CN109536124A - 一种零挥发份常温储存的高粘接性led固晶胶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种零挥发份常温储存的高粘接性LED固晶胶，其原料组成按重量份计包括：甲基乙烯基硅树脂70～80份，增韧剂5～7份，交联剂‑1 6～9份，交联剂‑2 2～3份，交联剂‑3 6～9份，粘接剂3～5份，抑制剂0.8～1.0份，催化剂0.3份，白炭黑1.5份。本发明制备的固晶胶具有零挥发的优点，适应各种品质的芯片，常温即可储存，省去了回温的麻烦及时间，同时有优异的粘接性。

Description

一种零挥发份常温储存的高粘接性LED固晶胶

技术领域

本发明涉及一种单组分绝缘触变型有机硅固晶胶，特别是涉及一种零挥发份、常温储存、高粘接性的有机硅固晶胶，属于新型LED有机硅胶黏剂领域。

技术背景

随着LED行业的加速发展，使得LED产品中使用的胶水需求量大幅度增长。固晶胶就是其中的一小部分，虽然用胶量只占了不足1％，但是却起着关键的作用，而且市场价格相当高，利润空间也是最大的。

目前，国内外生产LED的企业一直在更新换代产品线，对使用的胶水性能也在不断变化，同时由于成本的压力，生产LED产品的各原材料均在控制成本，这使得原料质量逐渐降低，LED芯片就是其中之一，生产工艺的改变导致电极极易吸附小分子、尘埃等杂质；为了生产工艺的改进及降本，需要常温下储存的固晶胶；同时高粘接性也一直是客户最主要的要求性能。国内外暂时还没有产品能够达到要求。

发明内容

本发明的目的在于解决上述产品问题，满足客户需求，特提供一种零挥发份常温储存的高粘接性LED固晶胶。该固晶胶具有零挥发，适应各种品质的芯片，常温即可储存，省去了回温的麻烦及时间，同时有优异的粘接性。

为实现本发明所提出的的优良性能，有如下技术方案：

一种零挥发份常温储存的高粘接性LED固晶胶，其原料组成按重量份计如下：

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述甲基乙烯基硅树脂如结构式(1)：

(Me₃SiO_0.5)_a(ViMe₂SiO_0.5)_b(Me₂SiO)_c(ViMeSiO)_d(SiO₂) (1)

其中，a＝0.9～1.1，b＝0.12～0.22.，c＝0.25～0.35,d＝0.05～0.15,a+b+c+d＝1.4～1.7；

采用上一步的有益效果是：MDQ型树脂为主体，既保证了主体的交联强度，同时D链节上引入了Vi基团，使韧性和强度进一步提高；本树脂为自合成，其经过优化的合成工艺及分子蒸馏除小分子，使得原料的分子量分布在1.05，原料的挥发份控制在了0％(200℃时)，降低了芯片污染问题的出现。

进一步，所述增韧剂为甲基乙烯基硅油，端、侧均含有乙烯基，且为至少含有3个乙烯基的有机聚硅氧烷，其结构式如(2)：

其中，R₁为-Vi；R₂为-Vi或-Me，25≤n₁≤30，1≤n₂≤5。

进一步，上述增韧剂的粘度粘度为200mPa.s，乙烯基含量为3.5～4.5wt％，并经过分子蒸馏工艺处理。

采用上一步的有益效果：引入多乙烯基硅油，不仅保证了强度不发生变化，处理后的硅油，在200℃下无挥发份；还进一步提高了固晶胶的韧性，避免了胶水固化后以及老化后出现开裂现象。

进一步，所述交联剂-1为线型甲基含氢聚硅氧烷，含氢量为0.1wt％，粘度为50mPa.s，所述交联剂为端氢键。具体结构式如(3)

其中，m＝25。

进一步，所述交联剂-2为甲基含氢聚硅氧烷，含氢量为1.0～1.5wt％，粘度为10～50mPa.s，所述交联剂为端、侧含氢键。具体结构式如(4)

其中，K为-H或-Me，10≥p₁≥0，15≥p₂≥9。

进一步，所述交联剂-3为甲基含氢硅树脂，含氢量为1.0～1.5wt％，粘度为15～40mPa.s，所述交联剂为MQ型含氢硅树脂。具体结构式如下：

(Me₃SiO_0.5)_a(HMe₂SiO_0.5)_b(SiO₂) (5)

其中，a＝0.6～0.9，b＝1.1～1.4，a+b＝1.5～2.0。

进一步，上述交联剂-1、交联剂-2、交联剂-3均是经过分子蒸馏工艺精细化处理，同时添加比例要始终保持如下重量比：

(交联剂-1/交联剂-2/交联剂-3)＝(3/1/3)。

采用上一步的有益效果：既保证交联结构的强度，又保证了产品的韧性不受原料性能及比例变化带来的影响，同时经过处理的原料在200℃时挥发份为0％，消除了产品固化过程中小分子挥发对电极污染的可能性。

进一步，上述粘接剂为结构式(6)

采用上一步的有益效果是：有效提高了固晶胶对各种基材的粘接性，保证了芯片不发生位移；同时存在的乙烯基参与到基础交联中，消除了其在产品固化中挥发掉的可能性，进一步达到零挥发份的目的。

进一步，所述抑制剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷。

采用上述抑制剂的有益效果是：此种抑制剂属于反应型抑制剂，添加到体系中后，乙烯基可以参与到基础反应中，不仅对产品有一定补强作用，而且不会挥发产生小分子，进而消除了对电极污染的可能性。

进一步，所述催化剂应该选择胶囊型铂催化剂，铂含量在5000ppm。

采用上述催化剂的有益效果是：使得胶水可以常温下储存，无需冷冻，同时一旦达到温度就马上流出，促进反应进行。

进一步，所述白炭黑为R-974。

具体实施方式

以下结合具体的实施例对本发明中的原理和特征进行描述，所举实例只是为了对本发明进一步的解释说明，并非用来限定本发明的范围。

本发明根据LED行业客户所用的测试标准进行测试，具体过程如下：

1、粘接性测试

(1)在25℃下，使用全自动固晶机将本发明中的固晶胶点胶到2835LED空支架上(表面镀银)，所使用的蓝宝石芯片尺寸为11*18mil，每个样品点胶一板(即576个灯珠)；

(2)在25℃下，使用手动点胶机将本发明中的固晶胶点到玻璃、陶瓷板上，采用2*2mm蓝宝石芯片，每个样品点30颗；

(3)采用程序烘箱固化，室温下25min升至160℃，160℃保温2h固化；

(4)固化程序结束后，烘箱温度降到120℃左右，取出实验支架，在25℃环境下冷却1h；

(5)使用英国Dage4000推力机进行推力测试(即粘接性)，测试25℃；

(5)每个条件下测试30个数据，取平均值，并记录。

2、挥发份测试

使用TGA设备，按照如下程序设置升温：

25℃经过30min升温到160℃，160℃保温2h

记录程序结束后的热失重。

实施例1

称取如结构式(1)的甲基乙烯基硅树脂74g，其中a＝1.0，b＝0.2，c＝0.3，d＝0.1，a+b+c+d＝1.6；如结构式(2)的增韧剂6g，粘度为200mPa.s，乙烯基含量为4.0wt％；如结构式(3)的交联剂-1重量为2.5g，粘度为50mPa.s，含氢量为0.1wt％；如结构式(4)的交联剂-2重量为7.5g，粘度为20mPa.s，含氢量为1.45wt％；如结构式(5)的交联剂-3重量为7.5g，粘度为25mPa.s，其中a＝0.7，b＝1.2，a+b＝1.9；如结构式(6)的粘接剂4g；抑制剂四甲基四乙烯基环四硅氧烷0.8g；依次加入上述原料，混合均匀后，将胶体温度降低到室温，加入1.5g气相法白炭黑R974，混合均匀降低至室温；再加入铂含量为5000ppm胶囊型铂催化剂0.3g，再次混合均匀，即可得到固晶胶，成品固晶胶常温下密封储藏，使用前无需回温，直接使用。

实施例2

称取如结构式(1)的甲基乙烯基硅树脂76g，其中a＝0.9，b＝0.22，c＝0.35，d＝0.05，a+b+c+d＝1.52；如结构式(2)的增韧剂5g，粘度为200mPa.s，乙烯基含量为3.5wt％；如结构式(3)的交联剂-1重量为2g，粘度为50mPa.s，含氢量为0.1wt％；如结构式(4)的交联剂-2重量为6g，粘度为15mPa.s，含氢量为1.3wt％；如结构式(5)的交联剂-3重量为6g，粘度为35mPa.s，其中a＝0.6，b＝1.4，a+b＝2.0；如结构式(6)的粘接剂3g；抑制剂四甲基四乙烯基环四硅氧烷0.9g；依次加入上述原料，混合均匀后，将胶体温度降低到室温，加入1.5g气相法白炭黑R974，混合均匀降低至室温；再加入铂含量为5000ppm胶囊型铂催化剂0.3g，再次混合均匀，即可得到有机硅固晶胶，成品固晶胶常温下密封储藏，使用前无需回温，直接使用。

实施例3

称取如结构式(1)的甲基乙烯基硅树脂80g，其中a＝1.1，b＝0.15，c＝0.25，d＝0.15，a+b+c+d＝1.65；如结构式(2)的增韧剂7g，粘度为200mPa.s，乙烯基含量为4.5wt％；如结构式(3)的交联剂-1重量为3g，粘度为50mPa.s，含氢量为0.1wt％；如结构式(4)的交联剂-2重量为9g，粘度为30mPa.s，含氢量为1.1wt％；如结构式(5)的交联剂-3重量为9g，粘度为15mPa.s，其中a＝0.8，b＝1.1，a+b＝1.9；如结构式(6)的粘接剂5g；抑制剂四甲基四乙烯基环四硅氧烷1.0g；依次加入上述原料，混合均匀后，将胶体温度降低到室温，加入1.5g气相法白炭黑R974，混合均匀降低至室温；再加入铂含量为5000ppm胶囊型铂催化剂0.3g，再次混合均匀，即可得到有机硅固晶胶，成品固晶胶常温下密封储藏，使用前无需回温，直接使用。

对比实施例1

称取如结构式(1)的甲基乙烯基硅树脂74g，其中a＝1.0，b＝0.2，c＝0.3，d＝0.1，a+b+c+d＝1.6；如结构式(2)的增韧剂6g，粘度为200mPa.s，乙烯基含量为4.0wt％；如结构式(3)的交联剂-1重量为2.5g，粘度为50mPa.s，含氢量为0.1wt％；如结构式(4)的交联剂-2重量为7.5g，粘度为20mPa.s，含氢量为1.45wt％；如结构式(5)的交联剂-3重量为7.5g，粘度为25mPa.s，其中a＝0.7，b＝1.2，a+b＝1.9；偶联剂KH-560重量为4g；抑制剂四甲基四乙烯基环四硅氧烷0.8g；依次加入上述原料，混合均匀后，将胶体温度降低到室温，加入1.5g气相法白炭黑R974，混合均匀降低至室温；再加入铂含量为5000ppm胶囊型铂催化剂0.3g，再次混合均匀，即可得到固晶胶，成品固晶胶常温下密封储藏，使用前无需回温，直接使用。

对比例1的组分与实施例1的组分相比较，使用的是偶联剂KH-560。

对比实施例2

称取如结构式(1)的甲基乙烯基硅树脂74g，其中a＝1.0，b＝0.2，c＝0.3，d＝0.1，a+b+c+d＝1.6；如结构式(2)的增韧剂6g，粘度为200mPa.s，乙烯基含量为4.0wt％；如结构式(3)的交联剂-1重量为2.5g，粘度为50mPa.s，含氢量为0.1wt％；如结构式(4)的交联剂-2重量为7.5g，粘度为20mPa.s，含氢量为1.45wt％；如结构式(5)的交联剂-3重量为7.5g，粘度为25mPa.s，其中a＝0.7，b＝1.2，a+b＝1.9；如结构式(6)的粘接剂4g；抑制剂1乙炔基1环己醇0.5g；依次加入上述原料，混合均匀后，将胶体温度降低到室温，加入1.5g气相法白炭黑R974，混合均匀降低至室温，再加入铂含量为5000ppm铂—乙烯基硅氧烷配合物0.3g，再次混合均匀，即可得到有机硅固晶胶，成品固晶胶需在-20℃环境下密封储藏，使用前需在25℃下回温90分钟，回温过程中需隔绝湿气。

对比例2的组分与实施例1的组分相比较，对比例的基础原料未用分子蒸馏工艺处理，并且抑制剂为添加型，催化剂不是胶囊型。

对比实施例3

选取市场上主流的一款进口产品作为对比。

实施例1-3及对比例1-2的性能参数测试结果如下表：

通过实施例1与对比例1、对比例3比较，配方中加入新型粘接剂，其对不同基材的粘接力明显提高，并超过进口产品；

实施例1与对比例2比较，使用反应型抑制剂及胶囊催化剂，并将基础原料处理后，挥发份在使用过程中可以降到0％。

实施例1、2、3与对比例1、2、3对比，本发明中的产品无需低温储存，且使用时也无需回温。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不是用于限制本发明范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均已该包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种零挥发份常温储存的高粘接性LED固晶胶，其特征在于，其原料组成按重量份计如下：

所述交联剂-1为线型甲基含氢聚硅氧烷，含氢量为0.1wt％，粘度为50mPa.s，结构式如(3)：

其中，m＝25；

所述交联剂-2为甲基含氢聚硅氧烷，含氢量为1.0～1.5wt％，粘度为10～50mPa.s，结构式如(4)

其中，K为-H或-Me，10≥p₁≥0，15≥p₂≥9；

所述交联剂-3为甲基含氢硅树脂，含氢量为1.0～1.5wt％，粘度为15～40mPa.s，结构式如(5)：

(Me₃SiO_0.5)_a(HMe₂SiO_0.5)_b(SiO₂) (5)

其中，a＝0.6～0.9，b＝1.1～1.4，a+b＝1.5～2.0；

上述交联剂-1、交联剂-2、交联剂-3要始终保持如下重量比例：

(交联剂-1/交联剂-2/交联剂-3)＝(3/1/3)。

2.根据权利1所述的高粘接性LED固晶胶，其特征在于，所述甲基乙烯基硅树脂结构式为：(Me₃SiO_0.5)_a(ViMe₂SiO_0.5)_b(Me₂SiO)_c(ViMeSiO)_d(SiO₂) (1)

其中，a＝0.9～1.1，b＝0.12～0.22.，c＝0.25～0.35,d＝0.05～0.15,a+b+c+d＝1.4～1.7。

3.根据权利1所述的高粘接性LED固晶胶，其特征在于，所述增韧剂为甲基乙烯基硅油，端、侧均含有乙烯基，且为至少含有3个乙烯基的有机聚硅氧烷，其结构式如(2)：

其中，R₁为-Vi；R₂为-Vi或-Me，25≤n₁≤30，1≤n₂≤5。

4.根据权利1所述的高粘接性LED固晶胶，其特征在于，粘接剂为结构式(6)

5.根据权利1所述的高粘接性LED固晶胶，其特征在于，所述抑制剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷；所述催化剂为胶囊型铂催化剂，铂含量在5000ppm。