含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料、制備方法及提高LED白光芯片落Bin率的應用

含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料、制備方法及提高LED白光芯片落Bin率的應用
【專利摘要】本發明公開了含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料、制備方法及提高LED白光芯片落Bin率的應用，含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法，包括如下步驟：(1)取雙酚A環氧樹脂和2,6?二叔丁基?4?甲基苯酚，攪拌；加入二元醇和端羥基聚丁二烯反應，加入酸酐反應得到混合物；(2)取LED熒光粉和硅烷偶聯劑反應，得改性LED熒光粉；(3)取粘合力促進劑、抗氧劑和分散劑，與混合物、改性LED熒光粉反應,加酸酐，催化劑，攪拌，反應，得到粉料；經打餅，得到含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。本發明的塑封料在芯片封裝中的應用，簡化了工藝流程，提高生產效率，提高成品率和大幅度降低生產成本。
【專利說明】
含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料、制備方法及提高LED白光芯 片落Bin率的應用
技術領域
[0001] 本發明屬于LED封裝材料領域，涉及一種含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料、制備方 法及提高LED白光芯片落Bin率的應用。
【背景技術】
[0002] 發光二極管(Light Emitting Diode，以下簡稱LED)是一類能直接將電能轉化為 光能的發光元件，它具有工作電壓低、耗電量小、發光效率高、發光響應時間極短、光色純、 結構牢固、抗沖擊、耐振動、性能穩定可靠、重量輕、體積少和成本低等一系列特性，因而得 到了廣泛的應用和突飛猛進的發展，例如應用在照明和顯示屏等領域。
[0003] 為了制造出高性能、高功率型、高落BIN率或戶外LED器件，對芯片封裝技術要求越 來越高。這是因為LED芯片封裝材料的性能和封裝工藝對其發光效率、色溫、亮度以及使用 壽命有顯著影響。從封裝材料和封裝工藝的角度來講，在簡化封裝工藝和降低封裝成本的 同時，還需要延長LED的壽命和增強出光效率，這就需要發明和封裝工藝所對映的封裝材 料。
[0004] 目前，LED芯片封裝需要混膠、點膠和烘烤固化等步驟，其中點膠是目前封裝步驟 過程中的特別重要步驟。但是存在過程繁瑣，工藝復雜，不容易控制等很多問題。目前，LED 封裝通常使用含有熒光粉的環氧樹脂或有機硅封裝膠水，一般采用點膠工藝和分階段固化 工藝，這就意味著LED封裝工藝中，必須將封裝膠水的A組分和B組分準確稱重，并且添加一 定比例的熒光粉，混合均勻后，經過脫泡，灌入點膠器中，經過點膠設備，進行點膠。該封裝 工藝存在很多弊病，例如所用的封裝膠和熒光粉不容易混合均勻;混合后的膠不容易脫泡， 導致封裝膠體內含有氣泡，造成封裝芯片容易產生殘次品；而且熒光粉混合不均勻以及沉 降，導致封裝LED之間存在色溫和顯色指數變化大的問題，這就要求對完成封裝的LED芯片 必須經過測試分篩，才能使用，所以目前的生產路線長，效率低，批次穩定性差;此外，封裝 廠家必須在短時間內完成非常繁瑣使用過程，而且混合后的封裝膠水使用時間特別短，一 般僅僅8個小時。超過使用時間后，混合膠水粘度升高，不再適宜點膠，這造成封裝膠浪費。
[0005] 環氧樹脂膠水作為LED封裝材料，固化后環氧樹脂具有較高的交聯密度和高硬度， 具有膨脹系數低、高透光率、節能環保、硬度大等優點，但是因其質脆、抗沖擊韌性差存在很 多缺點，例如耐冷熱沖擊差和殘余應力高。在使用過程中，容易開裂和裂紋，導致LED芯片失 效。因此，只有提高環氧樹脂的高溫穩定性，降低LED封裝材料在245-260°C回流焊條件下的 形變破壞力，才能提尚環氧樹脂封裝效果。
[0006] 此外，環氧塑封料經常用作電子封裝材料，這種封裝材料黑色不透明，不適合于 LED芯片封裝。而且，環氧塑封料熔融粘度大，容易沖斷芯片金線，導致芯片失效。
[0007]總之，現有LED芯片的環氧樹脂膠水封裝過程只能適用于單個芯片的帶有反射杯 的芯片和有圍壩得板上芯片(C0B)的封裝，而且熒光粉沉降，容易產生殘次品，工藝路線長、 點膠時間長、成品率低，以及生產效率低下，從而導致生產成本高。現有環氧樹脂LED封裝膠 水不適用于平面式基板上的芯片封裝，而且環氧塑封料也不適合于LED芯片封裝。
[0008] 為了將封裝后的LED芯片分類，一般按照亮度、光色、電壓和色溫等指標標記為 Bin。不同Bin的芯片，對應的色溫略有差異。而在封裝LED芯片時，覆蓋在LED芯片表面的熒 光粉的量和分布的差異，都導致Bin的差異。尤其是點膠時，含有熒光粉的硅膠或者環氧樹 脂用量的輕微變化，以及熒光粉的沉降作用，都會導致覆蓋在LED芯片表面熒光粉量的變 化，直接影響到芯片的照明質量，導致光強分布較散，落Bin率很低，尤其是白光芯片的落 Bin率非常低。為此，需要新的LED封裝技術以提高白光芯片落Bin率。

【發明內容】

[0009] 本發明的目的是克服現有技術的不足，提供含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。
[0010] 本發明的第二個目的是提供含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法。
[0011] 本發明的第三個目的是提供含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在提高LED白光芯片 落BIN率的應用。
[0012] 本發明的技術方案概述如下：
[0013] 含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法，包括如下步驟：
[0014] (1)按重量，取雙酚A環氧樹脂100份和2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5-2份在130 °C_180°C，攪拌0.5-1小時；將溫度調節至100°C-130°C，加入二元醇10-30份和端羥基聚丁 二烯1-2份，攪拌5-10分鐘;加入酸酐1-5份，攪拌反應10-40分鐘，得到混合物；
[0015] (2)按重量，取LED熒光粉2-20份和硅烷偶聯劑0.05-5份攪拌混合均勻，室溫反應 0.5-2小時，得到改性LED熒光粉；
[0016] (3)按重量取粘合力促進劑0 · 05-3份、抗氧劑0 · 05-0 · 3份和分散劑0 · 01-0 · 5份，與 步驟（1)獲得的混合物、步驟(2)獲得的改性LED熒光粉，調節溫度至80 °C -180 °C，攪拌反應 5-10分鐘;再調節溫度至80°C-120°C，加入酸酐20-40份，加入催化劑0.1-2份，攪拌，引發B-stage預交聯反應5-20分鐘，出料，冷卻，粉碎，得到粉料;經過打餅，得到含有熒光粉的環氧 樹脂基塑封料。
[0017] 雙酸 A 環氧樹脂優選型號為 NPES-301、NPES-302、NPES-303、NPES-303L、NPES-304、 NPES-901、NPES-902、NPES-903、NPES-904、NPES-905、NPES-905H、NPES-905L、NPES-907、 NPES-909 和 NPES-909H 中的至少一種；
[0018] 二元醇優選乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，2-己二 醇、1，8-辛二醇和1，2-辛二醇中的一種或至少一種；
[0019] 所述端羥基聚丁二烯優選粘度為10泊、100泊或220泊。
[0020] LED熒光粉為鋁酸鹽熒光粉、氮化物熒光粉和硅酸鹽熒光粉中的至少一種。
[0021] 鋁酸鹽熒光粉優選平均粒徑7.7微米-17微米的球形熒光粉;所述氮化物熒光粉為 中心粒徑9微米-15.5微米的熒光粉;所述硅酸鹽熒光粉為平均粒徑10微米-20微米的球形 熒光粉。
[0022] 硅烷偶聯劑優選γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ -甲基丙烯酰氧基丙基 甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧）丙基 三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3,4-環氧環己基）乙基三甲 氧基硅烷、3-巰丙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ -氨 丙基三甲氧基硅烷、2,4,6,8_四[2-(3,4-環氧環己基乙基）]四甲基環四硅氧烷和2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四[3-(環氧乙烷基甲氧基)丙基]環四硅氧烷中的至少一種。
[0023] 粘合力促進劑優選γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ -甲基丙烯酰氧基丙 基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧）丙 基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3,4-環氧環己基）乙基三 甲氧基硅烷、3-巰丙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三乙氧基硅烷、2，4，6，8-四[2-(3，4-環氧環 己基乙基）]四甲基環四硅氧烷、2,4,6三[2-(3,4-環氧環己基乙基）]四甲基環四硅氧烷、二 [2-(3,4-環氧環己基乙基）]四甲基環四硅氧烷、2,4,6,8_四甲基-[2-(3,4_環氧環己基乙 基）]環四硅氧烷、2,4,6,8_四甲基_2,4,6,8_四[3-(環氧乙烷基甲氧基)丙基]環四硅氧烷、 2,4,6,8_四甲基-2-[3-(環氧乙烷基甲氧基)丙基]環四硅氧烷中的至少一種；
[0024] 所述抗氧劑優選型號V72-P、V73-P和V78-P中的至少一種；
[0025]所述分散劑優選型號為 8丫1(-110、8￥1(-161、8￥1(-162、8￥1(-163、8￥1(-170或1045中的 一種或至少一種。
[0026] 催化劑優選三苯基膦、甲基三辛基鱗二甲基磷酸鹽、四丁基鱗乙酸鹽、甲基三丁基 鱗二甲基磷酸鹽、芐基三苯基鱗氯化物、四丁基鱗氯化物、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙 基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑和苯并咪唑中的至少一種。
[0027]酸酐優選鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐、氫化均苯四甲酸二酐、 順丁烯二酸酐、四氫苯二甲酸酐、甲基四氫苯二甲酸酐、六氫苯二甲酸酐、甲基六氫苯二甲 酸酐、桐油酸酐、十二烯基丁二酸酐、納迪克酸酐、甲基納迪克酸酐、戊二酸酐、氫化甲基納 迪克酸酐、甲基環己烯四羧酸二酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐和1，4,5,6_四溴苯二甲酸酐中 至少一種。
[0028]上述方法制備的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。
[0029]上述含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在提高LED白光芯片落Bin率的應用，其特征 是包括如下步驟:將含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料預熱和擠壓入模腔，將發光二極管芯 片包埋，在150-170°C固化100秒-300秒，得到封裝的高落Bin率的LED白光芯片。
[0030] 本發明的優點：
[0031] 本發明的一種含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法簡單，工藝參數容易控 制，制作過程中不使用溶劑，是一種綠色環保的生產制備工藝。所得到的含有熒光粉的環氧 樹脂基塑封料儲存期長，室溫下存儲3個月后，該塑封料的封裝效果良好。為LED芯片封裝提 供了新材料和新封裝方法。尤其是是用于平面式基板上的芯片封裝，其芯片和封裝層的粘 結強，耐高低溫沖擊，耐回流焊，長時間使用不老化。
[0032] 本發明的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在芯片封裝中的應用，簡化了工藝流 程，避免了原有工藝中混膠、點膠和長時間烘烤固化等步驟，而且適用于大規模快速封裝， 可以大大地提尚生廣效率，同時提尚成品率和大幅度降低生廣成本。
[0033]實驗證明，用本發明的塑封料封裝LED芯片，其LED白光芯片落BIN率大大提高（落 BIN率大于98%)。
【附圖說明】
[0034]圖1為含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料料餅。
[0035] 圖2為使用含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料料餅對平面式基板上的芯片進行封 裝，能夠快速大規模封裝，一次可以封裝4片，每片含有990個LED芯片。
[0036] 圖3為使用含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料料餅對平面式基板上的芯片封裝照 片。
[0037] 圖4為使用含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料料餅封裝平面式基板上的芯片的國際 照明委員會(CIE)色度坐標圖，計算得到落Bin率98%。
【具體實施方式】
[0038]鋁酸鹽熒光粉G-39F2(球形平均粒徑為7.7微米，有研稀土新材料股份有限公司） [0039]鋁酸鹽熒光粉YAG-04熒光粉(球形平均粒徑為13.5微米，深圳格亮光電有限公司） [0040]鋁酸鹽熒光粉YAG-05熒光粉(球形平均粒徑為13微米，深圳格亮光電有限公司） [0041]鋁酸鹽熒光粉YG-42熒光粉(球形平均粒徑為17微米，有研稀土新材料股份有限公 司）
[0042]鋁酸鹽熒光粉0753LF/S熒光粉(球形平均粒徑為16微米，有研稀土新材料股份有 限公司）
[0043]鋁酸鹽熒光粉熒光粉YG538,球形平均粒徑為16.5微米，弘大貿易有限公司
[0044] 鋁酸鹽熒光粉SMD-A，球形平均粒徑為11微米，有研稀土新材料股份有限公司
[0045] 鋁酸鹽熒光粉(SMD-U，球形平均粒徑為9.5微米），有研稀土新材料股份有限公司 [0046]氮化物熒光粉0763L(中心粒徑為9微米，有研稀土新材料股份有限公司）
[0047]氮化物熒光粉0763PG(中心粒徑為11微米，有研稀土新材料股份有限公司）
[0048]氮化物熒光粉0764B(中心粒徑為12微米，有研稀土新材料股份有限公司）
[0049]氮化物熒光粉HR-01J2(中心粒徑為15.5微米，有研稀土新材料股份有限公司） [0050]硅酸鹽熒光粉LMS-1858，LMS-2564，LMS-2762，LMS-3560，LMS-3975，LMS-4056， LMS-4254，LMS-4453，LMS-4949，LMS-5445，LMS-5444，LMS-5544，LMS-5742，LMS-5841，LMS-5940，球形平均粒徑為10-20微米，大連路明發光科技股份有限公司
[0051 ]下面通過具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0052] 實施例1
[0053] 配方見表1(份為重量份），將雙酚A環氧樹脂和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚在130 °c，攪拌1小時；將溫度調節至100°C，加入二元醇和端羥基聚丁二烯，攪拌10分鐘；加入酸 酐，攪拌反應40分鐘，得到混合物。
[0054] 實施例2
[0055] 配方見表1(份為重量份），取雙酚A環氧樹脂和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚在180 °C，攪拌0.5小時;將溫度調節至130°C，加入二元醇和端羥基聚丁二烯，攪拌5分鐘；加入酸 酐，攪拌反應10分鐘，得到混合物。
[0056] 實施例3
[0057] 配方見表1(份為重量份），取雙酚A環氧樹脂和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚在150 °C，攪拌0.75小時;將溫度調節至110°C，加入二元醇和端羥基聚丁二烯，攪拌10分鐘；加入 酸酐，攪拌反應15分鐘，得到混合物。
[0058] 實施例4
[0059] 配方見表1(份為重量份），取雙酚A環氧樹脂和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚在160 °C，攪拌0.75小時;將溫度調節至120°C，加入二元醇和端羥基聚丁二烯，攪拌8分鐘;加入酸 酐，攪拌反應15分鐘，得到混合物。
[0060] 實施例5
[0061] 配方見表1(份為重量份），取雙酚A環氧樹脂和2，6_二叔丁基-4-甲基苯酚在170 °C，攪拌0.5小時;將溫度調節至10(TC，加入二元醇和端羥基聚丁二烯，攪拌8分鐘；加入酸 酐，攪拌反應20分鐘，得到混合物。
[0062] 實施例6
[0063] 配方見表1(份為重量份），取雙酚A環氧樹脂和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚在180 °C，攪拌0.5小時;將溫度調節至130°C，加入二元醇和端羥基聚丁二烯，攪拌5分鐘；加入酸 酐，攪拌反應40分鐘，得到混合物。
[0064] 實施例7
[0065] 配方見表1(份為重量份），取雙酚A環氧樹脂和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚在180 °C，攪拌0.5小時;將溫度調節至130°C，加入二元醇和端羥基聚丁二烯，攪拌5分鐘；加入酸 酐，攪拌反應10分鐘，得到混合物。
[0066] 實施例8
[0067] 配方見表1(份為重量份），取雙酚A環氧樹脂和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚在130 °C，攪拌0.5小時;將溫度調節至10(TC，加入二元醇和端羥基聚丁二烯，攪拌10分鐘;加入酸 酐，攪拌反應40分鐘，得到混合物。
[0068]表1按照權利要求1中步驟(1)制備的混合物(份為重量份）
[0069]
[0070] 實驗證明，分別用重量份為 100份的NPES-905L、NPES-907、NPES-909和NPES-909H 替代實施例1中的100份NPES-301，其它同實施例1，得到的混合物，可以用于制備含有熒光 粉的環氧樹脂基塑封料。
[0071] 實驗證明，分別用重量份為1份的桐油酸酐、十二烯基丁二酸酐、納迪克酸酐、甲基 納迪克酸酐、戊二酸酐、氫化甲基納迪克酸酐、甲基環己烯四羧酸二酐、聚壬二酸酐、聚癸二 酸酐和1，4,5,6_四溴苯二甲酸酐替代實施例1中的1份鄰苯二甲酸酐，其它同實施例1，得到 改性LED熒光粉，可以用于制備含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。
[0072] 實施例9
[0073] 按重量，取鋁酸鹽熒光粉(YAG-04熒光粉，球形平均粒徑為13.5微米)2份和γ-甲 基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷〇. 05份攪拌混合均勻，室溫反應0.5小時，得到改性LED熒 光粉。
[0074] 實施例10
[0075] 按重量，取鋁酸鹽熒光粉(YAG-05熒光粉，球形平均粒徑為13微米)20份和γ-甲基 丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷5份攪拌混合均勻，室溫反應2小時，得到改性LED熒光 粉。
[0076] 實施例11
[0077]按重量，取鋁酸鹽熒光粉(熒光粉YG538，球形平均粒徑為16.5微米）10份，鋁酸鹽 熒光粉(G-39F2，球形平均粒徑為7.7微米)8.5份，硅酸鹽熒光粉LMS-1858(球形平均粒徑為 10微米)0.5份，硅酸鹽熒光粉LMS-1858 (球形平均粒徑為15微米)0.5份，硅酸鹽熒光粉LMS-1858(球形平均粒徑為20微米)0.5份，和γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷2份， γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷3份，攪拌混合均勻，室溫反應1小時，得到改性LED熒 光粉。
[0078] 實施例12
[0079] 按重量，取鋁酸鹽熒光粉(YG-42熒光粉，球形平均粒徑為17微米）1份，鋁酸鹽熒光 粉(YG538,球形平均粒徑為16.5微米)1份，鋁酸鹽熒光粉(51?)-1]，球形平均粒徑為9.5微米） 5份，氮化物熒光粉(0763L，中心粒徑9微米）1份，γ-(2,3-環氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅 烷2份，β-(3，4-環氧環己基）乙基三甲氧基硅烷2份，攪拌混合均勻，室溫反應2小時，得到改 性LED熒光粉。
[0080] 實施例13
[00811按重量，取鋁酸鹽熒光粉(0753LF/S熒光粉，球形平均粒徑為16微米）10份，氮化物 熒光粉0763PG (中心粒徑為11微米）1份，氮化物熒光粉(HR-01J2熒光粉，中心粒徑為15.5微 米)0.5份，硅酸鹽熒光粉(LMS-2564,球形平均粒徑為20微米)0.5份，和3-巰丙基三甲氧基 硅烷1份，3-巰丙基三乙氧基硅烷1份，3-氨丙基三乙氧基硅烷1份，γ-氨丙基三甲氧基硅烷 1份，攪拌混合均勻，室溫反應1小時，得到改性LED熒光粉。
[0082] 實施例14
[0083] 按重量，取鋁酸鹽熒光粉(YG-42熒光粉，球形平均粒徑為17微米)5份，鋁酸鹽熒光 粉(SMD-A，球形平均粒徑為11微米)3份，氮化物熒光粉(0764B，中心粒徑為12微米)2份，硅 酸鹽熒光粉(LMS-2762,球形平均粒徑為10微米)2份，2,4,6,8_四[2-(3,4_環氧環己基乙 基）]四甲基環四硅氧烷1份，2,4,6,8_四甲基_2,4,6,8_四[3-(環氧乙烷基甲氧基)丙基]環 四硅氧烷1份，γ-(2,3-環氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷1份，攪拌混合均勻，室溫反應1小 時，得到改性LED熒光粉。
[0084] 用硅酸鹽熒光粉 LMS-3560，LMS-3975，LMS-4056，LMS-4254，LMS-4453，LMS-4949， LMS-5445，LMS-5444，LMS-5544，LMS-5742，LMS-5841，LMS-5940，球形平均粒徑為 10-20微 米，分別替代實施例13的硅酸鹽熒光粉LMS-2564熒光粉，其它同實施例13，可以分別獲得改 性LED熒光粉。
[0085] 本發明實施例9-實施例14的所用熒光粉，也可以用其他廠家的與實施例9-實施例 14中的熒光粉性質相近似的其他型號熒光粉替代，其它步驟同各自實施例，得到改性LED熒 光粉。
[0086] 實施例15
[0087] 含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法，包括如下步驟：
[0088] 按表2中重量取粘合力促進劑、抗氧劑和分散劑，與實施例1獲得的混合物、實施例 9獲得的改性LED熒光粉，調節溫度至80 °C，攪拌反應10分鐘;再調節溫度至100 °C，加入鄰苯 二甲酸酐20份，加入三苯基膦0.1份，攪拌，引發B-stage預交聯反應20分鐘，出料，冷卻，粉 碎，得到粉料;經過打餅(打餅壓力13頓，壓縮比93%)，得到含有熒光粉的環氧樹脂基塑封 料(圖1)。
[0089] 實施例16
[0090] 含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法，包括如下步驟：
[0091 ]按表2中重量取粘合力促進劑、抗氧劑和分散劑，與實施例2獲得的混合物、實施例 10獲得的改性LED熒光粉，調節溫度至80 °C，攪拌反應10分鐘;再調節溫度至100°C，加入氫 化均苯四甲酸二酐10份，四氫苯二甲酸酐10份，甲基四氫苯二甲酸酐10份，加入2-苯基咪唑 0.5份，2-乙基咪唑0.5份，攪拌，引發B-stage預交聯反應10分鐘，出料，冷卻，粉碎，得到粉 料;經過打餅(打餅壓力13頓，壓縮比95%)，得到含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。
[0092] 實施例17
[0093] 含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法，包括如下步驟：
[0094] 按表2中重量取粘合力促進劑、抗氧劑和分散劑，與實施例3獲得的混合物、實施例 11獲得的改性LED熒光粉，調節溫度至100 °C，攪拌反應10分鐘;再調節溫度至120 °C，加入六 氫苯二甲酸酐10份，甲基六氫苯二甲酸酐20份，偏苯三甲酸酐10份，加入2-乙基-4-甲基咪 P坐0.5份，四丁基鱗氯化物0.5份，苯并咪唑0.5份，2-甲基咪唑0.5份，攪拌，引發B-stage預 交聯反應5分鐘，出料，冷卻，粉碎，得到粉料;經過打餅(打餅壓力15頓，壓縮比95%)，得到 含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。
[0095] 實施例18
[0096] 含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法，包括如下步驟：
[0097] 按表2中重量取粘合力促進劑、抗氧劑和分散劑，與實施例4獲得的混合物、實施例 12獲得的改性LED熒光粉，調節溫度至100°C，攪拌反應8分鐘;再調節溫度至80°C，加入順丁 烯二酸酐10份，桐油酸酐10份，十二烯基丁二酸酐5份，納迪克酸酐5份，戊二酸酐10份，加入 四丁基鱗乙酸鹽0.5份，甲基三丁基鱗二甲基磷酸鹽0.5份，甲基三辛基鱗二甲基磷酸鹽0.5 份，攪拌，引發B-stage預交聯反應20分鐘，出料，冷卻，粉碎，得到粉料;經過打餅(打餅壓力 13頓，壓縮比93 % )，得到含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。
[0098] 實施例19
[0099] 含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法，包括如下步驟：
[0100] 按表2中重量取粘合力促進劑、抗氧劑和分散劑，與實施例5獲得的混合物、實施例 13獲得的改性LED熒光粉，調節溫度至120 °C，攪拌反應8分鐘;再調節溫度至80 °C，加入氫化 甲基納迪克酸酐5份，甲基環己烯四羧酸二酐5份，聚壬二酸酐5份，聚癸二酸酐5份，1，4,5， 6-四溴苯二甲酸酐5份，加入芐基三苯基鱗氯化物0.5份，攪拌，引發B-stage預交聯反應15 分鐘，出料，冷卻，粉碎，得到粉料;經過打餅(打餅壓力13頓，壓縮比94 % )，得到含有熒光粉 的環氧樹脂基塑封料。
[0101] 實施例20
[0102] 含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法，包括如下步驟：
[0103 ]按表2中重量取粘合力促進劑、抗氧劑和分散劑，與實施例6獲得的混合物、實施例 14獲得的改性LED熒光粉，調節溫度至120°C，攪拌反應8分鐘;再調節溫度至100°C，加入均 苯四甲酸二酐10份，四氫苯二甲酸酐10份，甲基四氫苯二甲酸酐10份，加入2-苯基咪唑0.5 份，2-乙基咪唑0.5份，攪拌，引發B-stage預交聯反應10分鐘，出料，冷卻，粉碎，得到粉料； 經過打餅(打餅壓力13頓，壓縮比95% )，得到含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。
[0104] 實施例21
[0105] 含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法，包括如下步驟：
[0106] 按表2中重量取粘合力促進劑、抗氧劑和分散劑，與實施例7獲得的混合物、實施例 11獲得的改性LED熒光粉，調節溫度至120°C，攪拌反應6分鐘;再調節溫度至100°C，加入氫 化均苯四甲酸二酐10份，四氫苯二甲酸酐10份，甲基四氫苯二甲酸酐10份，加入2-苯基咪唑 0.5份，2-乙基咪唑0.5份，攪拌，引發B-stage預交聯反應10分鐘，出料，冷卻，粉碎，得到粉 料;經過打餅(打餅壓力13頓，壓縮比95%)，得到含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。
[0107] 實施例22
[0108] 含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法，包括如下步驟：
[0109 ]按表2中重量取粘合力促進劑、抗氧劑和分散劑，與實施例8獲得的混合物、實施例 11獲得的改性LED熒光粉，調節溫度至180°C，攪拌反應5分鐘;再調節溫度至100°C，加入氫 化均苯四甲酸二酐10份，四氫苯二甲酸酐10份，甲基四氫苯二甲酸酐10份，加入2-苯基咪唑 0.5份，2-乙基咪唑0.5份，攪拌，引發B-stage預交聯反應10分鐘，出料，冷卻，粉碎，得到粉 料;經過打餅(打餅壓力13頓，壓縮比95%)，得到含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。
[0110] 實施例15-22中粘合力促進劑、抗氧劑和分散劑的重量份數按照表2。
[0111] 表2按照權利要求1中步驟(3)中粘合力促進劑、抗氧劑和分散劑的重量份數
[0112]
[0113]大量實驗結果證明在實施例1-8和實施例9-14中分別各選擇一個實施例，然后按 照實施例15的條件，可以得到含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。用其封裝LED芯片，得到高 落Bin率的LED白光芯片。
[0m] 實施例23
[0115] 將實施例15所制備的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料預熱和擠壓入模腔，將發光 二極管芯片包埋，在150°C固化300秒，得到封裝的落Bin率大于98%的LED白光芯片（圖4)。
[0116] 實施例24
[0117] 將實施例16所制備的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料預熱和擠壓入模腔，將發光 二極管芯片包埋，在170 °C固化100秒，得到封裝的落B in率大于99 %的LED白光芯片。
[0118] 實施例25
[0119] 將實施例17所制備的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料預熱和擠壓入模腔，將發光 二極管芯片包埋，在160°C固化200秒，得到封裝的落Bin率大于99%的LED白光芯片。
[0120] 實施例26
[0121] 將實施例18所制備的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料預熱和擠壓入模腔，將發光 二極管芯片包埋，在170 °C固化150秒，得到封裝的落B in率大于98 %的LED白光芯片。
[0122] 實施例27
[0123] 將實施例19所制備的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料預熱和擠壓入模腔，將發光 二極管芯片包埋，在160°C固化200秒，得到封裝的落Bin率大于98%的LED白光芯片。
[0124] 實施例28
[0125] 將實施例20所制備的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料預熱和擠壓入模腔，將發光 二極管芯片包埋，在170 °C固化150秒，得到封裝的落B in率大于98 %的LED白光芯片。
[0126] 實施例29
[0127] 將實施例21所制備的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料預熱和擠壓入模腔，將發光 二極管芯片包埋，在170 °C固化150秒，得到封裝的落B in率大于98 %的LED白光芯片。
[0128] 實施例30
[0129] 將實施例22所制備的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料預熱和擠壓入模腔，將發光 二極管芯片包埋，在170 °C固化150秒，得到封裝的落B in率大于98 %的LED白光芯片。
[0130] 實施例1-8和實施例9-14中分別各選擇一個實施例，然后按照實施例15的條件，可 以得到含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。實驗證明：將發光二極管芯片包埋，在150°C_170 。(:固化100-300秒，得到封裝的落Bin率大于98%的LED白光芯片。
[0131] 對照實驗1:在制備實施例1時，不添加粘度為10泊的端羥基聚丁二烯，其余同實施 例1。然后按照實施例15,得到對照實驗1環氧樹脂基塑封料。
[0132] 經封裝芯片測試，發現應力大，冷熱沖擊不好，有5%的芯片不能點亮，和實施例15 封裝的芯片相比較，實驗結果證明添加端羥基聚丁二烯具有增韌，提高抗沖擊作用。（在表3 中體現）
[0133] 對照實驗2:在制備含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料過程中，不使用實施例9-14制 備的改性LED熒光粉，而是使用原始LED熒光粉，所得到的對照實驗2的環氧樹脂基塑封料， 經封裝芯片測試，發現熒光粉分散不均勻，導致落Bin率低于90%。
[0134] 封裝方法評價含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在LED芯片的封裝應用性能，首先 評價操作性能，如果含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料不能對芯片包封，或者熔融粘度過大， 則操作性能不好，填充不良。這項評價結果按照：良好〉較好〉不好的順序評價。
[0135] 對熱固化評價，觀察固化是否完全，如果固化不完全，熱硬度偏低，容易粘模，評價 熱固化性能。
[0136] 對含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料封裝LED芯片外觀進行評價，通過顯微鏡觀察 評價表面光滑程度、統計分析封裝材料和芯片間有無封裝膠開裂。如果表面光滑、無開裂說 明封裝效果良好。
[0137] 對熱固化后本發明的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料封裝LED芯片經行紅墨水實 驗，煮沸24小時，評價其粘附性能。如果有紅墨水滲漏，則不合格。
[0138] 冷熱沖擊采用冷熱沖擊實驗箱，溫度范圍為-40°C~200°C，經過50個高低溫循環 后，觀察封裝樹脂和芯片是否有開裂，如果沒有就為通過。
[0139] 死燈率是指封裝后的Led芯片通電點亮，每百個芯片中不能點亮的比例為死燈率。
[0140] 封裝芯片點亮1000小時，觀察含有熒光粉的環氧樹脂封裝層的顏色變化，評價抗 黃變性能。
[0141] 實施例所制備的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料室溫下存放3個月，然后封裝芯 片，發現操作性能良好，封裝效果好，證明含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料室溫儲存性能 好。如果在_18°C冰箱儲存6個月后，發現操作性能良好，封裝效果好，證明含有熒光粉的環 氧樹脂基塑封料低溫儲存性能好。
[0142] 實驗證明：本發明的一種含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備工藝參數容易控 制，制作過程中不使用溶劑，是一種綠色環保的生產制備工藝。所得到的含有熒光粉的環氧 樹脂基塑封料儲存期長，室溫下存儲3個月后，該含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料凝膠化時 間沒有明顯變化，而且封裝效果良好。所得到的一種含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料可以 通過塑封工藝對平面式基板上的芯片封裝，得到封裝的落Bin率大于98%的LED白光芯片 (圖4)，為LED芯片封裝提供了新材料和新方法，該方法適合于大規模快速封裝（圖2,圖3)， 而且封裝芯片色溫相同，落Bin率高，相比傳統點膠工藝（點膠工藝封裝的落Bin率低于 92%)，這將大大節約成本，提高生產效率。封裝的LED芯片其芯片和封裝層的粘結強，耐高 低溫沖擊，耐回流焊，長時間使用不老化也不變黃。
[0143] 本發明的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在制備過程中，如果采用非球的鋁酸鹽 熒光粉和硅酸鹽系熒光粉，所得到的環氧樹脂基塑封料封裝芯片后，實驗結果發現熔融流 長比較球形熒光粉制備的環氧樹脂基塑封料的流長短，封裝效果略差。
[0144] 本發明的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在制備過程中，如果不加入抗氧劑，所 得到的環氧樹脂基塑封料封裝芯片后，實驗結果發現封裝芯片點亮1000小時后，容易變黃。
[0145] 本發明的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在制備過程中，如果不加入分散劑，則 封裝芯片后，發現熒光粉分布不均勻，導致落Bin率降低。
[0146] 本發明的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在制備過程中，如果催化劑含量大于2 份，發現含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料儲存期明顯縮短，而且流長明顯縮短。在封裝中， 發現塑封料快速固化，導致填充不良，不合格芯片增多。
[0147] 本發明的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在制備過程中，如果催化劑含量小于 0.1份，發現在封裝中，發現塑封料快速固化不完全，導致塑封料溢流，也有些填充不良，不 合格芯片增多。
[0148] 本發明中在80°C_120°C溫度下，引發B-stage預交聯反應5-20分鐘，必須嚴格控制 反應條件。如果溫度高于120°C或者反應時間大于20分鐘，導致含有熒光粉的環氧樹脂基塑 封料預交聯程度過高，對LED芯片封裝不完全，不合格芯片增多。如果低于反應溫度80°C或 者反應時間小于5分鐘，導致含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料預交聯程度不夠，封裝性能降 低，不合格芯片也增多。
[0149] 本發明的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在芯片封裝中的應用，簡化了工藝流 程，避免了原有工藝中混膠和點膠工藝，可以大大地提高生產效率，同時提高成品率和大幅 度降低生產成本。本發明的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在芯片封裝中，連續使用200 次，也不需要清洗模具，也不需要潤模，這實現了封裝的連續化封裝生產。
[0150] 表3含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在LED芯片的封裝應用結果表
[0151]
【主權項】
1. 含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料的制備方法，其特征是包括如下步驟： (1) 按重量，取雙酸A環氧樹脂100份和2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5-2份在130 °C -180 °C，攪拌0.5-1小時;將溫度調節至100°C-13(rC，加入二元醇10-30份和端羥基聚丁二烯1-2 份，攪拌5-10分鐘;加入酸酐1-5份，攪拌反應10-40分鐘，得到混合物； (2) 按重量，取LED熒光粉2-20份和硅烷偶聯劑0.05-5份攪拌混合均勻，室溫反應0.5-2 小時，得到改性LED熒光粉； (3) 按重量取粘合力促進劑0 · 05-3份、抗氧劑0 · 05-0 · 3份和分散劑0 · 01-0 · 5份，與步驟 (1)獲得的混合物、步驟(2)獲得的改性LED熒光粉，調節溫度至80 °C-180°C，攪拌反應5-10 分鐘；再調節溫度至80°C-12(TC，加入酸酐20-40份，加入催化劑0.1-2份，攪拌，引發B-stage預交聯反應5-20分鐘，出料，冷卻，粉碎，得到粉料;經過打餅，得到含有熒光粉的環氧 樹脂基塑封料。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征是所述雙酚A環氧樹脂型號為NPES-301、NPES-302、NPES-303、NPES-303L、NPES-304、NPES-901、NPES-902、NPES-903、NPES-904、NPES-905、 NPES-905H、NPES-905L、NPES-907、NPES-909和NPES-909H中的至少一種； 所述二元醇為乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，2-己二 醇、1，8-辛二醇和1，2-辛二醇中的至少一種； 所述端羥基聚丁二烯的粘度為10泊、100泊或220泊。3. 根據權利要求1所述的方法，其特征是所述LED熒光粉為鋁酸鹽熒光粉、氮化物熒光 粉和娃酸鹽焚光粉中的至少一種。4. 根據權利要求3所述的方法，其特征是所述鋁酸鹽熒光粉為平均粒徑7.7微米-17微 米的球形熒光粉;所述氮化物熒光粉為中心粒徑9微米-15.5微米的熒光粉;所述硅酸鹽熒 光粉為平均粒徑10微米-20微米的球形熒光粉。5. 根據權利要求1所述的方法，其特征是所述硅烷偶聯劑為γ -甲基丙烯酰氧基丙基三 甲氧基硅烷、γ -甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ -甲基丙烯酰氧基丙基甲基二 乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧）丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧）丙基甲基二甲氧 基硅烷、β-( 3,4-環氧環己基）乙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三乙氧 基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、2，4,6，8_四[2-(3,4-環氧環己 基乙基）]四甲基環四硅氧烷和2,4,6,8_四甲基_2,4,6,8_四[3-(環氧乙烷基甲氧基)丙基] 環四硅氧烷中的至少一種。6. 根據權利要求1所述的方法，其特征是所述粘合力促進劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基 三甲氧基硅烷、γ -甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ -甲基丙烯酰氧基丙基甲基 二乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧）丙基甲基二甲 氧基硅烷、β-(3,4-環氧環己基）乙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三乙 氧基硅烷、2,4,6,8_四[2-(3,4_環氧環己基乙基）]四甲基環四硅氧烷、2,4,6三[2-(3,4_環 氧環己基乙基）]四甲基環四硅氧烷、二[2-(3,4-環氧環己基乙基）]四甲基環四硅氧烷、2， 4,6,8-四甲基-[2-(3,4-環氧環己基乙基）]環四硅氧烷、2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四[3-(環氧乙烷基甲氧基)丙基]環四硅氧烷、2,4,6,8_四甲基-2-[3-(環氧乙烷基甲氧基)丙基] 環四硅氧烷中的至少一種； 所述抗氧劑型號為V72-P、V73-P和V78-P中的至少一種； 所述分散劑型號為 8￥1(-110、8￥1(-161、8￥1(-162、8￥1(-163、8￥1(-170或1045中的至少一 種。7. 根據權利要求1所述的方法，其特征是所述催化劑為三苯基膦、甲基三辛基鱗二甲基 磷酸鹽、四丁基鱗乙酸鹽、甲基三丁基鱗二甲基磷酸鹽、芐基三苯基鱗氯化物、四丁基鱗氯 化物、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑和苯并咪唑中的至少一 種。8. 根據權利要求1所述的方法，其特征是所述酸酐為鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均 苯四甲酸二酐、氫化均苯四甲酸二酐、順丁烯二酸酐、四氫苯二甲酸酐、甲基四氫苯二甲酸 酐、六氫苯二甲酸酐、甲基六氫苯二甲酸酐、桐油酸酐、十二烯基丁二酸酐、納迪克酸酐、甲 基納迪克酸酐、戊二酸酐、氫化甲基納迪克酸酐、甲基環己烯四羧酸二酐、聚壬二酸酐、聚癸 二酸酐和1，4，5，6-四溴苯二甲酸酐中至少一種。9. 權利要求1 _8之一的方法制備的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料。10. 權利要求9的含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料在提高LED白光芯片落Bin率的應用， 其特征是包括如下步驟:將含有熒光粉的環氧樹脂基塑封料預熱和擠壓入模腔，將發光二 極管芯片包埋，在150-170°C固化100秒-300秒，得到封裝的高落Bin率的LED白光芯片。
【文檔編號】H01L33/56GK106085317SQ201610408899
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】譚曉華, 單秋菊, 馮亞凱, 韓穎
【申請人】天津德高化成光電科技有限責任公司