CN103937159A - 一种led封装用高性能耐热环氧树脂复合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物，涉及LED封装领域。该LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物由A胶和B胶按照1:1比例混合而成；A胶由下述组分按照以下质量百分比组成：双酚A型环氧树脂94.3%-99.8%，消泡剂0.2%-0.5%，增韧剂0%-5.0%，纳米填料0%-0.2%；B胶由下述组分按照以下质量百分比组成：酸酐类固化剂98.4%-98.9%，促进剂1.0%-1.5%，脱模剂0.1%。本发明在双酚A型环氧树脂中加入多官能团活性增韧剂，提升交联密度，同时在双酚A型环氧树脂中引入苯环、萘环等分子结构，提升其耐热性能，添加纳米填料，使得其耐热性和透光率有所改善。

Description

一种LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物

技术领域

本发明涉及LED封装领域，尤其涉及一种LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物。

背景技术

封装是把构成电器件的各元件按要求合理布置、连接并与环境隔离，以防止水分、尘埃及有害气体对电子元件的侵入，防止外力损伤和稳定元件参数。环氧树脂封装材料是应用最广泛的一种，目前国内使用的环氧树脂封装材料种类很多。在LED封装领域中，中低档环氧封装体系中使用得最多的树脂就是双酚A型环氧树脂，固化剂则有甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐等透明酸酐类物质。

双酚A型环氧树脂酸酐固化物对金属和非金属都有很好的粘结效果，固化物有很强的耐化学腐蚀性、力学强度很高、电绝缘性好、耐腐蚀等，但其普遍存在耐热性能差、韧性差、耐冲击性能差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于解决目前LED封装用环氧树脂复合物耐热性能差、韧性差和耐冲击性能差的问题，提供一种LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物，该LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物具有良好的耐热性能、韧性以及耐冲击性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物由A胶和B胶按照1:1比例混合而成；

A胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

双酚A型环氧树脂          94.3%-99.8%

消泡剂                    0.2%-0.5%

增韧剂                    0%-5.0%

纳米填料                  0%-0.2%

B胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

酸酐类固化剂              98.4%-98.9%

促进剂                    1.0-1.5%

脱模剂                    0.1%。

特别的，所述消泡剂为改性聚醚改性聚硅氧烷类物质。

特别的，所述聚醚改性聚硅氧烷类物质为德谦5300。

特别的，所述增韧剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚或者间苯二酚二缩水甘油醚中的一种或几种。

特别的，所述纳米填料为经过KH550或者KH560硅烷偶联剂表面处理的纳米二氧化硅或者纳米氧化镁。

特别的，所述酸酐类固化剂为甲基四氢苯酐或者甲基六氢苯酐。

特别的，所述促进剂为季铵盐类物质。

特别的，所述季铵盐类物质为四乙基溴化铵或者四丁基溴化铵。

特别的，所述脱模剂改性聚硅氧烷类物质。

特别的，所述改性聚硅氧烷类物质为德谦Levaslip879。

本发明的有益效果：

1．   加入多官能团活性增韧剂，提升交联密度，耐热性提升，同时耐冲击性能也能保持不变或有所提升；

2．   引入苯环、萘环等分子结构到环氧复合物的体系当中，能有效直接地提升其耐热性能；

3．   添加经过表面处理的纳米材料，耐热性和收缩率有所改善，热膨胀系数降低。特别是纳米氧化镁，对产品的透光率也有一定的提升；

4．   配方生产工艺难度和产品成本提升小，产品性能得到一定改善，适应市场竞争。

具体实施方式

以下对本发明做进一步的说明，本实施例仅代表一种或几种最佳实施方式，不应该构成对本发明的限制。

实施例1：本发明提供的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物由A胶和B胶按照1:1比例混合而成；

A胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

双酚A型E51环氧树脂      99.8%

德谦5300                  0.2%

B胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

甲基六氢苯酐              98.4%

四乙基溴化铵              1.5%

德谦Levaslip879           0.1%。

LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物先在125℃烘烤固化1h，再在135℃烘烤固化6h，得到LED环氧封装产品。

实验结果表明，产品能通过-40/100℃冷热冲击6回，260℃回流焊3回的测试，DSC测试Tg点为135.24℃，导热系数为0.207w/（m·k），透光率为86%。

实施例2：本发明提供的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物由A胶和B胶按照1:1比例混合而成；

A胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

双酚A型E51环氧树脂      94.5%

德谦5300                  0.5%

丙三醇三缩水甘油醚        3.0%

聚丙二醇二缩水甘油醚      2.0%

B胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

甲基六氢苯酐              98.9%

四乙基溴化铵              1.0%

德谦Levaslip879           0.1%。

LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物先在125℃烘烤固化1h，再在135℃烘烤固化6h，得到LED环氧封装产品。

实验结果表明，产品能通过-40/100℃冷热冲击10回，265℃回流焊3回的测试，DSC测试Tg点实施例1的135.24℃上升至137.81℃，导热系数为0.207w/（m·k），透光率为86%。说明添加丙三醇三缩水甘油醚和聚丙二醇二缩水甘油醚使LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物的交联密度有一定提升，耐热性增加，并且韧性和耐冲击性能也得到改善。

实施例3：本发明提供的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物由A胶和B胶按照1:1比例混合而成；

A胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

双酚A型E51环氧树脂      96.5%

德谦5300                  0.5%

间苯二酚二缩水甘油醚      3.0%

B胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

甲基六氢苯酐              98.9%

四乙基溴化铵              1.0%

德谦Levaslip879           0.1%。

LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物先在125℃烘烤固化1h，再在135℃烘烤固化6h，得到LED环氧封装产品。

实验结果表明，产品能通过-40/100℃冷热冲击8回，270℃回流焊3回的测试，DSC测试Tg点从实施例1的135.24℃上升至136.28℃，导热系数为0.207w/（m·k），透光率为86%。说明通过添加间苯二酚二缩水甘油醚直接在LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物中引入苯环，耐热性有所提高，而耐冲击性能方面基本不变，但是产品易变黄。

实施例4：本发明提供的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物由A胶和B胶按照1:1比例混合而成；

A胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

双酚A型E51环氧树脂            99.3%

德谦5300                        0.5%

纳米氧化镁（KH560表面处理）     0.2%

B胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

甲基六氢苯酐              98.9%

四乙基溴化铵              1.0%

德谦Levaslip879           0.1%。

LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物先在125℃烘烤固化1h，再在135℃烘烤固化6h，得到LED环氧封装产品。

实验结果表明，产品能通过-40/100℃冷热冲击7回，270℃回流焊3回的测试，DSC测试Tg点为135.41℃，导热系数从实施例1的0.207 w/（m·k）上升至0.223 w/（m·k），透光率为从实施例1的86%上升至88%。说明添加纳米氧化镁填料，能有效地增加材料的耐热性能和导热系数，透光率也有所上升。

实施例5：本发明提供的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物由A胶和B胶按照1:1比例混合而成；

A胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

双酚A型E51环氧树脂           95.3%

德谦5300                       0.5%

丙三醇三缩水甘油醚             3.0%

间苯二酚二缩水甘油醚           1.0%

纳米氧化镁（KH560表面处理）    0.2%

B胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

甲基六氢苯酐                   98.9%

四乙基溴化铵                   1.0%

德谦Levaslip879                0.1%。

LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物先在125℃烘烤固化1h，再在135℃烘烤固化6h，得到LED环氧封装产品。

实验结果表明，产品能通过-40/100℃冷热冲击10回，270℃回流焊3回的测试，DSC测试Tg点为137.06℃，导热系数从实施例1的0.207 w/（m·k）上升至0.221 w/（m·k），透光率从实施例1的86%上升至88%。

实施例5在LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物中同时添加丙三醇三缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚和经KH560表面处理的纳米氧化镁，在提高交联密度的同时引入苯环结构，LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物的韧性和耐冲击性能与实施例1和实施例4相比有所提高；耐热性、导热性能与实施例1相比提升明显，透光率也有所上升，耐黄变性能比实施例3有所改善。

表一为实施例1至实施例5的配方归纳。

表一：实施例1至实施例5的配方

 表二为实施例1至实施例5的测试结果归纳。

表二：实施例1至实施例5的测试结果

从表二可以看出，实施例2、实施例3和实施例5的Tg比实施例1和实施例3的Tg要高，说明添加了多官能团活性增韧剂能够提高LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物的Tg，提升了交联密度，耐热性有所提升，另外实施例2和实施例5中添加了丙三醇三缩水甘油醚，能够通过10回的-40/100℃冷热冲击测试，说明提高了LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物的耐冲击性能；实施例4至实施例5的透光率和导热系数大于实施例1至实施例3的透光率和导热系数，说明添加纳米氧化镁能够提高透光率和导热性能；实施例3至实施例5的回流焊测试温度比实施例1和实施例2要高，说明将苯环结构引入LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物或者添加纳米氧化镁，可以提高耐热性。实施例5的各项测试结果的数值都比较高，因此在LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物中同时引入苯环结构、添加多官能团活性增韧剂和纳米填料可以有效的提高复合物的耐热性能、韧性、透光率、导热性能以及耐冲击性能。

Claims (10)

1.一种LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物，其特征在于：该LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物由A胶和B胶按照1:1比例混合而成；

A胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

双酚A型环氧树脂          94.3%-99.8%

消泡剂                             0.2%-0.5%

增韧剂                             0%-5.0%

纳米填料                         0%-0.2%

B胶由下述组分按照以下质量百分比组成：

酸酐类固化剂              98.4%-98.9%

促进剂                        1.0%-1.5%

脱模剂                        0.1%。

2.根据权利要求1所述的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物，其特征在于：所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷类物质。

3.根据权利要求2所述的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物，其特征在于：所述聚醚改性聚硅氧烷类物质为德谦5300。

4.根据权利要求1所述的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物，其特征在于：所述增韧剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚或者间苯二酚二缩水甘油醚中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物，其特征在于：所述纳米填料为经过KH550或者KH560硅烷偶联剂表面处理的纳米二氧化硅或者纳米氧化镁。

6.根据权利要求1所述的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物，其特征在于：所述酸酐类固化剂为甲基四氢苯酐或者甲基六氢苯酐。

7.根据权利要求1所述的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物，其特征在于：所述促进剂为季铵盐类物质。

8.根据权利要求7所述的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物，其特征在于：所述季铵盐类物质为四乙基溴化铵或者四丁基溴化铵。

9.根据权利要求1所述的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物，其特征在于：所述脱模剂改性聚硅氧烷类物质。

10.根据权利要求9所述的LED封装用高性能耐热环氧树脂复合物，其特征在于：所述改性聚硅氧烷类物质为德谦Levaslip879。