CN111423835B - 一种cob电子封装胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子封装胶技术领域,具体涉及一种COB电子封装胶,其特征在于由A组分和B组分组成,按重量计,A组分的组成为双酚A型环氧树脂100份、稀释剂3‑8份、填料80‑120份、促进剂5‑15份、光扩散粉0.1‑0.5份、黑颜料0.001份;B组分的组成为酸酐80‑100份、增韧剂3‑10份。本发明的有益效果在于:(1)采用离子液体组合物作为促进剂,在提高固化效率的同时,体系还具有较高的韧性;(2)通过填料体系的有效级配,提高了封装胶体的硬度;(3)通过酸酐类固化剂和增韧剂的有效组合,使胶体封装时不但可以保持适中的固化速度,且固化后收缩较小,翘曲率低,吸湿率低。
Description
技术领域
本发明属于电子封装胶技术领域,具体涉及一种COB电子封装胶水及其制备方法。
背景技术
LED作为绿色、节能光源虽然在这几年得到大力发展,但其光电转换效率低,大部分的电能被转换成为热能。随着LED功率的提高,其发热量也逐渐增大,如果产生的热量不能及时地散发将极大地影响LED的正常工作,缩短其使用寿命。
COB(Chips on Board,板上芯片封装),是为了解决LED散热问题的一种技术。相比直插式和SMD其特点是节约空间、简化封装作业,具有高效的热管理方式。该技术是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上,然后进行引线键合实现其电器连接。如果裸芯片直接暴露在空气中,易受污染或人为损坏,影响或破坏芯片功能,于是就用胶把芯片和键合引线包封起来。人们也称这种封装形式为软包封。
目前COB灌胶工艺中采用的封装胶水透明度差、翘曲率高、线性膨胀系数大,影响与PCB板的结合包覆能力。因此需开发一种新型封装胶与PCB板具有坚固的结合力,在外力的作用下不会损伤LED,并且防外力碰撞能力突出。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明提供一种COB电子封装胶水,所述封装胶水是双组分环氧树脂封装胶,具有粘度低、玻璃化转变温度高、使用翘曲率低等优点,具体研究方案如下:
一种COB电子封装胶,其特征在于由A组分和B组分组成,按重量计,A组分的组成为双酚A型环氧树脂100份、稀释剂3-8份、填料80-120份、促进剂5-15份、光扩散粉0.1-0.5份、黑颜料0.001份;B组分的组成为酸酐80-100份、增韧剂3-10份;使用时A组分与B组分的混合比例为2:1。
所述双酚A环氧树脂优选双酚A二缩水甘油醚(DGEBA),其氯含量小于1000ppm;
所述稀释剂优选丁基缩水甘油醚,氯含量小于300ppm。
由于双酚A二缩水甘油醚与丁基缩水甘油醚的制备原料为环氧氯丙烷,如环氧氯丙烷含量较高,其中的氯元素在光热的作用下会使胶体黄变,老化影响其使用寿命,降低透光率;
所述填料主要由硅微粉组成,其重量配比为8.06μm的硅微粉80份,4.54μm的硅微粉19.7份;通过对硅微粉的粒度级配可以较好的改善胶体的硬度;使用时需先对硅微粉进行表面改性;
所述促进剂为离子液体组合物,组成为1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑双氟甲磺酰亚胺盐按摩尔比1:1混合制成;该组合物含有一种阳离子1-羟乙-3-甲基咪唑,两种阴离子四氟硼酸根和双氟甲磺酰亚胺,通过阴阳离子的协同,一方面通过离子效应提高了环氧树脂的固化效率,另一方面由于1-羟乙基-3-甲基咪唑具有较强的反应性很容易使胶体的韧性降低,而两种阴离子为惰性组分通过静电作用吸附在主链周围起到增塑的目的;
所述光扩散粉为有机硅光扩散粉,平均粒径(D50)2.0;
所述黑填料为色素炭黑;
所述酸酐为固化剂组合物,具体包括如下重量份数的组成:甲基六氢邻苯二甲酸酐(MHHPA)65份、桐油酸酐(TOA)20份、纳迪克酸酐(NA)15份,通过上述配比的组合,较好的实现了胶水体系固化温度、固化速度的协同,且固化后体系收缩较少;
所述增韧剂为聚氨酯增韧剂,该类增韧剂含有不同活性端基,通过酯键或氨酯键将不同种类的链段联结起来的聚合物,增韧效果良好,对玻璃化温度影响较小。
本发明还提供所述COB电子封装胶的制备方法,具体包括如下步骤:
(1)对硅微粉进行改性:将乙醇和水按2:1的比例加入800ml烧杯中,称量300g混合硅微粉加入到配置好的乙醇水溶液中,用玻璃棒搅拌5min,超声处理1h。将上述乳白色悬浊液转入1000ml单口烧瓶中,加入15g的KH-560试剂,于85℃下冷凝回流4h。
将反应结束的溶液进行抽滤,用无水乙醇洗涤3次,然后放在110℃下的烘箱中进行干燥24h。将在烘箱中烘干的改性硅微粉取出,使用研钵将其捣碎,研磨10min左右,之后使用玛瑙研钵检测是否研磨充分,研磨2min取一次样品,直到没有块状颗粒即表明研磨完全,获得改性硅微粉产品。
(2)A胶的配制:将双酚A型环氧树脂、稀释剂、填料、促进剂、光分散剂、黑颜料按质量比称量后依次加入烧杯中,机械搅拌10min使扩散粉和促进剂和填料充分均匀混入环氧树脂中,搅拌速度控制在200-300转/min;搅拌速度不能太快或太慢,太快或太慢均会引起填料的团聚;
将混合均匀的封装胶进行超声除气泡大概30min即可(在搅拌过程中会产生大量的气泡),最后将混好的A胶放在准备好的容器中,密封0℃下保存。
(3)配置B胶,将混合酸酐和聚氨酯增韧剂按质量比加入烧杯中,机械搅拌30min,获得B胶。
本发明的有益效果在于:(1)采用离子液体组合物作为促进剂,在提高固化效率的同时,体系还具有较高的韧性;(2)通过填料体系的有效级配,提高了封装胶体的硬度;(3)通过酸酐类固化剂和增韧剂的有效组合,使胶体封装时不但可以保持适中的固化速度,且固化后收缩较小,翘曲率低,吸湿率低。
说明书附图
图1为实施例1和商用封装胶的抗吸湿性能比较图。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实施例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。本发明实施例所用双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)的氯含量为674ppm;丁基缩水甘油醚氯含量小于300ppm;所用促进剂为1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑双氟甲磺酰亚胺盐按摩尔比1:1混合制成;所用酸酐固化剂为如下重量份数的组合物甲基六氢邻苯二甲酸酐(MHHPA)65份、桐油酸酐(TOA)20份、纳迪克酸酐(NA)15份;
硅微粉改性:
本发明实施例所用硅微粉为8.06μm的硅微粉和4.54μm的硅微粉的组合物,质量配比为80:19.7;使用前需对组合物进行改性,具体改性步骤如下:将乙醇和水按2:1的比例加入800ml烧杯中,称量300g混合硅微粉加入到配置好的乙醇水溶液中,用玻璃棒搅拌5min,超声处理1h。将上述乳白色悬浊液转入1000ml单口烧瓶中,加入15g的KH-560试剂,于85℃下冷凝回流4h。
将反应结束的溶液进行抽滤,用无水乙醇洗涤3次,然后放在110℃下的烘箱中进行干燥24h。将在烘箱中烘干的改性硅微粉取出,使用研钵将其捣碎,研磨10min左右,之后使用玛瑙研钵检测是否研磨充分,研磨2min取一次样品,直到没有块状颗粒即表明研磨完全,获得改性硅微粉产品。
实施例1.
本实施例提供一种COB电子封装胶,其特征在于由A组分和B组分组成,按重量计,A组分的组成为双酚A二缩水甘油醚100份、丁基缩水甘油醚5份、改性硅微粉100份、促进剂8份、有机硅光扩散粉(平均粒径D50 2.0)0.2份、色素炭黑0.001份;B组分的组成为酸酐组合物88份、聚氨酯增韧剂5份;
所述COB电子封装胶的制备方法,具体包括如下步骤
(1)A胶的配制:将双酚A二缩水甘油醚100g、丁基缩水甘油醚5g、改性硅微粉100g、促进剂8g、有机硅光扩散粉0.2g、色素炭黑0.001g按质量比称量后依次加入1000mL烧杯中,机械搅拌10min使扩散粉和促进剂和填料充分均匀混入环氧树脂中,搅拌速度230转/min;;
将混合均匀的封装胶进行超声除气泡30min,最后将混好的A胶放在准备好的容器中,密封0℃下保存。
(2)配置B胶,将混合酸酐和聚氨酯增韧剂按质量比加入烧杯中,机械搅拌30min,获得B胶。
使用时,A胶和B胶按质量比2:1混合后,真空除气泡,在120℃下固化3mi n即可成型。
实施例2.
本实施例提供一种COB电子封装胶,其特征在于由A组分和B组分组成,按重量计,A组分的组成为双酚A二缩水甘油醚100份、丁基缩水甘油醚7份、改性硅微粉110份、促进剂12份、有机硅光扩散粉(平均粒径D502.0)0.4份、色素炭黑0.001份;B组分的组成为酸酐组合物92份、聚氨酯增韧剂6份;
制备和使用方法同实施例1。
实施例3.
本实施例提供一种COB电子封装胶,其特征在于由A组分和B组分组成,按重量计,A组分的组成为双酚A二缩水甘油醚100份、丁基缩水甘油醚4份、改性硅微粉90份、促进剂6份、有机硅光扩散粉(平均粒径D50 2.0)0.3份、色素炭黑0.001份;B组分的组成为酸酐组合物86份、聚氨酯增韧剂5份;
制备和使用方法同实施例1。
为验证本发明的技术效果,将本发明实施例制备的样品和购买的商用密封胶制备了样条进行性能测试,重点测试了硬度和耐水性能。
树脂硬度测试,采用温州市海宝仪器有限公司生产的LX-D型号邵氏硬度仪测试样条的硬度,测试方法为:将样条放置在坚固的平面上,拿住硬度计,压针距离试样边缘至少12mm平稳把压足压在试样上,使压针垂直地压住试样,直至压足和试样完全接触时1s内读数。在测点相距至少6mm的不同位置测量硬度值5次,取平均值,如表1所示。
表1.COB封装胶硬度数据
样品 | 点1 | 点2 | 点3 | 点4 | 点5 | 硬度平均值 |
实施例1 | 88 | 92 | 84 | 88 | 90 | 88.4 |
实施例2 | 83 | 91 | 90 | 86 | 93 | 88.6 |
实施例3 | 90 | 94 | 85 | 86 | 88 | 88.6 |
商用样品 | 81 | 78 | 84 | 80 | 82 | 81 |
吸水率的测试:将制备的样条常温放入水中浸泡160h,测试重量的变化,实施例1的测试结果如图1所示,本发明的耐吸湿性能远远优于商用封装胶体系。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种COB电子封装胶,其特征在于由A组分和B组分组成,按重量计,A组分的组成为双酚A型环氧树脂100份、稀释剂3-8份、填料80-120份、促进剂5-15份、光扩散粉0.1-0.5份、黑颜料0.001份;B组分的组成为酸酐80-100份、增韧剂3-10份;
所述双酚A型环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚(DGEBA),其氯含量小于1000ppm;
所述稀释剂为丁基缩水甘油醚,氯含量小于300ppm;
所述填料由改性硅微粉组成,包括重量配比为8.06μm的改性硅微粉80份,4.54μm的改性硅微粉19.7份;所述改性硅微粉的制备方法如下:(1)将乙醇和水按2:1的比例加入800ml烧杯中,称量300g混合硅微粉加入到配置好的乙醇水溶液中,用玻璃棒搅拌5min,超声处理1h;将上述乳白色悬浊液转入1000ml单口烧瓶中,加入15g的KH-560试剂,于85℃下冷凝回流4h;(2)将反应结束的溶液进行抽滤,用无水乙醇洗涤3次,然后放在110℃下的烘箱中进行干燥24h;将在烘箱中烘干的改性硅微粉取出,使用研钵将其捣碎,研磨10min,之后使用玛瑙研钵检测是否研磨充分,研磨2min取一次样品,直到没有块状颗粒即表明研磨完全,获得改性硅微粉产品;
所述促进剂为离子液体组合物,组成为1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑双氟甲磺酰亚胺盐按摩尔比1:1混合制成;
所述光扩散粉为有机硅光扩散粉,平均粒径(D50)2.0;
所述黑颜料为色素炭黑;
所述酸酐为固化剂组合物,具体包括如下重量份数的组成:甲基六氢邻苯二甲酸酐(MHHPA)65份、桐油酸酐(TOA)20份、纳迪克酸酐(NA)15份;
所述增韧剂为聚氨酯增韧剂,该类增韧剂含有不同活性端基,通过酯键或氨酯键将不同种类的链段联结起来的聚合物,增韧效果良好,对玻璃化温度影响较小。
2.权利要求1所述的一种COB电子封装胶的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)A胶的配制:将双酚A型环氧树脂、稀释剂、填料、促进剂、光分散剂、黑颜料按质量比称量后依次加入烧杯中,机械搅拌10min使扩散粉和促进剂和填料充分均匀混入环氧树脂中,搅拌速度控制在200-300转/min;
将混合均匀的封装胶进行超声除气泡30min,最后将混好的A胶放在准备好的容器中,密封0℃下保存;
(3)B胶的配制,将混合酸酐和聚氨酯增韧剂按质量比加入烧杯中,机械搅拌30min,获得B胶。
3.一种COB电子封装胶的使用方法,其特征在于将权利要求2所述的COB电子封装胶的制备方法中的A胶和B胶按质量比2:1混合后,真空除气泡,在120℃下浇筑,固化3min成型。
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GR01 | Patent grant | ||
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