光固化發光二極體封裝料的製作方法

2023-05-23 05:18:36

專利名稱：：光固化發光二極體封裝料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種發光二極體(簡稱LED)封裝料，尤其是一種以不飽和聚酯樹脂為主體的單組分光固化封裝料。
背景技術：
：目前LED封裝料主要採用的是環氧樹脂體系，它是以液體環氧樹脂為主體樹脂，芳香族酸酐作為固化劑的AB兩組分體系。使用前需先將AB組分混合均勻，通過靜置或真空脫泡，除去氣泡後進行澆注封裝，然後再經過高溫(如120130°C)3060min初步固化才脫模，取出後還需進行後固化(125°C/30240min)。也有的採用室溫固化體系，選用液體環氧樹脂為主體樹脂，多元胺為固化體系。該封裝料也需要使用前進行混合、靜置或真空脫泡，然後再經過室溫數小時固化。不難看出，以上雙組份LED封裝料體系存在以下幾方面的缺陷l)AB組分需要混合，如果配比不準確將會導致固化物性能下降；同時由於AB組分從混合後即開始發生反應，因而存在一定的適用期。當超過適用期混合的膠液，其粘度將會上升乃至發生凝膠，進而導致無法使用，造成浪費。2)AB組分混膠過程中需要攪拌混合均勻，在此過程中會將外界的空氣帶入到膠液中，因此必須在後序步驟通過靜置排泡或真空脫泡除去氣泡，否則會影響固化物電性能。3)LED封裝料注入到模具中需經過數十分鐘至數小時的時間進行固化，然後再脫模。其生產效率低，且長時間佔用模具使模具利用率降低，增加了模具使用成本。4)固化通常需在高溫下進行。高溫固化會浪費更多的能源消耗，也增加了生產成本。5)固化通常分為兩步。封裝料在模具中初固化後脫模，取出後還需進行數小時時間的後固化讓固化進行徹底。6)環氧樹脂為主體樹脂，酸酐體系為固化劑，原料成本較高。
發明內容針對上述缺陷，本發明旨在提供一種以不飽和聚酯樹脂為主體的單組分光固化封裝料。該封裝料使用前不需混膠，直接注入到模具中，在紫外光照射下即可迅速固化，直接脫模。從而極大提高了生產效率，同時還節省能源，降低了原材料成本。本發明是通過實施如下的技術方案來實現本發明目的的。光固化發光二極體封裝料，其特徵在於原料按重量份組成為不飽和聚酯樹脂30-90交聯單體0-40增韌劑0-30光敏引發劑0.2-103脫模劑0.01-2光散射劑0-10將上述原料攪拌混合均勻，裝入黑色塑料桶室溫儲存即得封裝料成品。其中，不飽和聚酯樹脂為主體材料，可由二元醇、三元醇或四元醇與二元酸反應而製備。所述二元酸為不飽和二元酸或酸酐，碳原子數4-100，最佳為4-40;二元酸也可包含部分飽和二元酸或酸酐，碳原子數4-200，最佳為4-60。例如，不飽和二元酸(酸酐)可從順丁烯二酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸酐、衣康酸、寧康酸或氯代順丁烯二酸中選擇一種或幾種使用；飽和二元酸(酸酐)則可從苯酐、鄰苯二甲酸、己二酸、四氯鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、對苯二甲酸、納迪克酸酐、四氫苯二甲酸、甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐或四溴苯酐等中選擇一種或幾種使用。所述二元醇、三元醇或四元醇選自乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃、丙三醇、雙酚A、氫化雙酚A、三羥甲基丙烷或季戊四醇等。所述不飽和聚酯樹脂也可選擇市售品，例如191、196、199、307、189或311等不飽和聚酯樹脂。所述交聯單體具有降低樹脂粘度的作用，可以是單官能、雙官能及多官能的丙烯酸酯單體，烷氧化丙烯酸酯單體或烯丙基醚類單體；例如可以選用丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸e-羥乙酯、二縮三二乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸e-羥乙酯、乙烯基甲苯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸羥乙酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯等。所述增韌劑為具有提高封裝料韌性作用的添加劑，如液體橡膠；或者是含柔性鏈段的高分子聚合物，如聚酯樹脂、端羧基聚醚改性環氧樹脂等。例如可選用市售品CH-BF，QS-BE，CMP-410等。所述光敏引發劑可以是安息香醚類、二苯甲酮衍生物、苯偶醯縮酮或酮胺混合物等自由基型引發劑，陽離子型引發劑，大分子光引發劑，水基光引發劑或可見光引發劑等。例如安息香乙醚、1173、184、TPO、651、369、二苯甲酮、819等。所述脫模劑可以是含聚矽氧烷的聚合物本體或溶液，也可以是非矽類的聚合物體系;例如可選擇L-315，3200，6500或BYK-333等。所述光散射劑用於封裝的LED產生光散射。可選用市售品SA-101等。本發明中用到的一些原料名稱、商品名對照詳見表一。其中一些原料，不同供應商有不同的代號。本發明所選用的原料並不局限於例示的製造商，或者製造商的牌號、型號，且同一製造商不同批次的商品也並不會對封裝料產品的性能產生影響。本發明的優點在於本發明封裝料為單組份，使用前不需混膠，直接注入到模具中，不存在適用期的問題，也不會從外界引入氣泡。這種單組份光固化封裝料在模具中從傳送帶進入光固化機，在紫外光照射下，於數秒至數十秒內迅速固化並從傳送帶另一端出來，直接脫模即可。本發明大大提高了LED封裝生產效率，既節能，還有效降低了生產成本及原材料成本，特別適用於大規模流水線生產。表一本發明原料的具體名稱、來源及性能特點等原料化學名稱簡稱/商品名生廠商(產品型號)備註不飽和聚龍樹脂191耀華，亞邦，牧山通用，價廉196耀華，亞邦，天津合成柔韌M-2天津合成耐水煮%1天津合成透光阻燃1W耀華，亞邦，天津合成耐熱3301天津合成，巨星耐腐蝕增韌劑CH-BF晨光QS-BE奇士C410清明交聯單體丙烯酸AA東方苯乙烯ST東方苯氧基乙基丙烯酸酯PHEA長興(EM210);沙多瑪〔SR339)丙錄酸異冰片酯IBOAK興(EM70);沙多瑪(SR506)丙烯酸羥乙酯HEA天驕1,6-己二醇二丙烯酸酯HDDA長興(EM221》;天驗三丙—醇二丙烯酸酯TPGDA長興(EM223);天驕季戊四醇三丙烯酸酯PET3A長興(EM235);大驕；沙多瑪(SR444)甲基丙烯酸羥乙基麵EA天驕光敏引發劑二苯甲HBP(二苯甲嗣)新宇；華鈦1173新宇；華鈦，汽巴184新宇；華鈦TPO新宇；華鈦，汽巴369新宇；汽巴；651新宇，汽巴脫模劑3200德-激6tableseeoriginaldocumentpage7光散射劑SA-101晨光耀華-----秦皇島耀華玻璃鋼廠亞邦一-江蘇亞邦塗料股份有限公司牧山一--成都市牧山樹脂廠天津合成-----天津合成材料廠巨星----天津巨星化工材料有限公司東方---北京東方化工股份有限公司長興-----臺灣長興化工有限公司沙多瑪----沙多瑪(Sartomer)化學有限公司(美天驕一--天津市天驕化工有限公司新宇----長沙新宇化工實業有限公司華鈦-----常州華鈦股份有限公司汽巴----瑞士汽巴精化公司(瑞士)德謙---徳謙企業有限公司(臺灣)捕本一一-楠本化成(Disparlon)株式會社C日本)晨光-----中藍晨光化工研究院有限公司奇士一--北京金島奇士材料科技有限公司清明----溫州清明化工廠畢克-----畢克(BYK)化學公司(徳國)具體實施例方式實施例1在裝有回流冷凝器和蒸餾裝置的三口反應瓶中依次加入丙二醇128.5克，一縮二乙二醇63.1克，鄰苯二甲酸酐100.0克，順丁烯二酸酐132.5克。首先採用回流裝置，開啟攪拌，逐步升溫，溫度達14018(TC時反應約36小時，至酸值小於40改用蒸餾裝置，減壓脫除低沸物。得到不飽和樹脂A。取上述不飽和樹脂A，按下述重量份的原料配製光固化發光二極體封裝料不飽和樹脂A60.70CH-BF5.00苯乙烯15.00SR50615.00L-3150.301844.00先將184加入到苯乙烯中，溶解均勻後加入餘料，然後再攪拌混合均勻，所得7膠液裝入黑色塑料桶室溫儲存。使用時將膠液注入到透明的LED模具中，進入光固化機傳送帶進行光固化。固化後從模具中取出即可。實施例2按下述重量份的原料配製光固化發光二極體封裝料19965.00ST29.5032000.5011735.00將上述組分攪拌混合均勻，裝入黑色塑料桶室溫儲存。使用時將膠液注入到透明的LED模具中，進入光固化機傳送帶進行光固化。固化後從模具中取出即可。耐熱性好。實施例3按下述重量份的原料配製光固化發光二極體封裝料19179.00AA2.00TPGDA10.00HEA5.2011733.003690.50DS-2300.30將上述組分攪拌混合均勻，裝入黑色塑料桶室溫儲存。按照與實施例l相同的方法固化、脫模。通用型，低成本。實施例4按下述重量份的原料配製光固化發光二極體封裝料96175.00HDDA11.25MHEA4.50SA-1015.00BP3.506510.50BYK3330.25將上述組分攪拌混合均勻，裝入黑色塑料桶室溫儲存。按照與實施例l相同的方法固化、脫模。阻燃。實施例5按下述重量份的原料配製光固化發光二極體封裝料M-271.80QS-BE5.00IBOA15.00TPGDA4.007/9頁YX-900-lB(固化劑組分)50.00混合配比(重量比)A:B=100:100，25。C適用用時間6/h，固化條件12513(TC/3045min脫模。超出範圍可能會出現難脫模現象。後固化化時間125°C/15min。對比例3(市售品，中山市小欖鎮盈興樹脂廠)[One]YX-"OA(環氧樹脂組分)60.00YX-730B(固化劑組分)40.00室溫固化無色透明型封裝料，混合配比(重量比)A:B=100:3050。使用時間25°C/3545min，固化條件25°C/68h。對比例4(市售品，石家莊利鼎電子材料有限公司)700A(環氧樹脂組分)50.00700B(固化劑組分)50.00先將700A組分加熱至50°C，再與700B組分按A:B=100:100的比例混合均勻，進入真空系統脫泡，然後進行封裝。適用期(45。C)3.5小時，120-13(TC/40min脫模，120°C/45h後續固化。對比例5(市售品，寧波越峰電器配件有限公司)G-6000A(環氧樹脂組分)50.00G-6000B(固化劑組分)50.00混合配比(重量比)A:B=100:100;適用期(25。C)4h;固化條件120125°C/4060min脫模；後續固化時間140°C/5h。本發明與對比例相比，結果見下表tableseeoriginaldocumentpage10tableseeoriginaldocumentpage11本發明與對比例相比，採用單組分取代雙組份，不用單獨脫泡，不需配膠，具有使用方便的特點，且適用期不受限制。固化速度可大幅度提高，從而提高了生產效率；不需加熱，降低了能耗；採用價廉的不飽和樹脂取代環氧樹脂，降低了原料成本。權利要求光固化發光二極體封裝料，其特徵在於原料按重量份組成為不飽和聚酯樹脂30-90交聯單體0-40增韌劑0-30光敏引發劑0.2-10脫模劑0.01-2光散射劑0-10將上述組分攪拌混合均勻，裝入黑色塑料桶室溫儲存即得封裝料成品；其中，不飽和聚酯樹脂由二元醇或三元醇或四元醇與二元酸反應而製備；或者選自市售品191、196、199、307、189或311不飽和聚酯樹脂。2.根據權利要求1所述的光固化發光二極體封裝料，其特徵在於所述二元酸為不飽和二元酸或酸酐，其碳原子數為4-100。3.根據權利要求1所述的光固化發光二極體封裝料，其特徵在於所述二元酸包含碳原子數為4-200的飽和二元酸或酸酐。4.根據權利要求1或2所述的光固化發光二極體封裝料，其特徵在於所述不飽和二元酸或酸酐選自順丁烯二酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸酐、衣康酸、寧康酸或氯代順丁烯二酸中的一種或一種以上的物質；5.根據權利要求1或3所述的光固化發光二極體封裝料，其特徵在於所述飽和二元酸或酸酐選自苯酐、鄰苯二甲酸、己二酸、四氯鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、對苯二甲酸、納迪克酸酐、四氫苯二甲酸、甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐或四溴苯酐等中的一種或一種以上的物質。6.根據權利要求1所述的光固化發光二極體封裝料，其特徵在於所述交聯單體選用丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸B-羥乙酯、二縮三二乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸B-羥乙酯、乙烯基甲苯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸羥乙酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯。7.根據權利要求1所述的光固化發光二極體封裝料，其特徵在於所述增韌劑為液體橡膠或者是含柔性鏈段的高分子聚合物。8.根據權利要求1所述的光固化發光二極體封裝料，其特徵在於所述光敏引發劑選自安息香乙醚、1173、184、TPO、651、369、二苯甲酮或819。9.根據權利要求1所述的光固化發光二極體封裝料，其特徵在於所述脫模劑選擇MAL-3，3200或BYK-333。10.根據權利要求1所述的光固化發光二極體封裝料，其特徵在於所述光散射劑選自市售產品SA-101。全文摘要本發明涉及一種以不飽和聚酯樹脂為主體的單組分光固化封裝料，其原料按重量份組成為不飽和聚酯樹脂30-90、交聯單體0-40、增韌劑0-30、光敏引發劑0.2-10、脫模劑0.01-2、光散射劑0-10，其中，不飽和聚酯樹脂由二元醇或三元醇或四元醇與二元酸反應而製備；或者選自市售品191、196、199、307、189或311型不飽和聚酯樹脂。本發明封裝料使用前不需混膠，直接注入到模具中，不存在適用期的問題，也不會從外界引入氣泡。這種單組份光固化封裝料在模具中從傳送帶進入光固化機，在紫外光照射下，於數秒至數十秒內迅速固化並從傳送帶另一端出來，直接脫模即可。本發明大大提高了LED封裝生產效率，既節能，還有效降低了生產成本及原材料成本，特別適用於大規模流水線生產。文檔編號C09K3/10GK101692473SQ20091016760公開日2010年4月7日申請日期2009年9月11日優先權日2009年9月11日發明者周建文,周玉國,趙小宏申請人:中藍晨光化工研究院有限公司