CN105860900A - 一种led显示屏用复合陶瓷微粉填充改性的高导热环氧灌封胶 - Google Patents

一种led显示屏用复合陶瓷微粉填充改性的高导热环氧灌封胶 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种LED显示屏用复合陶瓷微粉填充改性的高导热环氧灌封胶，这种灌封胶将陶瓷微粉经稀土氧化物‑钛铝复合偶联剂表面偶联预处理，再将其与聚氨酯预聚体混合反应，最终得到兼具无机物与有机物综合性能的复合填料，其具有良好的分散性和结合性，改善了传统纳米填料易团聚的缺陷，其与环氧树脂、氟硅树脂以及膨胀石墨、多孔泡沫铝微粉复配后得到具有更高导热系数的复合灌封胶，其固化后膜层坚韧抗污，储热散热速度快，有效的保护了LED芯片，灯具的发光性能更佳，其在大功率LED显示屏封装方面显示出良好的应用前景。

Description

一种LED显示屏用复合陶瓷微粉填充改性的高导热环氧灌 封胶
技术领域
本发明涉及LED灌封胶技术领域，尤其涉及一种LED显示屏用复合陶瓷微粉填充改性的高导热环氧灌封胶。
背景技术
LED显示屏是将发光二极管通过组装，构成点阵模块，从而实现大面积的显示功能，在日常生活中得到广泛的应用。目前LED显示屏逐步向更高亮度、更长寿命、更好的发光均匀性和稳定性方面发展，这无疑要求芯片集成化、高功率化，随着芯片技术的日益成熟，芯片的性能能基本满足使用需求，与此相应的封装技术的要求也越来越高。众所周知，封装效果直接影响到LED芯片的使用性能和寿命，市场的发展对封装技术提出了更高要求。
灌封胶常用于电子元件导热、粘接、密封、灌封以及涂覆保护等等，主要起到防潮、防尘、防腐、防震以及提高模块的稳定性等功效。目前应用较多的为环氧树脂类灌封胶，环氧类灌封胶在应用时最大的缺陷就是导热性差、粘度大，降低了器件的使用寿命。为了适用市场需要，很有必要对传统的环氧树脂灌封胶进行改性处理，以期获得令人满意的封装效果。《LED用环氧树脂灌封胶的研究》一文以双酚A环氧树脂作为主体材料，用聚氨酯作为增韧剂，使用低粘度的混合胺类固化剂和环氧活性稀释剂，制备得到了黏度小、透光性好、力学性能佳的产品，然而这类改性环氧类灌封胶导热效果差，不够环保；《ZnO在Al2O3/导热环氧树脂灌封胶中的应用研究》一文利用导热无机填料对环氧树脂进行改性处理，在一定程度上提升了环氧树脂的导热性，然而其力学性能却有下降趋势，粘度变大。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种LED显示屏用复合陶瓷微粉填充改性的高导热环氧灌封胶。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种LED显示屏用复合陶瓷微粉填充改性的高导热环氧灌封胶，其特征在于，该封装胶由以下重量份的原料制得：双酚A环氧树脂30-50、氟硅树脂10-20、膨胀石墨0.1-0.5、稀土-聚氨酯预聚体改性陶瓷微粉30-50、500-800目多孔泡沫铝微粉4-5、稀释剂CYH-277 5-15、固化剂20-80、抗氧剂0.1-0.5、紫外光稳定剂0.01-0.05、紫外光吸收剂0.01-0.05。
所述的稀土-聚氨酯预聚体改性陶瓷微粉由以下原料制备得到：聚醚多元醇10-20、二苯基甲烷二异氰酸酯5-10、二乙醇胺适量、800-1000目陶瓷微粉40-50、铝酸酯偶联剂1-2、钛酸酯偶联剂1-1.5、稀土氧化物0.5-0.6、二丁基二月桂酸锡0.1-0.2。
制备方法为：
（1）将聚醚多元醇投入反应容器中，在氮气氛围下加热脱除水分，随后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在80-90℃条件下混合反应6-8h。
（2）将铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、稀土氧化物一起加入反应容器中，搅拌混合均匀后加热至120-130℃，混合反应4-5h，所得产物与陶瓷微粉混合分散研磨2-3h，随后将其投入步骤（1）反应容器中，降低体系温度至60-70℃，加入二丁基二月桂酸锡，混合研磨反应2-3h后滴加二乙醇胺，继续研磨反应1-1.5h后降温出料，即得所述的稀土-聚氨酯预聚体改性陶瓷微粉。
所述的固化剂为甲基六氢苯酐、甲基四氢苯酐中的一种。
该灌封胶的使用方法为：先将双酚A环氧树脂、氟硅树脂、稀土-聚氨酯预聚体改性陶瓷微粉以及其它剩余物料一起混合搅拌均匀，随后再加入固化剂，边加边搅拌，添加完毕后混合物料加热至70-80℃，所得胶液经真空脱泡处理后注入待封装的LED模具中，自然预固化4.5h后取出预封装的LED，置于真空干燥箱中，加热至90-100℃，恒温固化7h后即得灌封好的LED。
本发明将陶瓷微粉经稀土氧化物-钛铝复合偶联剂表面偶联预处理，再将其与聚氨酯预聚体混合反应，最终得到兼具无机物与有机物综合性能的复合填料，其具有良好的分散性和结合性，改善了传统纳米填料易团聚的缺陷，其与环氧树脂、氟硅树脂以及膨胀石墨、多孔泡沫铝微粉复配后得到具有更高导热系数的复合灌封胶，其固化后膜层坚韧抗污，储热散热速度快，有效的保护了LED芯片，灯具的发光性能更佳，其在大功率LED显示屏封装方面显示出良好的应用前景。
具体实施方式
该实施例的灌封胶由以下重量份的原料制得：双酚A环氧树脂40、氟硅树脂15、膨胀石墨0.2、稀土-聚氨酯预聚体改性陶瓷微粉40、800目多孔泡沫铝微粉4.5、稀释剂CYH-277 10、甲基六氢苯酐60、抗氧剂0.2、紫外光稳定剂0.02、紫外光吸收剂0.02。
其中稀土-聚氨酯预聚体改性陶瓷微粉由以下原料制备得到：聚醚多元醇15、二苯基甲烷二异氰酸酯8、二乙醇胺适量、1000目陶瓷微粉45、铝酸酯偶联剂1.5、钛酸酯偶联剂1.2、稀土氧化物0.5、二丁基二月桂酸锡0.1。
制备方法为：
（1）将聚醚多元醇投入反应容器中，在氮气氛围下加热脱除水分，随后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在80-90℃条件下混合反应7h。
（2）将铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、稀土氧化物一起加入反应容器中，搅拌混合均匀后加热至120-130℃，混合反应4.5h，所得产物与陶瓷微粉混合分散研磨2.5h，随后将其投入步骤（1）反应容器中，降低体系温度至60-70℃，加入二丁基二月桂酸锡，混合研磨反应2.5h后滴加二乙醇胺，继续研磨反应1.2h后降温出料，即得所述的稀土-聚氨酯预聚体改性陶瓷微粉。
该灌封胶的使用方法为：先将双酚A环氧树脂、氟硅树脂、稀土-聚氨酯预聚体改性陶瓷微粉以及其它剩余物料一起混合搅拌均匀，随后再加入固化剂，边加边搅拌，添加完毕后混合物料加热至70-80℃，所得胶液经真空脱泡处理后注入待封装的LED模具中，自然预固化4.5h后取出预封装的LED，置于真空干燥箱中，加热至90-100℃，恒温固化7h后即得灌封好的LED。
该灌封胶的性能测试结果如下：
检测项目 检测结果
热导率（W.m-1.k-1） 0.68
断裂伸长率(%) 27.4
拉伸强度(MPa) 9.5
热膨胀系数 0.32
吸水率 0.15

Claims (4)

1.一种LED显示屏用复合陶瓷微粉填充改性的高导热环氧灌封胶，其特征在于，该封装胶由以下重量份的原料制得：双酚A环氧树脂30-50、氟硅树脂10-20、膨胀石墨0.1-0.5、稀土-聚氨酯预聚体改性陶瓷微粉30-50、500-800目多孔泡沫铝微粉4-5、稀释剂CYH-277 5-15、固化剂20-80、抗氧剂0.1-0.5、紫外光稳定剂0.01-0.05、紫外光吸收剂0.01-0.05。
2.如权利要求1所述的一种LED显示屏用复合陶瓷微粉填充改性的高导热环氧灌封胶，其特征在于，所述的稀土-聚氨酯预聚体改性陶瓷微粉由以下原料制备得到：聚醚多元醇10-20、二苯基甲烷二异氰酸酯5-10、二乙醇胺适量、800-1000目陶瓷微粉40-50、铝酸酯偶联剂1-2、钛酸酯偶联剂1-1.5、稀土氧化物0.5-0.6、二丁基二月桂酸锡0.1-0.2；
制备方法为：
（1）将聚醚多元醇投入反应容器中，在氮气氛围下加热脱除水分，随后加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在80-90℃条件下混合反应6-8h；
（2）将铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、稀土氧化物一起加入反应容器中，搅拌混合均匀后加热至120-130℃，混合反应4-5h，所得产物与陶瓷微粉混合分散研磨2-3h，随后将其投入步骤（1）反应容器中，降低体系温度至60-70℃，加入二丁基二月桂酸锡，混合研磨反应2-3h后滴加二乙醇胺，继续研磨反应1-1.5h后降温出料，即得所述的稀土-聚氨酯预聚体改性陶瓷微粉。
3.如权利要求1所述的一种LED显示屏用复合陶瓷微粉填充改性的高导热环氧灌封胶，其特征在于，所述的固化剂为甲基六氢苯酐、甲基四氢苯酐中的一种。
4.如权利要求1所述的一种LED显示屏用复合陶瓷微粉填充改性的高导热环氧灌封胶的使用方法为：先将双酚A环氧树脂、氟硅树脂、稀土-聚氨酯预聚体改性陶瓷微粉以及其它剩余物料一起混合搅拌均匀，随后再加入固化剂，边加边搅拌，添加完毕后混合物料加热至60-80℃，所得胶液经真空脱泡处理后注入待封装的LED模具中，自然预固化4-5h后取出预封装的LED，置于真空干燥箱中，加热至80-100℃，恒温固化5-8h后即得灌封好的LED。
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