例1
该实施例用于说明本发明提供的固态硅树脂组合物及其制备方法。
由20重量％的由制备例1得到的热固性固体硅树脂、1重量％的D4Vi、78重量％的平均粒径为0.2μm的钛白粉、1重量％的硅氢加成催化剂(该硅氢加成催化剂为氯铂酸与MMvi的络合物，其为济南福景化工公司牌号为H-77的市售产品，MMvi代表四甲基二乙烯基二硅氧烷，下同)在100℃下均匀混合，接着在100℃下通过二联辊加热混合5min，然后在150℃下固化20s，得到固化产物，记为G1。
实施例2
该实施例用于说明本发明提供的固态硅树脂组合物及其制备方法。
由50重量％的由制备例2得到的热固性固体硅树脂、0.1重量％的D4Vi、49.8重量％的平均粒径为0.2μm的钛白粉、0.1重量％的硅氢加成催化剂在100℃下均匀混合，接着在100℃下通过二联辊加热混合5min，然后在150℃下固化90s，得到固化产物，记为G2。
实施例3
该实施例用于说明本发明提供的固态硅树脂组合物及其制备方法。
由30重量％的由制备例3得到的热固性固体硅树脂、0.5重量％的D4Vi、68.5重量％的平均粒径为0.2μm的钛白粉、1重量％的硅氢加成催化剂在100℃下均匀混合，接着在100℃下通过二联辊加热混合5min，然后在150℃下固化10s，得到固化产物，记为G3。
对比例1
该实施例用于说明参比的固态硅树脂组合物及其制备方法。
按照实施例1的方法制备固态硅树脂组合物和固化产物，不同的是，所述热固性固体硅树脂的用量为10重量％，且所述钛白粉的用量为88重量％，得到参比固化产物，记为DG1。
对比例2
该实施例用于说明参比的固态硅树脂组合物及其制备方法。
按照实施例1的方法制备固态硅树脂组合物和固化产物，不同的是，不加入钛白粉，得到参比固化产物，记为DG2。
对比例3
该实施例用于说明参比的固态硅树脂组合物及其制备方法。
按照实施例1的方法制备固态硅树脂组合物和固化产物，不同的是，将由制备例1得到的热固性固体硅树脂采用相同重量份的由对比制备例1得到的热固性固体硅树脂替代，得到参比固化产物，记为DG3。
测试例
测试例用于说明由固态硅树脂组合物固化得到的产物性能的测试。
(1)硬度的测试：
将上述固化产物分别在30℃下烘烤0.5h，之后使用邵氏硬度计测试硬度，结果见表1。
(2)粘接性能的测试：
分别采用以上实施例和对比例中对应的固态硅树脂组合物将两个银片粘接在一起，其中，粘结区域大小为(28.1mm×10mm)，之后使用拉样机将两个银片拉开，测得最大拉伸强度，结果见表1。
(3)透光率的测试：
使用透光率测定仪对上述固化产物的透光率进行测定，其中，所采用光的波长为400nm，结果见表1。
(4)耐热温度和耐黄变性能的测试：
耐热温度就是材料烘烤10h不变色的温度，结果见表1。
耐黄变实验是在200℃条件下烘烤10h，在此条件下该树脂不变色，则说明耐黄变性好，反之则说明耐黄变性差，结果见表1。
表1
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
| 外观 | 白色 | 白色 | 白色 | 白色 | 白色 | 白色 |
| 硬度 | 80 | 80 | 80 | 50 | 50 | 50 |
| 粘接强度 | 5.6MPa | 5.4MPa | 6.4MPa | 4.2MPa | 4.1MPa | 4.2MPa |
| 透光率％ | 92 | 94 | 94 | 90 | 91 | 90 |
| 耐热温度℃ | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
从以上结果可以看出，本发明提供的硅树脂组合物兼具有优异的粘接性能、耐高温性能、透光性能、耐黄变性能以及较高的硬度，粘接强度为5MPa以上，耐热温度可达到200℃以上，在硬度为80D、400nm波长下的透光率可高达92％以上，在200℃下烘烤10h不变色，硬度为80D以上，非常适合用作LED支架封装材料。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (11)
1.一种固态硅树脂组合物，其特征在于，所述固态硅树脂组合物含有热固性固体硅树脂、抑制剂、白色无机填料和硅氢加成催化剂，所述热固性固体硅树脂中同时含有乙烯基和硅氢基且其玻璃化转变温度Tg为80℃以上，所述抑制剂为能够抑制所述热固性固体硅树脂在低于固化温度下发生固化的物质；相对于100重量份的所述热固性固体硅树脂，所述抑制剂的含量为0.1-10重量份，所述白色无机填料的含量为40-500重量份，所述硅氢加成催化剂的含量为0.1-10重量份。
2.根据权利要求1所述的固态硅树脂组合物，其中，所述热固性固体硅树脂中乙烯基的含量与硅氢基的含量的摩尔比为(1-2)∶1；所述热固性固体硅树脂的玻璃化转变温度Tg为100-200℃。
3.根据权利要求1所述的固态硅树脂组合物，其中，所述热固性固体硅树脂的组成如式(1)所示：
(R1SiO3/2)a(R2SiO)b(R3SiO1/2)c(R4SiO1/2)d (1)
其中，R1和R2各自独立地为C6-C10的芳烃基或C1-C5的烷烃基，R3为乙烯基，R4为硅氢基，a、b、c和d各自独立地为2以上的整数；优选地，R1和R2各自独立地为苯基或C1-C3的烷烃基，R3为乙烯基，R4为硅氢基，a、b、c和d各自独立地为4-100的整数。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的固态硅树脂组合物，其中，所述热固性固体硅树脂按照以下方法制备得到：
(1)将R1Si(R)3和(R2)2Si(R’)2的混合物在酸性溶液中或碱性溶液中进行水解反应，之后将水解产物进行缩合反应；
(2)将所述缩合反应的产物采用含有式(2)所示有机硅和式(3)所示有机硅的混合物进行封端反应；
其中，R1和R2各自独立地为C6-C10的芳烃基或C1-C5的烷烃基，R3和R4各自独立地为C1-C5的烷烃基，R和R’各自独立地为卤素或C1-C5的烷氧基，R3和R4各自独立地为C1-C5的烷烃基；优选地，R1和R2各自独立地为苯基或C1-C3的烷烃基，R和R’各自独立地为卤素或C1-C3的烷氧基，R3和R4各自独立地为C1-C3的烷烃基；
优选地，所述缩合反应的条件包括反应温度为40-60℃，反应时间为1-5h；
优选地，所述封端反应的条件包括反应温度为100-120℃，反应时间为2-10h。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的固态硅树脂组合物，其中，所述抑制剂为炔醇、四甲基四乙烯基环四硅氧烷和四甲基二乙烯基二硅氧烷中的至少一种。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的固态硅树脂组合物，其中，所述白色无机填料为二氧化钛、硅粉和气相白炭黑中的至少一种；优选地，所述白色无机填料的平均粒径为0.1-3μm。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的固态硅树脂组合物，其中，所述硅氢加成催化剂为有机金属络合催化剂；优选地，所述有机金属络合催化剂为1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷铂络合物、四甲基四乙烯基环四硅氧烷铂络合物和氯铂酸中的至少一种。
8.权利要求1-7中任意一项所述的固态硅树脂组合物的制备方法，该方法包括将所述热固性固体硅树脂、抑制剂、白色无机填料和硅氢加成催化剂混合均匀。
9.权利要求1-7中任意一项所述的固态硅树脂组合物作为LED支架封装材料的应用。
10.一种光电子部件壳体，其特征在于，所述光电子部件壳体由权利要求1-7中任意一项所述的固态硅树脂组合物经固化形成。
11.根据权利要求10所述的光电子部件壳体，其中，所述固化的条件包括固化温度为80-150℃，固化时间为10-120s。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101608068A (zh) * | 2009-07-10 | 2009-12-23 | 茂名市信翼化工有限公司 | 一种功率型led封装用的有机硅材料及其合成方法 |
| CN101654560A (zh) * | 2009-07-10 | 2010-02-24 | 茂名市信翼化工有限公司 | 一种功率型led封装用的有机硅材料及其合成方法 |
| CN101712800A (zh) * | 2009-11-06 | 2010-05-26 | 陈俊光 | 大功率led的有机硅树脂封装料及其制备方法 |
| JP2013129845A (ja) * | 2013-03-07 | 2013-07-04 | Asahi Rubber Inc | シリコーン樹脂基材 |
| CN103374228A (zh) * | 2012-04-16 | 2013-10-30 | 信越化学工业株式会社 | 热固化性硅酮树脂组合物、使用该组合物的led用反射器及光半导体装置 |
| CN103879099A (zh) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | 信越化学工业株式会社 | 具有荧光体含有层和白色颜料含有层的热固化性硅酮树脂片材、使用该片材的发光装置的制造方法，以及封装发光半导体装置 |
| CN104140533A (zh) * | 2013-05-08 | 2014-11-12 | 北京首科化微电子有限公司 | 含乙烯基的苯基氢基硅树脂及其制备方法 |
| WO2015014799A1 (de) * | 2013-08-01 | 2015-02-05 | Wacker Chemie Ag | Polyorganosiloxanzubereitung für optische halbleiter |
| CN104710621A (zh) * | 2015-03-04 | 2015-06-17 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 基底粘接用苯基乙烯基硅树脂及其制备方法和应用 |
| CN105431499A (zh) * | 2013-08-01 | 2016-03-23 | 瓦克化学股份公司 | 用于光学半导体的硅酮树脂组合物 |
| CN107112400A (zh) * | 2014-10-27 | 2017-08-29 | 汉高股份有限及两合公司 | 制造光学半导体装置的方法及用于该方法的有机硅树脂组合物 |
-
2016
- 2016-12-16 CN CN201611175374.2A patent/CN108203545A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101608068A (zh) * | 2009-07-10 | 2009-12-23 | 茂名市信翼化工有限公司 | 一种功率型led封装用的有机硅材料及其合成方法 |
| CN101654560A (zh) * | 2009-07-10 | 2010-02-24 | 茂名市信翼化工有限公司 | 一种功率型led封装用的有机硅材料及其合成方法 |
| CN101712800A (zh) * | 2009-11-06 | 2010-05-26 | 陈俊光 | 大功率led的有机硅树脂封装料及其制备方法 |
| CN103374228A (zh) * | 2012-04-16 | 2013-10-30 | 信越化学工业株式会社 | 热固化性硅酮树脂组合物、使用该组合物的led用反射器及光半导体装置 |
| CN103879099A (zh) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | 信越化学工业株式会社 | 具有荧光体含有层和白色颜料含有层的热固化性硅酮树脂片材、使用该片材的发光装置的制造方法，以及封装发光半导体装置 |
| JP2013129845A (ja) * | 2013-03-07 | 2013-07-04 | Asahi Rubber Inc | シリコーン樹脂基材 |
| CN104140533A (zh) * | 2013-05-08 | 2014-11-12 | 北京首科化微电子有限公司 | 含乙烯基的苯基氢基硅树脂及其制备方法 |
| WO2015014799A1 (de) * | 2013-08-01 | 2015-02-05 | Wacker Chemie Ag | Polyorganosiloxanzubereitung für optische halbleiter |
| CN105431499A (zh) * | 2013-08-01 | 2016-03-23 | 瓦克化学股份公司 | 用于光学半导体的硅酮树脂组合物 |
| CN107112400A (zh) * | 2014-10-27 | 2017-08-29 | 汉高股份有限及两合公司 | 制造光学半导体装置的方法及用于该方法的有机硅树脂组合物 |
| CN104710621A (zh) * | 2015-03-04 | 2015-06-17 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 基底粘接用苯基乙烯基硅树脂及其制备方法和应用 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180626 |
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