[发明专利]用于保护湿敏器件的组合物

说明书

本发明第一方面涉及一种改进的复合材料，其通过防止湿气进入对湿气存在敏感的器件来控制H₂O含量，涉及用于生产这一复合材料的混合物，和涉及使用这种材料控制其内部的H₂O含量的敏感器件。

这种复合材料可用作边缘阻挡材料并与器件周边相邻地布置或者作为填料(即，能填充密封器件内密闭的自由体积的材料)。使用本发明的复合材料，改进或解决敏感器件的界面和封装问题，从而禁止水到达器件内部因此劣化其特性。

鉴于其功能性能，这些复合材料有时在本发明中也称为术语“复合阻挡材料”，它包括其中分散有H₂O吸收剂的聚硅氧烷基体。

使用聚硅氧烷阻挡材料是非常有利的，因为可由允许调节流变性能的前体的合适混合物获得这些阻挡材料，以便将其适应于其沉积例如喷射、旋涂或筛网印刷所使用的不同工艺中。起始混合物的特性还允许利用可采用的不同交联程度优化复合材料的机械特征。

美国专利4081397公开了一种物质的组合物，它在电子和电气器件中使用的弹性体基体内提供有碱土金属氧化物。该组合物仅仅用作以离散元件形式插入的吸气剂(即干燥剂)材料，它在湿气渗透到密封器件内部之后吸收湿气，但作为阻挡材料是不可用的。而且，当提供无机粉末时，相对于聚合物树脂粘度可能且不可预期的变化，引起该组合物的使用受到限制。

特别地，对于本发明组合物的使用来说，存在两种主要的形式。在第一种中，交联(或固化)工艺得到较高分子量的聚合物：在这一情况下，所得基体显示出粘弹性能，即在室温下，这一材料在其玻璃化温度以外，而高度交联将使体系得到刚性。在边缘密封的情况下，这一解决方法是优选的，因为这有助于器件的结构完整性。

在可供替代的实施方案中，固化工艺导致比前面所述的边缘形式小的交联程度。在这一情况下，获得具有凝胶特性的复合阻挡材料，从而能适应于机械应力，但与此同时，具有弹性材料的尺寸稳定性。鉴于这一性能，第二类材料优选用作敏感器件内部体积的填充溶液且有利地用在挠性器件内。

下述至少两类不同的吸收剂构成在本发明的聚硅氧烷基体内分散的H₂O吸收剂：优选选自碱土金属氧化物的不可逆的吸收剂，和选自硅铝酸盐，尤其优选分子筛或沸石、硅胶、粘土的可逆吸收剂。

可逆和不可逆湿气吸收剂的概念相对于生产敏感器件的工艺温度或聚合物基体交联解释，在不可逆吸收剂的情况下，是指在低温下，典型地不大于150℃下，没有再活化(释放显著量的湿气，即相对于吸收剂的用量大于20wt%)的吸收剂，例如碱土金属氧化物，尤其优选氧化钙；而在可逆吸收剂的情况下，是指在那些温度下再生的吸收剂，从而释放大部分捕获的湿气。更具体地，适合于在本发明中使用的可逆吸收剂的特征在于，当用70-180℃之间的温度进行热处理时，相对于其最大湿气吸收能力，释放至少50％。

本发明的目的是相对于阻挡材料、吸收剂的总重量，这种可逆和不可逆吸收剂的重量比之间尤其有用和特定的组合，所述吸收剂还应当具有一些特定的尺寸限制。

已发现，采用这种特定的组合，实现了两种不同的技术效果：对最终的阻挡材料(与终产物的特性相关)和还对于起始混合物(在敏感器件的生产阶段期间相关的方面)，尤其都不存在对流变性能的负面影响或改变，且与此同时保证充足的除去湿气的能力。而且，这一组合提高吸收剂在阻挡材料前体、起始混合物内的分散稳定性。事实上，流变性能通常与聚合物材料内的无机物含量强烈相关。本领域的专家通常预期，当无机吸收颗粒的含量增加时，聚合物材料的流变性恶化。

采用本发明的优选组合物实现的第二技术效果是，对于敏感器件寿命来说，改进最重要的参数，即透过时间，所述透过时间定义为水从敏感器件外部渗透到其内所要求的时间。

鉴于上述，在本发明的第一方面中，本发明包括使用聚硅氧烷基体作为在含有至少两类吸收剂的敏感器件内阻挡水进入的阻挡材料，其特征在于，所述聚硅氧烷基体含有10-55wt%基本上由一种或多种选自钙、锶、钡、镁的氧化物中的碱土金属氧化物的粉末组成的不可逆的H₂O吸收剂，和1-5wt%基本上由一种或多种硅铝酸盐组成的可逆H₂O吸收剂，其中所述吸收剂粉末中95％的尺寸不大于10微米。

术语“基本上由…组成”意味着，对于不可逆和可逆吸收剂这二者来说，也可存在相对于提到的吸收剂类型用量不高于10wt%的其他元素的可能性。

重量百分数相对于包括聚硅氧烷和在其内包含的所有无机吸收剂的组合物的总重量表达。