CN101692473A

CN101692473A - 光固化发光二极管封装料

Info

Publication number: CN101692473A
Application number: CN200910167605A
Authority: CN
Inventors: 周建文; 赵小宏; 周玉国
Original assignee: ZHONGLAN CHENGUANG CHEMICAL INSTITUTE Co Ltd
Current assignee: China Bluestar Chengrand Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: CN101692473B

Abstract

本发明涉及一种以不饱和聚酯树脂为主体的单组分光固化封装料，其原料按重量份组成为：不饱和聚酯树脂30-90、交联单体0-40、增韧剂0-30、光敏引发剂0.2-10、脱模剂0.01-2、光散射剂0-10，其中，不饱和聚酯树脂由二元醇或三元醇或四元醇与二元酸反应而制备；或者选自市售品191、196、199、307、189或311型不饱和聚酯树脂。本发明封装料使用前不需混胶，直接注入到模具中，不存在适用期的问题，也不会从外界引入气泡。这种单组份光固化封装料在模具中从传送带进入光固化机，在紫外光照射下，于数秒至数十秒内迅速固化并从传送带另一端出来，直接脱模即可。本发明大大提高了LED封装生产效率，既节能，还有效降低了生产成本及原材料成本，特别适用于大规模流水线生产。

Description

光固化发光二极管封装料

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(简称LED)封装料，尤其是一种以不饱和聚酯树脂为主体的单组分光固化封装料。

背景技术

目前LED封装料主要采用的是环氧树脂体系，它是以液体环氧树脂为主体树脂，芳香族酸酐作为固化剂的AB两组分体系。使用前需先将AB组分混合均匀，通过静置或真空脱泡，除去气泡后进行浇注封装，然后再经过高温(如120～130℃)30～60min初步固化才脱模，取出后还需进行后固化(125℃/30～240min)。也有的采用室温固化体系，选用液体环氧树脂为主体树脂，多元胺为固化体系。该封装料也需要使用前进行混合、静置或真空脱泡，然后再经过室温数小时固化。

不难看出，以上双组份LED封装料体系存在以下几方面的缺陷：

1)AB组分需要混合，如果配比不准确将会导致固化物性能下降；同时由于AB组分从混合后即开始发生反应，因而存在一定的适用期。当超过适用期混合的胶液，其粘度将会上升乃至发生凝胶，进而导致无法使用，造成浪费。

2)AB组分混胶过程中需要搅拌混合均匀，在此过程中会将外界的空气带入到胶液中，因此必须在后序步骤通过静置排泡或真空脱泡除去气泡，否则会影响固化物电性能。

3)LED封装料注入到模具中需经过数十分钟至数小时的时间进行固化，然后再脱模。其生产效率低，且长时间占用模具使模具利用率降低，增加了模具使用成本。

4)固化通常需在高温下进行。高温固化会浪费更多的能源消耗，也增加了生产成本。

5)固化通常分为两步。封装料在模具中初固化后脱模，取出后还需进行数小时时间的后固化让固化进行彻底。

6)环氧树脂为主体树脂，酸酐体系为固化剂，原料成本较高。

发明内容

针对上述缺陷，本发明旨在提供一种以不饱和聚酯树脂为主体的单组分光固化封装料。该封装料使用前不需混胶，直接注入到模具中，在紫外光照射下即可迅速固化，直接脱模。从而极大提高了生产效率，同时还节省能源，降低了原材料成本。

本发明是通过实施如下的技术方案来实现本发明目的的。

光固化发光二极管封装料，其特征在于原料按重量份组成为：

不饱和聚酯树脂 30-90

交联单体 0-40

增韧剂 0-30

光敏引发剂 0.2-10

脱模剂 0.01-2

光散射剂 0-10

将上述原料搅拌混合均匀，装入黑色塑料桶室温储存即得封装料成品。

其中，不饱和聚酯树脂为主体材料，可由二元醇、三元醇或四元醇与二元酸反应而制备。

所述二元酸为不饱和二元酸或酸酐，碳原子数4-100，最佳为4-40；二元酸也可包含部分饱和二元酸或酸酐，碳原子数4-200，最佳为4-60。

例如，不饱和二元酸(酸酐)可从顺丁烯二酸、反丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、衣康酸、宁康酸或氯代顺丁烯二酸中选择一种或几种使用；

饱和二元酸(酸酐)则可从苯酐、邻苯二甲酸、己二酸、四氯邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、纳迪克酸酐、四氢苯二甲酸、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐或四溴苯酐等中选择一种或几种使用。

所述二元醇、三元醇或四元醇选自乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃、丙三醇、双酚A、氢化双酚A、三羟甲基丙烷或季戊四醇等。

所述不饱和聚酯树脂也可选择市售品，例如191、196、199、307、189或311等不饱和聚酯树脂。

所述交联单体具有降低树脂粘度的作用，可以是单官能、双官能及多官能的丙烯酸酯单体，烷氧化丙烯酸酯单体或烯丙基醚类单体；例如可以选用丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸β-羟乙酯、二缩三二乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸β-羟乙酯、乙烯基甲苯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸羟乙酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯等。

所述增韧剂为具有提高封装料韧性作用的添加剂，如液体橡胶；或者是含柔性链段的高分子聚合物，如聚酯树脂、端羧基聚醚改性环氧树脂等。例如可选用市售品CH-BF，QS-BE，CMP-410等。

所述光敏引发剂可以是安息香醚类、二苯甲酮衍生物、苯偶酰缩酮或酮胺混合物等自由基型引发剂，阳离子型引发剂，大分子光引发剂，水基光引发剂或可见光引发剂等。例如安息香乙醚、1173、184、TPO、651、369、二苯甲酮、819等。

所述脱模剂可以是含聚硅氧烷的聚合物本体或溶液，也可以是非硅类的聚合物体系；例如可选择L-315，3200，6500或BYK-333等。

所述光散射剂用于封装的LED产生光散射。可选用市售品SA-101等。

本发明中用到的一些原料名称、商品名对照详见表一。其中一些原料，不同供应商有不同的代号。

本发明所选用的原料并不局限于例示的制造商，或者制造商的牌号、型号，且同一制造商不同批次的商品也并不会对封装料产品的性能产生影响。

本发明的优点在于：

本发明封装料为单组份，使用前不需混胶，直接注入到模具中，不存在适用期的问题，也不会从外界引入气泡。这种单组份光固化封装料在模具中从传送带进入光固化机，在紫外光照射下，于数秒至数十秒内迅速固化并从传送带另一端出来，直接脱模即可。本发明大大提高了LED封装生产效率，既节能，还有效降低了生产成本及原材料成本，特别适用于大规模流水线生产。

表一本发明原料的具体名称、来源及性能特点等

耀华-----秦皇岛耀华玻璃钢厂

亚邦----江苏亚邦涂料股份有限公司

牧山-----成都市牧山树脂厂

天津合成-----天津合成材料厂

巨星----天津巨星化工材料有限公司

东方----北京东方化工股份有限公司

长兴-----台湾长兴化工有限公司

沙多玛-----沙多玛(Sartomer)化学有限公司(美国)

天骄-----天津市天骄化工有限公司

新宇-----长沙新宇化工实业有限公司

华钛-----常州华钛股份有限公司

汽巴-----瑞士汽巴精化公司(瑞士)

德谦-----德谦企业有限公司(台湾)

楠本-----楠本化成(Disparlon)株式会社(日本)

晨光-----中蓝晨光化工研究院有限公司

奇士-----北京金岛奇士材料科技有限公司

清明-----温州清明化工厂

毕克-----毕克(BYK)化学公司(德国)

具体实施方式

实施例1

在装有回流冷凝器和蒸馏装置的三口反应瓶中依次加入丙二醇128.5克，一缩二乙二醇63.1克，邻苯二甲酸酐100.0克，顺丁烯二酸酐132.5克。首先采用回流装置，开启搅拌，逐步升温，温度达140～180℃时反应约3～6小时，至酸值小于40改用蒸馏装置，减压脱除低沸物。得到不饱和树脂A。

取上述不饱和树脂A，按下述重量份的原料配制光固化发光二极管封装料：

不饱和树脂A 60.70

CH-BF 5.00

苯乙烯 15.00

SR506 15.00

L-315 0.30

184 4.00

先将184加入到苯乙烯中，溶解均匀后加入余料，然后再搅拌混合均匀，所得胶液装入黑色塑料桶室温储存。使用时将胶液注入到透明的LED模具中，进入光固化机传送带进行光固化。固化后从模具中取出即可。

实施例2

按下述重量份的原料配制光固化发光二极管封装料：

199 65.00

ST 29.50

3200 0.50

1173 5.00

将上述组分搅拌混合均匀，装入黑色塑料桶室温储存。使用时将胶液注入到透明的LED模具中，进入光固化机传送带进行光固化。固化后从模具中取出即可。耐热性好。

实施例3

按下述重量份的原料配制光固化发光二极管封装料：

191 79.00

AA 2.00

TPGDA 10.00

HEA 5.20

1173 3.00

369 0.50

DS-230 0.30

将上述组分搅拌混合均匀，装入黑色塑料桶室温储存。按照与实施例1相同的方法固化、脱模。通用型，低成本。

实施例4

按下述重量份的原料配制光固化发光二极管封装料：

961 75.00

HDDA 11.25

MHEA 4.50

SA-101 5.00

BP 3.50

651 0.50

BYK 333 0.25

将上述组分搅拌混合均匀，装入黑色塑料桶室温储存。按照与实施例1相同的方法固化、脱模。阻燃。

实施例5

按下述重量份的原料配制光固化发光二极管封装料：

M-2 71.80

QS-BE 5.00

IBOA 15.00

TPGDA 4.00

1173 3.50

TPO 0.50

L-315 0.20

将上述组分搅拌混合均匀，装入黑色塑料桶室温储存。按照与实施例1相同的方法固化、脱模。耐水佳。

实施例6

按下述重量份的原料配制光固化发光二极管封装料：

3301 78.00

HDDA 12.50

PET3A 6.00

1173 3.00

6500 0.50

上述组分搅拌混合均匀，装入黑色塑料桶室温储存。按照与实施例1相同的方法固化、脱模。耐腐蚀性好。

实施例7

按下述重量份的原料配制光固化发光二极管封装料：

196 89.70

HDDA 7.00

1173 3.00

3200 0.30

上述组分搅拌混合均匀，装入黑色塑料桶室温储存。按照与实施例1相同的方法固化、脱模。韧性好。

对比例1

A组分

环氧树脂R-140 45.00

CMP-410 2.50

1，6-己二醇二缩水甘油醚 2.50

B组分

甲基六氢苯酐(MHHPA) 47.25

双酚A 2.50

苄基二甲胺 0.25

其中环氧树脂R-140为日本三井化工株式会社的产品。

A组分加热至80℃反应约60min出料；

B组分中甲基六氢苯酐和双酚A加热至80℃反应2h，冷至60℃，加入苄基二甲胺，混匀出料；

使用时将A、B组分按100∶100混合均匀，抽真空脱泡。注入到LED模具中。放入加热炉，130℃/45min，取出脱模，再130℃/2h后固化。

对比例2(市售品，中山市小榄镇盈兴树脂厂)

YX-900-1A(环氧树脂组分) 50.00

YX-900-1B(固化剂组分) 50.00

混合配比(重量比)A∶B＝100∶100，25℃适用用时间：6/h，固化条件：125～130℃/30～45min脱模。超出范围可能会出现难脱模现象。后固化化时间125℃/15min。

对比例3(市售品，中山市小榄镇盈兴树脂厂)

YX-730A(环氧树脂组分) 60.00

YX-730B(固化剂组分) 40.00

室温固化无色透明型封装料，混合配比(重量比)A∶B＝100∶30～50。使用时间：25℃/35～45min，固化条件25℃/6～8h。

对比例4(市售品，石家庄利鼎电子材料有限公司)

700A(环氧树脂组分) 50.00

700B(固化剂组分) 50.00

先将700A组分加热至50℃，再与700B组分按A∶B＝100∶100的比例混合均匀，进入真空系统脱泡，然后进行封装。适用期(45℃)3.5小时，120-130℃/40min脱模，120℃/4～5h后续固化。

对比例5(市售品，宁波越峰电器配件有限公司)

G-6000A(环氧树脂组分) 50.00

G-6000B(固化剂组分) 50.00

混合配比(重量比)A∶B＝100∶100；适用期(25℃)4h；固化条件：120～125℃/40～60min脱模；后续固化时间140℃/5h。

本发明与对比例相比，结果见下表：

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	对比例5
	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	对比例5	组分数	1	1	1	1	1	1	2	2	2	2	2
是否需要配胶工序	不需	不需	不需	不需	不需	不需	需要	需要	需要	需要	需要	组分数	1	1	1	1	1	1	2	2	2	2	2
是否需要配胶工序	不需	不需	不需	不需	不需	不需	需要	需要	需要	需要	需要	适用期，h	不限	不限	不限	不限	不限	不限	6	6	0.7	3.5	4
初固化温度(℃)	-	-	-	-	-	-	130	130	-	120	120	适用期，h	不限	不限	不限	不限	不限	不限	6	6	0.7	3.5	4

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	对比例5
	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	对比例5	初固化时间时间(min)	-	-	-	-	-	-	45	45	-	40	60
固化温度(℃)	室温	室温	室温	室温	室温	室温	130	125	室温	120	140	初固化时间时间(min)	-	-	-	-	-	-	45	45	-	40	60
固化温度(℃)	室温	室温	室温	室温	室温	室温	130	125	室温	120	140	固化时间(min)	0.1	0.1	0.1	0.1	0.2	0.2	120	15	480	300	300
成本	低	低	低	低	低	低	较高	较高	较高	较高	较高	固化时间(min)	0.1	0.1	0.1	0.1	0.2	0.2	120	15	480	300	300
成本	低	低	低	低	低	低	较高	较高	较高	较高	较高	单灯固化工艺占用模具时间(min)	0.1	0.1	0.1	0.1	0.2	0.2	165	60	480	340	360

本发明与对比例相比，采用单组分取代双组份，不用单独脱泡，不需配胶，具有使用方便的特点，且适用期不受限制。固化速度可大幅度提高，从而提高了生产效率；不需加热，降低了能耗；采用价廉的不饱和树脂取代环氧树脂，降低了原料成本。

Claims

1.光固化发光二极管封装料，其特征在于原料按重量份组成为：

不饱和聚酯树脂 30-90

交联单体 0-40

增韧剂 0-30

光敏引发剂 0.2-10

脱模剂 0.01-2

光散射剂 0-10

将上述组分搅拌混合均匀，装入黑色塑料桶室温储存即得封装料成品；

其中，不饱和聚酯树脂由二元醇或三元醇或四元醇与二元酸反应而制备；或者选自市售品191、196、199、307、189或311不饱和聚酯树脂。

2.根据权利要求1所述的光固化发光二极管封装料，其特征在于所述二元酸为不饱和二元酸或酸酐，其碳原子数为4-100。

3.根据权利要求1所述的光固化发光二极管封装料，其特征在于所述二元酸包含碳原子数为4-200的饱和二元酸或酸酐。

4.根据权利要求1或2所述的光固化发光二极管封装料，其特征在于所述不饱和二元酸或酸酐选自顺丁烯二酸、反丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、衣康酸、宁康酸或氯代顺丁烯二酸中的一种或一种以上的物质；

5.根据权利要求1或3所述的光固化发光二极管封装料，其特征在于所述饱和二元酸或酸酐选自苯酐、邻苯二甲酸、己二酸、四氯邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、纳迪克酸酐、四氢苯二甲酸、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐或四溴苯酐等中的一种或一种以上的物质。

6.根据权利要求1所述的光固化发光二极管封装料，其特征在于所述交联单体选用丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸B-羟乙酯、二缩三二乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸B-羟乙酯、乙烯基甲苯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸羟乙酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯。

7.根据权利要求1所述的光固化发光二极管封装料，其特征在于所述增韧剂为液体橡胶或者是含柔性链段的高分子聚合物。

8.根据权利要求1所述的光固化发光二极管封装料，其特征在于所述光敏引发剂选自安息香乙醚、1173、184、TPO、651、369、二苯甲酮或819。

9.根据权利要求1所述的光固化发光二极管封装料，其特征在于所述脱模剂选择MAL-3，3200或BYK-333。

10.根据权利要求1所述的光固化发光二极管封装料，其特征在于所述光散射剂选自市售产品SA-101。