本發(fā)明屬于半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，具體涉及一種用于吸收氣密性封裝器件有害氣體的吸氣劑漿料、其制備方法及其所得涂層。

背景技術(shù)：

光纖激光器、短波紅外傳感器、有機(jī)致發(fā)光器件(OLED/PLED)、半導(dǎo)體二極管激光器、氣體激光器等氣密性封裝器件、發(fā)光二極管(LED)、光伏太陽能電池、砷化鎵電路封裝器件、光電管等氣密性封裝器件的內(nèi)部的電子裝置和顯示裝置對某些氣體非常敏感，容易造成暗點(diǎn)、光斑、像素收縮、發(fā)射效率低下、發(fā)射能量衰減，這就需要吸氣劑來長期選擇性吸收對器件工作有害的氣體，保證器件的工作環(huán)境。

吸氣劑涂層能夠選擇性吸除氣密性器件工作期間漏放的水汽、有機(jī)溶劑、氫氣、碳?xì)浠衔?、二氧化碳、硫化物等，有效干燥控制密閉空間內(nèi)的有害氣體，保證氣密性封裝器件工作期間不夠雜質(zhì)污染氣體干擾，提高氣密性激光器件的壽命和可靠性。

然而現(xiàn)有的吸氣劑存在粘結(jié)固化溫度高、活化溫度高、附著力差、柔韌性差、耐沖擊振動(dòng)性差、有粉塵脫落、表面光潔度差，耐高溫性差、耐酸堿性能差、易老化、耐紫外線性能差、吸濕能力差等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中固化粘結(jié)溫度高、活化溫度高、附著力差、柔韌性差、易老化脫落等缺陷，本發(fā)明提供一種用于吸收氣密性封裝器件有害氣體的吸氣劑漿料、其制備方法及其所得涂層。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種用于吸收氣密性封裝器件有害氣體的吸氣劑漿料，其原料組分包括：吸氣劑20-80份、聚合物粘結(jié)劑30-60份、固化粘結(jié)劑5-25份、氧化劑0-50份、有機(jī)溶劑0-60份、纖維素1-5份和調(diào)節(jié)劑1-5份，所述份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)；吸氣劑為堿金屬、堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、硅膠、沸石分子篩、堿金屬碳酸鹽、金屬氧化物、金屬鹵化物、硫酸鹽、高氯酸鹽或具有長鏈碳化氫的金屬醇化物中的至少一種；吸氣劑粒徑為0.1μm-100μm。

進(jìn)一步優(yōu)選，吸氣劑粒徑為1-10μm。這些粒徑的吸氣劑粉末可通過球磨篩選得到。

氣密性封裝器件包含：光纖激光器、有機(jī)質(zhì)發(fā)光器件(OLED/PLED)、半導(dǎo)體二極管激光器、氣體激光器等氣密性封裝器件、發(fā)光二極管(LED)，光伏太陽能電池、光電管等。

用本申請吸氣劑漿料所制得的吸氣劑涂層主要能夠長期吸收控制封裝后器件密閉的空間內(nèi)漏放或電離出來的有害氣體，這些氣體包含：水汽、氫氣、氧氣、二氧化碳、碳?xì)浠衔?、硫化物等。器件?nèi)部的電子裝置和顯示裝置對某些氣體非常敏感，容易造成暗點(diǎn)、光斑、像素收縮、發(fā)射效率低下，這就需要吸氣劑來長期選擇性吸收對器件工作有害的氣體。

上述漿料可在室溫下固化、活化溫度低、附著力強(qiáng)、柔韌性好、耐沖擊振動(dòng)性好、無粉塵脫落、表面光潔度好，耐高溫性好、耐酸堿性能好、不易老化、耐紫外線性能好、吸濕能力強(qiáng)。

為了進(jìn)一步增強(qiáng)各組分之間的協(xié)同效應(yīng)，增加吸收能力、降低活化溫度、提高附著力，應(yīng)用于光纖激光時(shí)，吸氣劑為3A沸石分子篩粉末；應(yīng)用于有機(jī)質(zhì)發(fā)光體顯示器時(shí)，吸氣劑為4A或13X分子篩中的至少一種。

上述當(dāng)用于光纖激光時(shí)，主要吸除水汽；應(yīng)用于有機(jī)質(zhì)發(fā)光體顯示器(OLED/PLED)時(shí)，主要吸除水汽，氧氣、氫氣、二氧化碳、碳?xì)浠衔?、硫化物等?/p>

為了進(jìn)一步增強(qiáng)各組分之間的協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)一步提高所得涂層的附著力和耐老化程度，聚合物粘結(jié)劑為環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸樹脂，甲基丙烯酸酯、α-氰基丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、有機(jī)硅丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸β-羥乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚甲基丙烯酸乙酯中至少一種的共聚物乳液；

固化粘結(jié)劑為氟硅酸鈉、氟硅酸鎂、氯化銨、磷酸銨、醋酸乙酯、氧化鋅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎂、硅酸鈣、氫氧化鋁、鋁粉、磷酸鋁、磷酸鎂、硼酸鋁、硼酸鈣、二氧化硅、鋅粉或氯化銀中的至少一種物質(zhì)的懸浮液體或溶膠。

為了進(jìn)一步增強(qiáng)各組分之間的協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)一步提高所得涂層的附著力、柔韌性、光潔度和耐老化性能，聚合物粘結(jié)劑為丙烯酸酯共聚乳液；固化粘結(jié)劑為氧化鋁溶膠。

為了進(jìn)一步增強(qiáng)各組分之間的協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)一步提高所得涂層的使用壽命、稀釋能力、附著力、柔韌性和耐高溫性能，氧化劑為氧化鈀、氧化鉑、氧化鈷、氧化銅、氧化鎳或氧化鐵中的至少一種；有機(jī)溶劑為乙酸乙酯、無水乙醇、異丙醇、醇、芳烴、甲苯、高沸點(diǎn)醇、乙二醇、萜品醇、醋酸乙酯、二醇、乙酸酯、醚醇、醇酯、酮、松油醇、煤油、丁基卡必醇乙酸醋、鄰苯二甲酸二丁醋或丁基卡必醇中的至少一種；纖維素為甲基纖維素、乙基纖維素、羥丙甲甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素或羥丙基纖維素中的至少一種。進(jìn)一步優(yōu)選，氧化劑為粒徑不大于100μm的氧化鈷粉末；有機(jī)溶劑為無水乙醇；纖維素為乙基纖維素。

氧化劑主要用于吸除密閉器件中被漏放和電離出的氫氣。進(jìn)一步優(yōu)選，氧化鈷粉末粒徑為1-10μm。

上述調(diào)節(jié)劑為消泡劑、增塑劑、脫模劑、增稠劑、分散劑或保水劑中的至少一種。通過添加調(diào)節(jié)劑中的其中的一種或幾種，可以改變吸氣劑漿料的粘度、稠度、觸變性、流變性、涂層成膜后的表面特性、涂層成膜后的多微孔透氣特征等。

上述用于氣密性封裝激光器件的吸氣劑漿料的制備，包括如下步驟:

A、將各原料組分按比例配置，然后在速度為300±50r/min的速度下攪拌混勻，攪拌時(shí)間為24±2小時(shí)；

B、將步驟A所得物料放置于離心脫泡機(jī)中，充分脫泡混合，即得吸氣劑漿料。

制作好的吸氣劑漿料可直接通過多種方式施加在載體上或?qū)⒅苽浜玫臐{料裝入罐中密閉儲(chǔ)存，吸氣劑漿料具備良好的觸變性和流變性，儲(chǔ)存在密封罐的吸氣劑漿料應(yīng)儲(chǔ)存在常溫下1-10℃，在靜止?fàn)顟B(tài)下吸氣劑漿料會(huì)凝聚成固體，通過攪拌可再次恢復(fù)流變性，可多次拆封。

由上述吸氣劑漿料所制備的吸氣劑涂層，通過絲網(wǎng)印刷、點(diǎn)膠注射方式、旋涂、浸涂、刮刀涂層或澆鑄沉積的方式將吸氣劑漿料施加在載體上，然后在常溫下固化60±5分鐘或在60-80℃下固化10±2分鐘，即得吸氣劑涂層；

或通過模具注射、壓制或澆筑的方式制作成適用于載體空間的形狀，然后在常溫下固化60±5分鐘或在60-80℃下固化10±2分鐘，即得吸氣劑涂層；

吸氣劑涂層厚度為10μm-300μm，載體指氣密性封裝器件的蓋板、殼體或內(nèi)部可用于吸氣劑涂層的結(jié)構(gòu)表面。

上述涂層的制備只需要保證溫度和時(shí)間即可，且所得涂層附著力強(qiáng)、牢固度高。

上述載體所用的材料一般為金屬、陶瓷、玻璃、硅樹脂、聚合物塑料或其他應(yīng)用于氣密性封裝領(lǐng)域的材料，這些材料可以是平面蓋板、帶有凸臺(tái)的蓋板、帶有凹槽的蓋板、帶有凹槽的殼體、異形的蓋板或異形的殼體或異形的結(jié)構(gòu)表面等。

上述制作好的漿料還可以不用粘結(jié)在載體上，可通過模具注射、壓制、澆筑等方式制作成一定形狀的圓片、方片或其他適用于載體空間的形狀，便于拆裝使用。通過澆筑等方式制作時(shí)，優(yōu)選所得直徑或長度為2mm-30mm，厚度為0.5mm-10mm。

上述所得的吸氣劑涂層，其真空條件下的活化溫度為100-200℃，活化時(shí)間為3-7h。

將帶有吸氣劑涂層的載體置于干燥氮?dú)?、干燥空氣的高溫氛圍下清洗活化或者置于真空爐中，通過真空加熱活化方式對吸氣劑涂層、膜層活化，活化溫度100℃-200℃，活化后再封裝使用。

本發(fā)明未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。

有益效果：

本發(fā)明吸氣劑漿料所制備的涂層固化粘結(jié)溫度低，在載體上通過絲網(wǎng)印刷、點(diǎn)膠注射、旋涂、浸涂、刮刀涂層、澆鑄沉積等方式涂層后，在常溫下就可固化粘結(jié)在載體上；通過材料配方的控制，可以制作成任意粘度、稠度和流變性的吸氣劑漿料；制作好的漿料具備良好的觸變性和流變性；形狀大小等可根據(jù)需要任意調(diào)整；吸氣劑涂層活化溫度低；活化后的帶有吸氣劑涂層、膜層的載體通過真空包裝后，可直接在手套箱中拆開，在器件封焊工藝完成之前只需要短暫的再除氣活化就可以適用；固化粘結(jié)后的材料、粘結(jié)附著力好，足夠的表面柔韌性，耐沖擊振動(dòng)，無粉塵脫落，表面光潔度好，耐高溫、耐酸、耐堿、抗老化、耐紫外線；吸氣劑涂層當(dāng)大量吸收有害氣體以后，涂層不會(huì)發(fā)生膨脹形變及老化脫落現(xiàn)象。

附圖說明

圖1為本申請帶有吸氣劑涂層(實(shí)施例1所得)的激光器封裝后的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本申請帶有吸氣劑涂層(實(shí)施例2所得)的柔性O(shè)LED封裝后的結(jié)構(gòu)圖；

圖中，1為金屬、陶瓷或玻璃蓋板，2為吸氣劑涂層，3為尾纖，4為透鏡，5為激光器，6為散熱器，7為基座，8為管殼，9為柔性聚合物基板、玻璃或金屬基板、10為OLED工作層、11玻璃或金屬蓋板、12為環(huán)氧樹脂。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

實(shí)施例1

1、本實(shí)施示例為光纖激光器專用吸氣劑涂層，主要吸收水汽和氫氣，該吸氣劑的漿料為吸氣劑、氧化劑在聚合物粘結(jié)劑和氧化鋁溶膠中的懸浮分散液，包含以下組分：

(表格中，“PH4”是表示PH值為4，“-11％”表示固相含量≥11％)

2、將3A分子篩粉末置于真空爐中除氣活化，活化溫度300℃×2小時(shí)，將活化好的分子篩粉末置于真空球磨機(jī)中球磨篩選，得到1-10μm范圍內(nèi)的粒徑大小顆粒。

3、按照上述配方，將配好的充分混合好的物料置于行星式攪拌機(jī)中密閉混合攪拌，攪拌速度為300r/min，攪拌時(shí)間24小時(shí)，攪拌完成后再將吸氣劑漿料放入離心脫泡機(jī)中，充分脫泡，最后制得吸氣劑漿料。

4、制作好的吸氣劑漿料通過絲網(wǎng)印刷于光纖激光器的封裝蓋板上，印刷厚度約為0.2mm，面積約為0.5cm²。

5、將印刷好的一組吸氣劑蓋板置于干燥箱中70℃干燥10分鐘，使其固化，后放入真空退火爐中，加溫抽真空除氣活化，加溫溫度150℃，加溫時(shí)間6小時(shí)，真空度要求優(yōu)于1×10^-2pa。

6、冷卻至常溫，將吸氣劑蓋板置于5000PPMV水蒸氣壓裝置中，恒定溫度25℃，經(jīng)12小時(shí)吸收水汽，水汽吸附量大于吸氣劑自身重量19％，均高于同類產(chǎn)品10％自身吸附量的指標(biāo)。

實(shí)施例2

1、本實(shí)施示例為OLED專用吸氣劑涂層，主要吸收水汽，氧氣、氫氣、二氧化碳、碳?xì)浠衔?、硫化物等，該吸氣劑的漿料為吸氣劑、氧化劑在聚合物粘結(jié)劑和氧化鋁溶膠中的懸浮分散液，包含以下組分：

2、將13X分子篩粉末置于真空爐中除氣活化，活化溫度300℃×2小時(shí)，將活化好的分子篩粉末置于真空球磨機(jī)中球磨篩選，得到1-10μm范圍內(nèi)的粒徑大小顆粒。

3、按照上述配方，將配好的充分混合好的物料置于行星式攪拌機(jī)中密閉混合攪拌，攪拌速度為300r/min，攪拌時(shí)間24小時(shí)，攪拌完成后再將吸氣劑漿料放入離心脫泡機(jī)中，充分脫泡，最后制得吸氣劑漿料。

4、制作好的吸氣劑漿料通過絲網(wǎng)印刷于光纖激光器的封裝蓋板上，印刷厚度約為0.1mm，面積約為0.5cm²。

5、將印刷好的一組吸氣劑蓋板置于干燥箱中25℃干燥60分鐘，使其固化，后放入真空退火爐中，加溫抽真空除氣活化，加溫溫度150℃，加溫時(shí)間4小時(shí)，真空度要求優(yōu)于1×10^-2pa。

6、冷卻至常溫，將吸氣劑蓋板置于5000PPMV水汽、氧氣、氫氣、二氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒘蚧?體積比為1:1.2:0.3:0.3:0.1:0.2)裝置中，恒定溫度25℃，經(jīng)12小時(shí)吸收，吸附量大于吸氣劑自身重量20％，均高于同類產(chǎn)品10％自身吸附量的指標(biāo)。

實(shí)施例3

與實(shí)施例2基本相同，所不同的是：所用原料不同，具體如下：

經(jīng)12小時(shí)吸收，吸附量大于吸氣劑自身重量18％。

上述各例所得活化后的帶有吸氣劑涂層、膜層的載體通過真空包裝后，可直接在手套箱中拆開，在器件封焊工藝完成之前只需要短暫的再除氣活化就可以使用；吸氣劑涂層大量吸收有害氣體以后，涂層不會(huì)發(fā)生膨脹形變及老化脫落現(xiàn)象。各實(shí)施例所得耐沖擊等性能如下表所示：