CN107746697A - 基于cob光源用于制备白色基板的胶液及胶液的制备方法 - Google Patents

基于cob光源用于制备白色基板的胶液及胶液的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于COB光源用于制备白色基板的胶液及胶液的制备方法，基于COB光源用于制备白色基板的胶液，其特征在于包括以下组分：双酚A型二氰酸酯树脂30～50重量份、双环戊二烯环氧树脂40～50重量份、E型环氧树脂10～30重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜20～30重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉50～70重量份、氧化铝粉30～50重量份以及硅烷偶联剂3～10重量份。该胶液具有高耐热、高Tg、低CTE的特点，利用该胶液制备的白色基板品质较好。

Description

基于COB光源用于制备白色基板的胶液及胶液的制备方法
技术领域
本发明属于覆铜箔层压板技术领域，尤其涉及COB光源封装用白色覆铜箔层压板制备、制备中所采用的胶液以及胶液的制备方法。
背景技术
COB光源(Chip On Board)是将LED芯片直接贴在高反光率的镜面金属基板上的高光效集成面光源技术，是一种高功率集成面光源。由于其具有可靠性高，无死灯，无斑块、发光均匀而被照明电子产品青睐。COB光源基板制作，是将一双面PCB板经过开窗开孔，然后热压于镜面铝板上，然后将发光晶片直接贴于窗口内的镜面铝之上，镜面铝起至散热、反光之作用，PCB板为电晶片电路传输。基于芯片封装及COB较高的工作温度的要求，PCB基板必须具有高玻璃转化点温度(Tg)、高耐热以及极低的热膨胀系数性能，而且必须具有高反光率之特性。
常规的覆铜板系列中，玻璃纤维布增强的FR-4为主流材料，其玻璃转化点温度(Tg)为140℃，但因其Tg较低不能满足COB正常工作温度的要求；高Tg的FR-4基板，虽然具有较高的Tg，但膨胀系数较大，在COB封装过程以及COB发光过程中的高热作用下，都会发生尺寸稳定的衰减。这些不良因素的影响，最终都会影响COB光源的可靠性。
发明内容
本发明的第一发明目的在于提供一种适用于制备COB封装基板的高耐热、高Tg、低CTE的胶液。
本发明采用的技术方案如下：基于COB光源需求用于制备白色基板的胶液包括以下组分：双酚A型二氰酸酯树脂30～50重量份、双环戊二烯环氧树脂40～50重量份、E型环氧树脂10～30重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜20～30重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉50～70重量份、氧化铝粉30～50重量份以及硅烷偶联剂3～10重量份。
进一步的，双酚A型二氰酸酯树脂30重量份、双环戊二烯环氧树脂40重量份、E型环氧树脂30重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜30重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉50重量份、氧化铝粉50重量份以及硅烷偶联剂5重量份。
进一步的，双酚A型二氰酸酯树脂50重量份、双环戊二烯环氧树脂40重量份、E型环氧树脂10重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜30重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉70重量份、氧化铝粉30重量份以及硅烷偶联剂5重量份。
进一步的，双酚A型二氰酸酯树脂40重量份、双环戊二烯环氧树脂45重量份、E型环氧树脂15重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜25重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉70重量份、氧化铝粉30重量份以及硅烷偶联剂10重量份。
进一步的，所述金红石型钛白粉大小为0.5μm；所述氧化铝粉为5μm。
本发明的第二发明目的在于提供胶液的制备方法。
1)加入二甲基甲酰胺溶剂，常温常压下，搅拌状态下加入固化剂二胺基二苯砜，溶解至透明；
2)加入双环戊二烯环氧树脂、E型环氧树脂，常温常压下，搅拌溶解至目测透亮清澈，目测无悬浮树脂微团；引入双环类环状环氧树脂：双环环氧树脂如酯环环氧树脂不但具有高的环氧值性能，同时具有稳定的化学结构，在该复合体系中，与氰酸脂、常规E型环氧交联反应，形成高交联密度的聚合结构；由于双环环氧树脂经过固化之后，形成大量的醚键，所以改良了该聚合物的粘接性能及韧性。
3)加入双酚A型二氰酸酯树脂，常温常压下搅拌均匀；氰酸酯树脂具有高的耐热性能，以之与环氧树脂配伍，交联固化之后形成一个相互接枝嵌段的高分子互穿网络结构。
4)加入用二甲基甲酰胺溶解好的乙酰丙酮合钴，调节胶液的胶化时间为200～260s/170～171℃；采用耐热性好的芳香胺固化剂体系，提高了其耐热性能。
5)加入硅烷偶联剂,搅拌30～60min；该复合树脂固化体系具有高Tg性能、高耐热性能，因此，也具备了低的热膨胀系数CTE性能。
6)加入金红石型钛白粉、氧化铝粉，高速搅拌至混合均匀。超细钛白粉起增白做用，提高白度，同时也具有阻光作用；导热粉起到提高板材的导热系数作用，使COB光源发出的热量快速散出。无机填料具有低的CTE性能，因此，钛白粉、导热粉体材料的引入，也赋予了板材的低CTE性能。
本发明的第三发明目的在于提供采用胶液制备用于COB装配的白色基板。
1)把2116玻璃布放置于立式涂胶机上涂胶，然后放入烘箱中烘烤，烘箱温度180～200℃，烘焙时间1～3min，形成半固化片；
2)控制半固化片的胶化时间维持80～120s/170～171℃；半固化片树脂含量维持56±5％；
3)按工艺厚度要求叠合相应张数的半固化片，然后覆上电解铜箔,于热压机中压制；控制热压机压制温度190～200℃/3h，压力30～40kg/cm2，最后形成白色基板。
COB封装白色基板用覆铜板，是引入酯环环氧，交联密度高而且树脂刚性结构稳定性好，再与氰酸酯类树脂高密度交联，形成耐高温的稳定化学结构。因此，白色基板Tg大于200℃，X、Y膨胀系数为6～12ppm/℃，Z轴膨胀系数小于45ppm/℃，使白色基板具有高耐热、高Tg、低CTE的特点。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
基于COB光源用于制备白色基板的胶液包括以下组分：双酚A型二氰酸酯树脂30～50重量份、双环戊二烯环氧树脂40～50重量份、E型环氧树脂10～30重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜20～30重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉50～70重量份、氧化铝粉30～50重量份以及硅烷偶联剂3～10重量份。
所述金红石型钛白粉大小为0.5μm；所述氧化铝粉为5μm。
采用该配方能制出高耐热、高Tg、低CTE的基板的胶液。该胶液的制备过程如下：
1)加入二甲基甲酰胺溶剂，常温常压下，搅拌状态下加入固化剂二胺基二苯砜，溶解至透明；
2)加入双环戊二烯环氧树脂、E型环氧树脂，常温常压下，搅拌溶解至目测透亮清澈，目测无悬浮树脂微团；引入双环类环状环氧树脂：双环环氧树脂如酯环环氧树脂不但具有高的环氧值性能，同时具有稳定的化学结构，在该复合体系中，与氰酸脂、常规E型环氧交联反应，形成高交联密度的聚合结构；由于双环环氧树脂经过固化之后，形成大量的醚键，所以改良了该聚合物的粘接性能及韧性。
3)加入双酚A型二氰酸酯树脂，常温常压下搅拌均匀；氰酸酯树脂具有高的耐热性能，以之与环氧树脂配伍，交联固化之后形成一个相互接枝嵌段的高分子互穿网络结构。
4)加入用二甲基甲酰胺溶解好的乙酰丙酮合钴，调节胶液的胶化时间为200～260s/170～171℃；采用耐热性好的芳香胺固化剂体系，提高了其耐热性能。
5)加入硅烷偶联剂,搅拌30～60min；该复合树脂固化体系具有高Tg性能、高耐热性能，因此，也具备了低的热膨胀系数CTE性能。
6)加入金红石型钛白粉、氧化铝粉，高速搅拌至混合均匀。超细钛白粉起增白做用，提高白度，同时也具有阻光作用；导热粉起到提高板材的导热系数作用，使COB光源发出的热量快速散出。无机填料具有低的CTE性能，因此，钛白粉、导热粉体材料的引入，也赋予了板材的低CTE性能。
利用上述胶液制备用于COB光源技术的白色基板，其制备过程如下：
1)把2116玻璃布放置于立式涂胶机上涂胶，然后放入烘箱中烘烤，烘箱温度180～200℃，烘焙时间1～3min，形成半固化片；
3)控制半固化片的胶化时间维持80～120s/170～171℃；半固化片树脂含量维持56±5％；
4)按工艺厚度要求叠合相应张数的半固化片，然后覆上电解铜箔,于热压机中压制；控制热压机压制温度190～200℃/3h，压力30～40kg/cm2，最后形成白色基板。
实施例1
胶液配比：
按照上述胶液制备方法、玻璃布涂胶工艺、覆铜板压制工艺制作，白色基板特性性能指标如下：
实施例2
胶液配比：
材料名称 份数
双酚A型二氰酸酯树脂 50
双环戊二烯环氧树脂 40
E型环氧树脂 10
二甲基甲酰胺 100
二胺基二苯砜 30
乙酰丙酮合钴 0.1
金红石型钛白粉(0.5μm) 70
氧化铝粉(5μm) 30
硅烷偶联剂KH560 5
按照上述胶液制备方法、玻璃布涂胶工艺、覆铜板压制工艺制作，白色基板特性性能指标如下：
实施例3
胶液配比：
材料名称 份数
双酚A型二氰酸酯树脂 40
双环戊二烯环氧树脂 45
E型环氧树脂 15
二甲基甲酰胺 100
二胺基二苯砜 25
乙酰丙酮合钴 0.1
金红石型钛白粉(0.5μm) 70
氧化铝粉(5μm) 30
硅烷偶联剂KH560 10
按照上述胶液制备方法、玻璃布涂胶工艺、覆铜板压制工艺制作，白色基板特性性能指标如下：
综上，实例1、实例2、实例3，均达到专利技术设计的要求，综合评估，实例3制作工艺性较好，便于工艺控制。
所述胶液还存在以下配比：
一、双酚A型二氰酸酯树脂30重量份、双环戊二烯环氧树脂40重量份、E型环氧树脂10重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜20重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉50重量份、氧化铝粉30重量份以及硅烷偶联剂3重量份。
二、双酚A型二氰酸酯树脂50重量份、双环戊二烯环氧树脂50重量份、E型环氧树脂30重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜30重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉70重量份、氧化铝粉50重量份以及硅烷偶联剂10重量份。
三，双酚A型二氰酸酯树脂40重量份、双环戊二烯环氧树脂45重量份、E型环氧树脂20重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜25重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉60重量份、氧化铝粉40重量份以及硅烷偶联剂7重量份。
以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、未经创造性劳动的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。

Claims (7)

1.基于COB光源用于制备白色基板的胶液，其特征在于包括以下组分：双酚A型二氰酸酯树脂30～50重量份、双环戊二烯环氧树脂40～50重量份、E型环氧树脂10～30重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜20～30重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉50～70重量份、氧化铝粉30～50重量份以及硅烷偶联剂3～10重量份。
2.如权利要求1所述的胶液，其特征在于包括以下组分：双酚A型二氰酸酯树脂30重量份、双环戊二烯环氧树脂40重量份、E型环氧树脂30重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜30重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉50重量份、氧化铝粉50重量份以及硅烷偶联剂5重量份。
3.如权利要求1所述的胶液，其特征在于：双酚A型二氰酸酯树脂50重量份、双环戊二烯环氧树脂40重量份、E型环氧树脂10重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜30重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉70重量份、氧化铝粉30重量份以及硅烷偶联剂5重量份。
4.如权利要求1所述的胶液，其特征在于：双酚A型二氰酸酯树脂40重量份、双环戊二烯环氧树脂45重量份、E型环氧树脂15重量份、二甲基甲酰胺100重量份、二胺基二苯砜25重量份、乙酰丙酮合钴0.1重量份、金红石型钛白粉70重量份、氧化铝粉30重量份以及硅烷偶联剂10重量份。
5.如权利要求1-4任意一项所述的胶液，其特征在于：所述金红石型钛白粉大小为0.5μm；所述氧化铝粉为5μm。
6.如权利要求1-4任意一项所述胶液的制备方法，其特征在于包括步骤：
1)加入二甲基甲酰胺溶剂，常温常压下，搅拌状态下加入固化剂二胺基二苯砜，溶解至透明；
2)加入双环戊二烯环氧树脂、E型环氧树脂，常温常压下，搅拌溶解至目测透亮清澈，目测无悬浮树脂微团；
3)加入双酚A型二氰酸酯树脂，常温常压下搅拌均匀；
4)加入用二甲基甲酰胺溶解好的乙酰丙酮合钴，调节胶液的胶化时间为200～260s/170～171℃；
5)加入硅烷偶联剂,搅拌30～60min；
6)加入金红石型钛白粉、氧化铝粉，高速搅拌至混合均匀。
7.如权利要求1-4任意一项所述白色基板的制备方法，其特征在于包括步骤：1)把2116玻璃布放置于立式涂胶机上涂胶，然后放入烘箱中烘烤，烘箱温度180～200℃，烘焙时间1～3min，形成半固化片；
2)控制半固化片的胶化时间维持80～120s/170～171℃；半固化片树脂含量维持56±5％；
3)按工艺厚度要求叠合相应张数的半固化片，然后覆上电解铜箔,于热压机中压制；控制热压机压制温度190～200℃/3h，压力30～40kg/cm2，最后形成白色基板。
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