CN105860919A - 一种提高led出光效率的固晶胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高LED出光效率的固晶胶，包括以下质量百分比的组分硅胶主体剂35‑45％，硅胶固化剂35‑45％、荧光粉9.7‑29％及抗沉剂0.3‑3％。本发明采用荧光粉制得的固晶胶不仅使得COB封装后亮度提高1‑3％，还改善了固晶胶的导热状况。另外本发明的制备方法简单，成本低，适用方便。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装的技术领域，尤其涉及一种提高LED出光效率的固晶胶及其制备方法。
背景技术
在LED封装行业，目前固晶胶主要有以环氧为基底的银胶、白胶、硅树脂胶三类。银胶的优点是导热率高，导热好，缺点是银以银粉粒子添加到环氧树脂中时候，不具有高反射性，反而对光有吸收吸收比较大，且银粉粒径越小，对光的吸收越大，导致亮度低；此外，以环氧树脂作为基底的银胶，因在LED点亮过程中因高温高于环氧树脂的玻璃化温度而出现软化膨胀，银粉之间的间隙增大，导致银胶的导热性能减少。而作为导热性介于硅树脂与银胶之间的白胶，虽然相比于透明硅树脂导热性提高，但缺点是反射率低，容易吸收光造成光损失，用白胶固晶时候LED的光通量降低1-3％。而硅树脂固晶后是透明的，因为没有任何添加剂，导热系数只有0.6W/mK，其优点是不会造成LED的光吸收损失，但缺点是导热性能极差。有鉴于此，本发明人研究和设计了一种提高LED出光效率的固晶胶，本案由此产生。
发明内容
基于上述问题，为了改善现有固晶胶的综合性能，本发明的目的在于提供一种提高LED出光效率的固晶胶及其制备方法，以提高固晶胶导热性，改善其反射吸收性能，提高LED出光效率。
对此，本发明提供了一种提高LED出光效率的固晶胶，包括以下质量百分比的组分：OE-6351A(硅胶主体剂)35-45％，OE-6351B(硅胶固化剂)35-45％、荧光粉9.7-29％及抗沉剂0.3-1％。
此技术方案中的OE-6351A/B、荧光粉、抗沉剂是LED行业常用的封装材料。荧光粉优选但不仅限于YAG。由于荧光粉的特性是，将吸收的蓝光部分转换成黄绿光，部分被吸收损失转换成热，在实验中发明人意外地发现将荧光粉添加到固晶胶中可改善LED的导热性和光取出性能，提高LED的出光效率。
作为本发明的进一步改进，OE-6351A(硅胶主体剂)40.75％，OE-6351B(硅胶固化剂)40.7541％，荧光粉18％及抗沉剂0.5％。
作为本发明的进一步改进，所述抗沉剂为疏水性气相二氧化硅，比表面积为100-200m2/g。
亲水性气相二氧化硅是二氧化硅颗粒表面具有羟基等亲水性基团，疏水性气相二氧化硅是表面的羟基被有机基团所取代，发明人在实验中发现，疏水性气相二氧化硅抗沉效果优于亲水性气相二氧化硅，有效地使荧光粉在保持固晶胶体系中的均匀性和稳定性。本发明进一步优选但不仅限于比表面积为100-200m2/g气相二氧化硅，由于比表面积越低，抗沉降效果越差，而比表面积越高，气相二氧化硅化硅越难于分散，
作为本发明的进一步改进，包括以下步骤：将OE-6351A、OE-6351B按1：1混合，加入抗沉剂，混合搅拌研磨后加入荧光粉，充分搅拌，真空脱泡得到所述固晶胶。
作为本发明的进一步改进，所述荧光粉在添加前采用硅烷偶联剂进行表面处理，按质量百分比为1：(0.5-2)：(1-5)：(15-25)的比例称取硅烷偶联剂、去离子水、荧光粉、无水乙醇，先将称取的无水乙醇放入烧杯中，磁力搅拌，加入硅烷偶联剂、水，加入盐酸调整溶液PH值为3.0-5.0，加热,升温至60℃，搅拌15-30min,加入荧光粉，加热搅拌2-6h，过滤后，用无水乙醇清洗1-2次，再用去离子水清洗2-3次，再将得到的固体在100-120℃下，真空干燥2-6h，制得经表面处理过的荧光粉。
由于荧光粉添加到硅胶中，因不同物质的混合产生相容性的问题，出现界面结合不紧密的问题，通过偶联剂对荧光粉表面进行，增加荧光粉与硅胶的结合性，减少界面热值。
作为本发明的进一步改进，所述硅烷偶联剂为乙烯基类硅烷偶联剂。
作为本发明的进一步改进，所述乙烯基类硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：
1.用含有荧光粉的固晶胶封装的COB，封装后亮度提高1-3％，荧光粉本身具有一定的导热率，添加后可改善固晶胶导热状况。
2.荧光粉经过表面处理后，与有机硅的相容性好，分散性好，可避免其团聚和沉淀，减少了抗沉淀剂，保证了荧光粉分布的均匀性及使用过程中稳定性。
3.原材料容易取得，方便调配，降低成本。
具体实施方式
实施例1
按质量百分比称取质量比为1:1硅胶主体剂OE-6351A45％、固化剂OE-6351B 45％、YAG荧光粉9.7％、抗沉剂0.3％。
将称取得OE-6351A、OE-6351B混合，加入比表面积为100-150m2/g的抗沉剂疏水性气相二氧化硅，混合搅拌均匀，在剪切速率为800-1000r/min的三辊机中研磨1-2min,在研磨后的混合物中加入YAG荧光粉，充分搅拌，真空脱泡得到所述固晶胶。
实施例2
按偶联剂：水：荧光粉：无水乙醇质量比为1：1.5：2.5：20，称取乙烯基三乙氧基硅烷、去离子水、YAG荧光粉、无水乙醇，将上述称取的无水乙醇加入到100mL烧杯中，磁力搅拌，加入上述称取乙烯基三乙氧基硅烷、水，盐酸调整溶液PH值为3.0-5.0，加热,升温至60℃，磁力搅拌30min,搅拌中缓慢加入将铝酸盐荧光粉YAG-04，加热搅拌4h，将得到溶液的过滤，用无水乙醇清洗1-2次，再用去离子水清洗2-3次，再将得到的固体在120℃下，在真空烤箱中干燥4h，制得经表面处理过的YAG荧光粉。
按质量百分比称取质量比为1:1硅胶主体剂OE-6351A45％、固化剂OE-6351B 45％、上述表面处理过的YAG荧光粉9.7％、抗沉剂0.5％。按照以下方法制备固晶胶。
固晶胶制备方法同实施例1.
实施例3
与实施2不同的是固晶胶的质量百分比为硅胶主体剂OE-6351A40.75％、硅胶固化剂OE-6351B40.75％、表面处理过的YAG荧光粉18％、抗沉剂0.5％。
实施例4
按偶联剂：水：荧光粉：无水乙醇质量比为1：1.5：2.5：20，称取乙烯基三乙氧基硅烷、去离子水、YAG荧光粉、无水乙醇，将上述称取的无水乙醇加入到100mL烧杯中，磁力搅拌，加入上述称取乙烯基三乙氧基硅烷、水，盐酸调整溶液PH值为3.0-5.0，加热,升温至60℃，磁力搅拌30min,搅拌中缓慢加入将铝酸盐荧光粉YAG-04，加热搅拌4h，将得到溶液的过滤，用无水乙醇清洗1-2次，再用去离子水清洗2-3次，再将得到的固体在120℃下，在真空烤箱中干燥4h，制得经表面处理过的YAG荧光粉。
按质量百分比称取质量比为1:1的双组分聚硅氧烷OE-6351A37.25％、OE-6351B 37.25％、上述制得YAG荧光粉25％、抗沉剂0.5％，按以下方法制备固晶胶。
在室温下，将A、B双组分聚硅氧烷混合，加入比表面积为200m2/g的抗沉剂疏水性气相二氧化硅，混合搅拌均匀，在剪切速率为2500r/min的三辊机中研磨1-2min,在研磨后的混合物中加入YAG荧光粉，充分搅拌，真空脱泡得到所述固晶胶。
实施例5
按偶联剂：水：荧光粉：无水乙醇质量比为1：2：5：25，称取乙烯基三乙氧基硅烷、去离子水、YAG荧光粉、无水乙醇，将上述称取的无水乙醇加入到100mL烧杯中，磁力搅拌，加入上述称取乙烯基三乙氧基硅烷、水，盐酸调整溶液PH值为3.0-5.0，加热,升温至60℃，磁力搅拌30min,搅拌中缓慢加入将铝酸盐荧光粉YAG-04，加热搅拌6h，将得到溶液的过滤，用无水乙醇清洗1-2次，再用去离子水清洗2-3次，再将得到的固体在120℃下，在真空烤箱中干燥6h，制得经表面处理过的YAG荧光粉。
按质量百分比称取质量比为1:1的双组分聚硅氧烷OE-6351A 35％、OE-6351B 35％、上述制得YAG荧光粉29.5％、抗沉剂0.5％，按以下方法制备固晶胶。
在室温下，将A、B双组分聚硅氧烷混合，加入比表面积为200m2/g的抗沉剂疏水性气相二氧化硅，混合搅拌均匀，在剪切速率为2000-2500r/min的三辊机中研磨2min,在研磨后的混合物中加入YAG荧光粉，充分搅拌，真空脱泡得到所述固晶胶。
实施例6
与实施例5不同的是固晶胶按质量百分比称取质量比为1:1的双组分聚硅氧烷OE-6351A40.5％、OE-6351B 40.5％、表面处理的YAG荧光粉18％、抗沉剂1％。
实施例7
与实施例6不同的是固晶胶按质量百分比称取质量比为1:1的双组分聚硅氧烷OE-6351A40％、OE-6351B 40％、表面处理的YAG荧光粉18％、抗沉剂2％。
对比实施例1
按质量百分比称取质量比为1:1硅胶主体剂OE-6351A41％、固化剂OE-6351B 41％、YAG荧光粉18％，按以下方法制备固晶胶。
将称取得OE-6351A、OE-6351B混合，加入荧光粉，加入YAG荧光粉，充分搅拌，真空脱泡得到固晶胶。
对比实施例2
按质量百分比称取质量比为1:1硅胶主体剂OE-6351A50％、固化剂OE-6351B 50％，充分搅拌，真空脱泡得到固晶胶。
将上述实施例1-6以及对比实施例1-2固晶胶装入针管中，放入冰箱冷藏进行对比观察，并取实施例1-6以及对比实施例1-2固晶胶，采用同一亮度档芯片，在13*13铝基板上固晶、焊线，然后封胶，固化成，每款固晶胶取10pcs用相同电流测试亮度，并取其平均值，1pcs热值测试，结果详见表1。
表1实施例1-6以及对比实施例1-2固晶胶封装后的效果对比
如表1所述，采用本发明技术方案的固晶胶流动性好，可低温储存，还可以使得COB封装后亮度提高1-3％，并改善固晶胶的导热状况。
本领域的普通技术人员能从本发明公开内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种提高LED出光效率的固晶胶，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：硅胶主体剂35-45％，硅胶固化剂35-45％、荧光粉9.7-29％及抗沉剂0.3-3％。
2.如权利要求1所述的一种提高LED出光效率的固晶胶，其特征在于：硅胶主体剂40.75％，硅胶固化剂40.75％，荧光粉18％及抗沉剂0.5％。
3.如权利要求1所述的一种提高LED出光效率的固晶胶，其特征在于：所述抗沉剂为疏水性气相二氧化硅，比表面积为100-200m2/g。
4.一种如权利要求1所述提高LED出光效率的固晶胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将硅胶主体剂及硅胶固化剂按1：1混合，加入抗沉剂，混合搅拌研磨后加入荧光粉，充分搅拌，真空脱泡得到所述固晶胶。
5.如权利要求4所述一种提高LED出光效率的固晶胶的制备方法，其特征在于：所述荧光粉在添加前采用硅烷偶联剂进行表面处理，按质量百分比为1：(0.5-2)：(1-5)：(15-25)的比例称取硅烷偶联剂、去离子水、荧光粉、无水乙醇，先将称取的无水乙醇放入烧杯中，磁力搅拌，加入硅烷偶联剂、水，加入盐酸调整溶液PH值为3.0-5.0，加热,升温至60℃，搅拌15-30min,加入荧光粉，加热搅拌2-6h，过滤后，用无水乙醇清洗1-2次，再用去离子水清洗2-3次，再将得到的固体在100-120℃下，真空干燥2-6h，制得经表面处理过的荧光粉。
6.如权利要求5所述一种提高LED出光效率的固晶胶的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基类硅烷偶联剂。
7.如权利要求6所述一种提高LED出光效率的固晶胶的制备法，其特征在于：所述乙烯基类硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
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