專利名稱：一種led封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂復(fù)合物，具體是一種能提高白光LED封裝材料性能的環(huán)氧樹脂復(fù)合物。
背景技術(shù)：
由于普通的雙酚A環(huán)氧樹脂本身存在導(dǎo)熱率低，苯環(huán)易發(fā)生電子JI-Ji躍遷而黃變導(dǎo)致耐候性等方面的一些缺陷，所以在高溫和較強(qiáng)紫外線輻照的情況下很容易發(fā)生變化，影響性能。如附圖6所示，白光的光衰最為迅速，因此在白光LED封裝時(shí)，對(duì)樹脂的性能要求特別高。對(duì)于LED的環(huán)氧封裝，一般要求環(huán)氧樹脂具有較高的透明度和較強(qiáng)的耐黃變能 力。由于LED熒光粉轉(zhuǎn)化過(guò)程中部分紫外光會(huì)泄露至外部，所以在高透光LED封裝領(lǐng)域，對(duì)紫外輻照產(chǎn)生的黃變和熱致黃變要求非常高。而環(huán)氧樹脂相對(duì)于有機(jī)硅樹脂的先天價(jià)格優(yōu)勢(shì)、高的硬度強(qiáng)度和粘接力，所以在白光LED和藍(lán)光LED的高透光LED封裝領(lǐng)域仍有較強(qiáng)的吸引力。白光LED封裝用的環(huán)氧樹脂體系，一般要選擇不帶苯環(huán)的脂環(huán)族樹脂或氫化雙酚A樹脂。常用的脂環(huán)族樹脂為ERL4221。這幾種樹脂各有特性。ERL4221粘度低，工藝性好，耐熱性好，電性能優(yōu)異，但交聯(lián)密度大，脆性較大；氫化雙酚A在粘度低工藝性好的同時(shí)，可撓性佳，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，但固化后的耐熱性差。對(duì)于需要外加突光粉的白光LED封裝體系，由于ERL4221和氫化雙酹A環(huán)氧樹脂的粘度極低，在儲(chǔ)存和固化過(guò)程中補(bǔ)色劑和熒光粉易沉降，所以需要通過(guò)對(duì)體系進(jìn)行增加粘度來(lái)抑制熒光粉的沉降。增加粘度的方法有很多，除了不能使用的雙酚A環(huán)氧樹脂外，還可以加入固體或高粘度醇類和流變助劑等。對(duì)于這些方案，雖然能提高粘度，但犧牲了其他性能，如耐熱性、透光性等。如何在保證光學(xué)性能和熱性能的情況下提高工藝性就成為白光LED配方設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容
本專利實(shí)施例的目的之一在于提供一種提高了工藝性和透光性的白光或藍(lán)光LED封裝用的環(huán)氧樹脂復(fù)合物。一種LED封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物，包括如下的A組分和B組分A組分包括成分卩1 A組分總: 量的重量舊分ft
液體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂 0. 5 98%
W體脂壞族壞H W脂 0. 5 98%
^化雙酚八壞兄樹胎(,L>
消泡劑0.05-0.5%
撲色劑0. (M)HO. 2%B組分包括
成分卩| B紐分總重SI的SSff分比
多兒醇0.0] 10%
促進(jìn)劑0.01 5
抗氧劑0.()卜 ％
紫外吸收劑和光穩(wěn)定
劑的SI；介組分o,(n 5%
I古丨化劑70 99. 9%
園化促進(jìn)劑0.0〗-,
脫模劑0. 05-0. 5%。更進(jìn)一步的方案是所述固體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為EHPE3150。更進(jìn)一步的方案是所述液體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，為3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酷、Celloxide 2000、Celloxide 2080中的任意一種。A組分由液體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、固體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和氫化雙酚A環(huán)氧樹脂共同組成，可通過(guò)三者不同比例的搭配來(lái)調(diào)節(jié)體系的粘度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。更進(jìn)一步的方案是所述消泡劑為BYK-A530、Defom 5400、BYK-141中的任意一種。消泡劑與環(huán)氧樹脂的相容性好，不影響透光率。更進(jìn)一步的方案是所述補(bǔ)色劑為群青和環(huán)氧樹脂的 混合物配制成的藍(lán)色或紫色透明液體。要求染色能力適中，耐熱性優(yōu)異，透明度高。更進(jìn)一步的方案是所述多元醇為甘油、1，4_ 丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇中的任意一種。用于調(diào)整體系的粘度、改善工藝以及增加體系的柔韌性。更進(jìn)一步的方案是所述促進(jìn)劑為季鱗鹽、季銨鹽、DBU鹽、咪唑或?qū)Ｓ玫年?yáng)離子引發(fā)劑中的任意一種。具有透光率高，反應(yīng)熱低，耐黃變優(yōu)異的特點(diǎn)。更進(jìn)一步的方案是所述抗氧劑為雙(3，5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯(抗氧劑626)，以及Ciba的三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯、CGA12或臺(tái)灣雙鍵化學(xué)公司的亞磷酸酯抗氧劑TP-10、TP-10H、317、517、聚合性亞磷酸酯抗氧劑TP-20、含受阻酚基和大分子基的多官能基亞磷酸酯抗氧劑TP-80以及它們的復(fù)合體系。這些抗氧劑在固化和使用過(guò)程中的耐黃變能力大大增強(qiáng)，特別是耐熱性能更進(jìn)一步的方案是所述紫外吸收劑為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)、2_羥基-4-辛氧基二苯甲酮(UV-531)、2- (2’-羥基-5’甲基苯基)苯并三唑(UV_P)、2_ (2’羥基_5’叔辛基苯基)苯并三唑(UV-329)、2，4- 二羥基二苯甲酮(UV_0)、2_苯基苯并咪唑-5-磺酸(UV-T)、2-(2H-苯并三唑-2-基)_4，6- 二( I-甲基-苯基乙基)苯酚(UV-234)、2- (2H-苯并三唑-2-基)-6-(十二烷基)-4-甲基苯酚(UV-571)、2- (2’-羥基-3’-叔丁基-5 ’ -甲基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV-326 )、2-( 2 ’ -羥基-3 ’，5 ’ - 二叔丁基苯基)_5_氯代苯并三唑(UV-327)、2-苯并三唑-2-基-4，6- 二叔丁基苯酚(UV_320)、2_ (2H-苯并三唑-2-基)-4，6- 二叔戊基苯酚(UV-328)、2- (2’-羥基_3’_異丁基_5’_叔丁基)苯并三唑(UV-325)、2- (2，-羥基-3’-[1，I-二甲基苯基]-5’-[1，1，3，3，-四甲基丁基])苯并三唑(UV-5228 )、2，2 ’ 亞甲基-(6- (2H-苯并三唑)_4_ 叔辛基)苯酚(UV-5431)、2- (2，-羥基-3 ’叔丁基5’ -丙酸辛酯)-苯并三唑(UV5582)、2-氰基-3，3- 二苯基丙烯酸乙酯(UV-335)、2-氰基_3，3-二苯基丙烯酸辛酯(—-336)、^ (2-乙氧基苯基)-N’- (4-乙基苯基)乙二酰胺(UV-1033)、N- (4-苯甲酸乙酯)N’，N’ -(甲基，苯基)甲脒(UV-971)中的一種或幾種；所述光穩(wěn)定劑為丁二酸與(4-羥基-2，2，6，6-四甲基-I-哌啶醇的聚合物)(光穩(wěn)定劑622)、雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(光穩(wěn)定劑770)、聚-{[6_[ (1，1,3, 3，-四甲基丁基)-胺基]I, 3，5，-三嗪-2，4- 二基][(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亞胺基]-I, 6-己烷二基-[(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亞胺基]}(光穩(wěn)定劑944)、雙(3，5-二叔丁基-4羥基芐基磷酸單乙酯)鎳(光穩(wěn)定劑802)、癸二酸雙I-辛氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯(光穩(wěn)定劑523)、癸二酸雙1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇酯和(I, 2，2，6，6-五甲基哌啶醇)癸二酸甲酯的混合物(3:1)(光穩(wěn)定劑292)、甲基丙烯酸(1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇)酯(光穩(wěn)定劑582L)、雙(1，2，2，6，6_五甲基哌啶醇)-a - (3, 5- 二叔丁基_4_羥基苯基亞甲基-a ’ - 丁基-丙二酸酯)(光穩(wěn)定劑5144)、N，N’ - (2，2，6，6，-四甲基，4-胺基哌啶)-間苯二酰胺(光穩(wěn)定劑SU)中的一種或幾種。選擇紫外吸收劑和光穩(wěn)定劑的復(fù)合組分，可以進(jìn)一步提高耐候性和耐UV性。更進(jìn)一步的方案是所述固化劑為甲基六氫苯酐或甲基六氫苯酐與六氫苯酐復(fù)配體系，其中甲基六氫苯酐的用量占甲基六氫苯酐與六氫苯酐復(fù)配體系的20 99. 9%，六氫苯酐的用量占甲基六氫苯酐與六氫苯酐復(fù)配體系的0 80%。在本專利中，我們通過(guò)添加固體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂EHPE3150來(lái)調(diào)節(jié)粘度。EHPE3150具有比液體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂更高的耐熱性和電性能，但由于常溫下是固態(tài)，單獨(dú)使用工藝性稍差。當(dāng)和液體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和氫化雙酚A環(huán)氧樹脂混合時(shí)相容性性佳，可以根據(jù)具體要求進(jìn)行配料，三種樹脂的用量都可以在I 99%之間選擇，根據(jù)具體的粘度和工藝要求
進(jìn)行用量組合。本專利中使用的三種環(huán)氧樹脂均不含苯環(huán)，具有較高的耐黃變能力。其中低粘度的液體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂主要起提高耐熱性和耐黃變的效果，但其本身的交聯(lián)密度大，脆性較大；氫化雙酚A環(huán)氧樹脂的耐熱性相比脂環(huán)族環(huán)氧樹脂差了不少，但其受熱和紫外照射的情況下耐黃變更好，且耐撓曲和耐水性更佳；而固體脂環(huán)族樹脂EHPE3150與以上兩種樹脂的相容性好，且耐熱性好，光電性能優(yōu)異，并可以通過(guò)添加來(lái)調(diào)節(jié)復(fù)合物的粘度指標(biāo)，防止補(bǔ)色劑和熒光粉的沉降。本專利可以單獨(dú)使用外噴脫模劑，也可以同時(shí)使用內(nèi)脫模劑和外噴脫模劑，也可以單獨(dú)使用內(nèi)脫模劑。本專利使用的內(nèi)脫模劑或外噴脫模劑都必須是透明度高的，使用的內(nèi)脫模劑還要求與環(huán)氧和酸酐體系相容性好的液體或固體化合物或復(fù)合物。
、
通過(guò)三種樹脂的混合嗎，既可以保證本LED封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物最關(guān)鍵的性能即具有優(yōu)異的耐光衰能力，在長(zhǎng)期的點(diǎn)亮使用過(guò)程中保證性能不會(huì)受到影響；其次，膠水具有一定的耐開裂性，不會(huì)在固化和高低溫測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生死燈和開裂等現(xiàn)象；而且十分重要的是，膠水的工藝性能如粘度、消泡性、防沉降性等也得到了保證。
圖I為ERL4221結(jié)構(gòu)式；圖2 為 EHPE3150 結(jié)構(gòu)式；圖3 為 Celloxide 2000 結(jié)構(gòu)式；圖4 為 Celloxide2080 結(jié)構(gòu)式；圖5為陽(yáng)離子引發(fā)劑結(jié)構(gòu)式；其中R為烷烴基，Ar為苯基；圖6為各色LED光衰示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I
(g)^
liU22IIo液體脂環(huán)族壞氣樹脂
BHPH315020_體脂環(huán)族環(huán)氣樹脂
A紺分___
. 化雙酚A壞氣樹脂 40____________________
補(bǔ)色劑0.1自制
BYK-A530OTI消泡劑
V坫六氣苯 ifHrnmi
B紺分___
叫丁基溴化銨I闕化促進(jìn)劑
I, 4-T wImm
0；Al2ih ,UV-329<}, I紫外吸收刺
Tro(Ti光穩(wěn)定劑
l-ooiin騰模劑固化前性能
權(quán)利要求
1.一種LED封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物，包括如下的A組分和B組分，其特征在于 A組分包括成分山_/Ull分總3LM的EM卩I分比 液體脂環(huán)族環(huán)氣樹脂0.5 981% W體脂環(huán)族環(huán)極樹脂 0. 5 98% a化雙酚A壞氧樹脂0. 5 98% 消泡劑0.05-0.5% 補(bǔ)色劑0.001-0.2 B組分包括成分入B組分總:lli的:1量—fi分比 多兒醇0.()卜10% 促進(jìn)劑0. Oi 5* 抗氧劑0.0] 5% 紫外吸收劑和光穩(wěn)定 劑的S合組分0. 01 5% _化劑70 99, 國(guó)化促進(jìn)劑0.01- 脫模劑0. 05-0. 5 e
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述LED封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物，其特征在于所述固體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為EHPE3150。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述LED封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物，其特征在于所述液體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，為3，4_環(huán)氧環(huán)己基甲基3，4_環(huán)氧環(huán)己基甲酸酷、Celloxide 2000、Celloxide 2080中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述LED封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物，其特征在于所述消泡劑為BYK-A530、Defom 5400、BYK_141 中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述LED封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物，其特征在于所述補(bǔ)色劑為群青和環(huán)氧樹脂的混合物配制成的藍(lán)色或紫色透明液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述LED封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物，其特征在于所述多元醇為甘油、1，.4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述LED封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物，其特征在于所述促進(jìn)劑為季鱗鹽、季銨鹽、DBU鹽、咪唑或?qū)Ｓ玫年?yáng)離子引發(fā)劑中的任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述LED封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物，其特征在于所述抗氧劑為雙(3，5- 二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯，以及Ciba的三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯、CGA12或臺(tái)灣雙鍵化學(xué)公司的亞磷酸酯抗氧劑TP-10、TP-10H、317、517、聚合性亞磷酸酯抗氧劑TP-20、含受阻酚基和大分子基的多官能基亞磷酸酯抗氧劑TP-80以及它們的復(fù)合體系。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述LED封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物，其特征在于所述紫外吸收劑為.2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮、2- (2’-羥基-5’甲基苯基)苯并三唑、2- (2’羥基-5’叔辛基苯基)苯并三唑、2，4_ 二羥基二苯甲酮、2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、2- (2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二(I-甲基-苯基乙基)苯酚、2- (2H-苯并三唑-2-基)-6-(十二烷基)-4-甲基苯酚、2- (2’ -羥基-3’ -叔丁基_5’ -甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2- (2’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-苯并三唑-2-基_4，6- 二叔丁基苯酚、2- (2H-苯并三唑-2-基)-4，6- 二叔戊基苯酚、.2- (2’ -羥基-3’ -異丁基_5’ -叔丁基)苯并三唑、2- (2’ -羥基-3’ -[I, I-二甲基苯基]-5’-[1，1，3，3，-四甲基丁基])苯并三唑、2，2’亞甲基-(6- (2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚、2- (2’ -羥基-3’叔丁基5’ -丙酸辛酯)_苯并三唑、2-氰基-3，3- 二苯基丙烯酸乙酯、2-氰基-3，3- 二苯基丙烯酸羊酯、N- (2-乙氧基苯基)-N’_ (4-乙基苯基)乙二酸胺、N- (4-苯甲酸乙酯)N’，N’_ (甲基，苯基)甲脒中的一種或幾種；所述光穩(wěn)定劑為丁二酸與(4-羥基-2，2，6，6-四甲基-I-哌啶醇的聚合物)、雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚-{[6-[( I, I, 3，3，-四甲基丁基)_胺基]I, 3，5，-三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基哌啶基)_亞胺基]-1，6-己烷二基-[(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亞胺基]}、雙(3，5—二叔丁基一4羥基芐基磷酸單乙酯)鎳、癸二酸雙I-辛氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、癸二酸雙1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇酯和(1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇)癸二酸甲酯的混合物(3:1)、甲基丙烯酸(1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇)酯、雙(1，2，2，6，6-五甲基哌啶醇)- a - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基亞甲基-a ’ - 丁基-丙二酸酯)、N，N’ - (2，2，6，6，-四甲基，4-胺基 哌啶)-間苯二酰胺中的一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述LED封裝環(huán)氧樹脂復(fù)合物，其特征在于所述固化劑為甲基六氫苯酐或甲基六氫苯酐與六氫苯酐復(fù)配體系，其中甲基六氫苯酐的用量占甲基六氫苯酐與六氫苯酐復(fù)配體系的20 99. 9%，六氫苯酐的用量占甲基六氫苯酐與六氫苯酐復(fù)配體系的.0 80%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于提高較大功率的高透光LED封裝用環(huán)氧樹脂復(fù)合物性能的方法。復(fù)合物由A、B組分組成，具有極佳的耐紫外性能和耐黃變性能，工藝性佳，透光性好，光衰低，可用于白光和藍(lán)光的LED灌封，相比有機(jī)硅具有價(jià)格上得優(yōu)勢(shì)。此復(fù)合物的A組分創(chuàng)造性地以液體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、固體脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和氫化雙酚A環(huán)氧樹脂共同組成，并輔以消泡劑、補(bǔ)色劑、擴(kuò)散劑等，體系不含苯環(huán)，不易發(fā)生黃變。B組分由甲基六氫苯酐、六氫苯酐配合季鏻鹽、季銨鹽、DBU鹽、咪唑等做促進(jìn)劑或陽(yáng)離子引發(fā)劑進(jìn)行引發(fā)聚合，并通過(guò)添加亞磷酸酯類的抗氧劑提高了熱黃變能力，同時(shí)紫外吸收劑和光穩(wěn)定劑的使用可以進(jìn)一步提高耐紫外黃變的效果。
文檔編號(hào)C09J163/00GK102746487SQ20121015867
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者卓虎, 周鴻飛, 陸南平 申請(qǐng)人:無(wú)錫嘉聯(lián)電子材料有限公司, 綿陽(yáng)惠利電子材料有限公司