CN111849366A - Led模压封装胶片的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED模压封装胶片的使用方法，其初期为由A剂、B剂、C剂和D剂组成的呈液态的混合物，使用时先将A剂和C剂常温混合静置形成初步混合物，再将初步混合物依次与B剂和D剂混合搅拌均匀并经真空脱泡得稠胶状混合物，将该稠胶状混合物涂布于离型底材上并经烘烤及常温静置后得可回熔片状或连续卷状固态胶片；使用固态胶片进行模压封装LED时，将撕除离型底材后的固态胶片覆盖在位于封装模具内的LED上方，经一定温度于短时间内使固态胶片回熔成粘稠状胶水包覆LED，并随着模压时间的增长使粘稠状胶水再固化将LED封装定型。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED封装材料的使用方法，尤其涉及一种LED模压封装胶 片的使用方法，属于LED灯制作用材料技术领域。
背景技术
目前用于LED封装的材料主要有环氧树脂和有机硅两类，这两种材料都具 有较高的透光性能和较长的使用寿命，尤其是环氧树脂类封装胶其硬度、耐候 性和粘结性能均较优于有机硅类封装胶，且生产制备简单，因此环氧树脂类在 LED封装的实际使用上相对更多。
从组分上来看，常见的环氧树脂类LED封装胶主要包括两部分，其中第一 部分主要包括环氧树脂组分，含液体脂环族环氧树脂、固体脂环族环氧树脂或 双酚A环氧树脂以及消泡剂、补色剂等；第二部分主要包括固化剂和促进剂， 固化剂通常使用酸酐类固化剂尤其是苯酐类固化剂，促进剂通常选用咪唑、季 铵盐等。在使用时，将第一部分和第二部分按照一定的比例混合后置于模具内， 然后在高温下加热固化形成不可逆的固体形态。
从存在状态上来看，目前常用的LED模压封装胶分为固态的胶饼和液态胶 两种：
固态的胶饼是以粉状或者胶饼状存在的呈固态的封装胶，这种封装胶对储 存条件的要求较高，一般需要在0℃以下低温保存，且保存期限非常短，此外 其以固态形式尤其是市场上常见的胶饼状的固态存在，由于其交联程度较高， 在后期使用过程中难以根据具体的使用需要向其中添加诸如低光反射材料、扩 散剂、抗沉淀剂等助剂和染料等，难以满足不同的使用要求；且模具的设计要 求高，材料损耗大。
液态胶是为克服前述固态的胶饼存在的问题而改良得到的液态封装胶，其 便于在后期使用时向其中加入各种助剂和染料进行自主调配，但由于液态封装 胶的胶水流动性很高，因此在使用时容易流入模压模具的送料顶杆缝隙中，从 而在后续制程中进行高温固化时缝隙内的胶水也随之固化，会造成模具被卡住 的情况。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种LED模压封装胶片的使用方法。
本发明的技术方案是：
本发明公开了一种LED模压封装胶片的使用方法，该使用方法包括下述步 骤：
(1)将A剂90-110重量份和C剂20-50重量份于常温下混合搅拌20-60min 后再静置20min-24h，得到初步混合物；其中
所述A剂由包括下述各组分的组合物组成：脂环族环氧树脂40-70wt.％和 双酚A环氧树脂27-57wt.％；
所述C剂由包括下述各组分的组合物组成：双官能胺类固化剂92-98wt.％ 和含磷催化剂1-3wt.％；
(2)将步骤(1)中得到的所述初步混合物与B剂70-140重量份混合并搅 拌10-50min后，再加入D剂5-45重量份混合并继续搅拌10-30min后，得到稠 胶状混合物，且上述混合搅拌过程中以真空脱泡机进行除泡；其中
所述B剂由包括下述各组分的组合物组成：至少含六氢苯酐和甲基六氢苯 酐组成的苯酐混合物80-95wt.％、聚酯二元醇1-12wt.％、含磷催化剂0.5-3.0wt.％ 和脂肪族多元醇1-3wt.％；
所述D剂由包括下述各组分的组合物组成：无机粉体90-99.9wt.％和表面张 力控制剂0.1-10wt.％；
(3)采用湿式涂布方式将步骤(2)中制备好的所述稠胶状混合物均匀涂 布于离型底材上，再以70-130℃烘烤1-3h，形成厚度为10μm-200μm的胶体层；
(4)将步骤(3)中所得胶体层在常温状态下放置20-120min后得到可回 熔的薄片状的固态胶片，该固态胶片为单一片状或连续式卷状；
(5)将步骤(4)中所得可回熔的薄片状的固态胶片去除所述离型底材后 覆盖在置于模压模具中的LED颗粒上，并以100-200℃加热3-8min进行模压成 型，成型后的成品再以130-200℃加热2-10h使胶体完全固化，完成对LED颗 粒封装的程序。
其进一步的技术方案是：
在步骤(4)中得到的可回熔的薄片状的固态胶片上覆盖设有保护层，该保 护层用于避免所述固态胶片被污染或被杂质沾附。
其进一步的技术方案是：
所述保护层为PE、PVC、EVA、PET或离型纸。
其进一步的技术方案是：
所述离型底材为PET。
其进一步的技术方案是：
所述A剂还包括附着增进剂0.5-2.0wt.％、消泡剂0.1-2.0wt.％、第一抗氧化 剂0.5-2.0wt.％和第一热稳定剂0.5-2.0wt.％。
其中附着增进剂为有机硅烷类附着增进剂和有机硅氧烷类附着增进剂，其 用于增加环氧树脂的粘结力，可以选用二[2-(3,4-环氧环己基乙基)]四甲基环四 硅氧烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三 甲氧基硅烷、2,4,6-三[2-(3,4-环氧环己基乙基)]四甲基环四硅氧烷等；消泡剂为 本领域常规使用的消泡剂；第一抗氧剂为本领域常用的亚磷酸酯类抗氧剂；第 一热稳定剂为受阻酚类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂和硫醚类热稳定剂中的 至少一种，也可以是其他环氧树脂封装胶常用热稳定剂。
其中A剂中的脂环族环氧树脂为Celloxide2000、Celloxide2080、CY179、 2021P、ERL4221和ERLA6300中的至少一种，优选Celloxide2000、Celloxide2080 和2021P中的至少一种；双酚A环氧树脂为NPEL127E、NPEL128E、DIC840S、 DIC0191和DY-128E中的至少一种，优选NPEL127E和NPEL128E中的至少一 种。
其进一步的技术方案是：
在B剂中，以B剂中苯酐混合物的总质量为计算基准，该苯酐混合物中所 述六氢苯酐的质量百分比含量至少为60wt.％，所述甲基六氢苯酐的质量百分比 含量至少为15wt.％；所述B剂中聚酯二元醇为聚碳酸酯二醇，优选脂肪族聚碳 酸酯二醇；所述B剂中的含磷催化剂为甲基三丁基膦二甲基磷酸盐、甲基三辛 基膦二甲基磷酸盐和四丁基膦乙酸盐中的至少一种，优选甲基三丁基膦二甲基 磷酸盐；所述B剂中的脂肪族多元醇为乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊 二醇和丙三醇中的至少一种，优选乙二醇。
其进一步的技术方案是：
所述B剂还包括第二热稳定剂1.0-5.0wt.％和第二抗氧化剂1.0-2.0wt.％。
其中第二热稳定剂为受阻酚类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂和硫醚类热 稳定剂中的至少一种，也可以是其他苯酐常用的热稳定剂；第二抗氧剂为本领 域常用的亚磷酸酯类抗氧剂。
其进一步的技术方案是：
所述C剂中的双官能胺类固化剂为双官能聚醚胺类固化剂，且所述C剂中 的含磷催化剂为甲基三丁基膦二甲基磷酸盐、甲基三辛基膦二甲基磷酸盐和四 丁基膦乙酸盐中的至少一种，优选甲基三丁基膦二甲基磷酸盐。
其进一步的技术方案是：
所述C剂还包括第三热稳定剂1.0-5.0wt.％。
其中第三热稳定剂为受阻酚类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂和硫醚类热 稳定剂中的至少一种，也可以是其他胺类固化剂常用的热稳定剂。
其进一步的技术方案是：
所述D剂中的无机粉体为SiO2粉体，该SiO2粉体呈不规则结构，且其平均 粒径为0.1-10μm；所述D剂中的表面张力控制剂包括但不限于丙烯酸类、有机 硅类和氟碳化合物类中的至少一种，也可以是本领域技术人员常规使用的其他 种类的流平剂。
本发明的有益技术效果是：
现LED制程分为点胶制程和模压制程，本申请所述为模压制程的封装胶由 A剂、B剂、C剂和D剂组成呈液态的混合物，使用时先将A剂和C剂常温混 合静置形成初步混合物，然后将初步混合物依次与B剂和D剂混合搅拌均匀并 进行真空脱泡后得到稠胶状混合物，将该稠胶状混合物涂布于离型底材上并经 烘烤、常温静置后得到可回熔的固态胶片，在正式进行模压封装时直接将该固 态胶片覆盖于LED颗粒上，在一定温度下上述固态胶片回熔成粘稠状胶水，且 随着模具加热加压该回熔的粘稠状胶水固化成型，完成LED颗粒的封装。
该固态胶片进行封装模压前在模具内呈固态片状，可以解决常规全液态封 装胶在模压模具中因流动性高而流入模具送料顶杆缝隙中随后期固化卡模及材 料损耗，且成型厚度及均匀性难以控制的问题。
再者，该封装胶片使用时的初始状态即初步混合物为流动性高的液态，其 能够解决市面上纯固态的模压封装胶难以在封装过程中根据需要自由添加其他 功能性成分的问题。
此外，本申请的预固化制程做法让模压成型的内应力降低，使成型制品的 翘曲度等有较大改善。
本申请所述封装胶片可常温保存、保存期限较长，在封装过程中可实现液 态-预固化固态-回熔后粘稠状液态-完全固化固态的变化，且模压后的产品具有 1％以下的翘曲度，有更好的粘结结合性、低吸水性、优异耐候性、高硬度、低 膨胀系数、良抗水蒸汽性能等，封装后的LED灯冷热冲击性能好、死灯率低且 耐常温老化性能优异。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施， 下面结合具体实施例和对比例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述， 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
按照表1中所述配方和用量进行具体实施例和对比例的制备：
表1具体实施例和对比例配方用量(单位：wt.％)
注：上述A剂、B剂、C剂和D剂重量份比例中为0的部分，为不使用该组分。
上述具体实施例和对比例中，对比例1为仅采用B剂作为固化剂时的情况， 对比例2为未采用D剂时的情况。
将上述具体实施例和对比例制备得到的A、B、C和D剂按照下述LED模 压封装胶片的使用方法对LED进行模压封装：
使用方法：为本申请具体实施例1-2和对比例1-2所述使用方法。
(1)将A剂和C剂按重量份之比于常温下混合搅拌20-60min后再静置 20min-24h，得到初步混合物。
(2)将步骤(1)中得到的初步混合物与B剂按重量份之比混合并搅拌 10-50min后，再按照重量份之比加入D剂进行混合并继续搅拌10-30min后， 得到稠胶状混合物，并且在混合搅拌过程中以真空脱泡机进行除泡；
(3)将步骤(2)中所得稠胶状混合物在常温状态下以湿式涂布方式均匀 涂布于离型底材上，再以烤箱于70-130℃下烘烤1-3h，形成厚度为10μm-200μm 的胶体层，且涂布时可将稠胶状混合物涂布于具有特定长宽的单片式离型底材 上，或是将稠胶状混合物涂布于连续式呈卷状的离型底材上。
(4)将步骤(3)中所得胶体层在常温状态放置20-120min后得到可回熔 的单片式或呈卷式的薄片状的固态胶片，并考察该固态胶片的表面状况。
(5)将步骤(4)中所得可回熔的薄片状的固态胶片去除离型底材后覆盖 在LED颗粒上，并在模压模具中进行模压，模压过程是以100-200℃加热3-8min 使固态胶片回熔成粘稠状胶水且包覆LED颗粒，并达到初步固化，之后再以 130-200℃加热2-10h至胶水完全固化，完成对LED颗粒的封装作业。
在成型封装胶片及LED模压封装的过程中，考察该封装胶片的表面状况(即 成膜性)和该封装胶片的回熔性能。其中封装胶片的表面状况(即成膜性)，是 指必须能在离型底材上形成均匀且无缩孔的薄膜，这样方能在后续的封装制程 中获得良好的效果，若膜片不均匀或有孔洞，在封装制程中将可能导致缺陷发 生，从而影响被封装的LED的性能。而在封装过程中，考虑到LED芯片与金 线四周都必须被完全保护，所以胶片必须能够受热回熔具备流动性，才能进行 达到良好的封装效果，因此需要考察封装胶片的回熔性能，主要是看所形成的 封装胶片能否在一定温度下转变成粘稠的液体状态。
在LED模压封装结束后，考察封装好的LED灯的性能，如固化后的翘曲 率、模压固化时间、冷热冲击性能、PCT死灯率和常温老化性能。模压固化时 间测试时，若时间太长，则影响生产效率，一般较佳的模压固化时间必须低于 5min。冷热冲击性能测试条件为-40℃(15min)→(10sec)→100℃(15min)/500 cycles，每循环100次确认LED灯的电性能，500cycles后总失效率小于3％为 合格。PCT死灯率测试条件为PCT(2个大气压、100％RH、72h)无死灯情况 为合格。常温老化性能测试为1000hrs，蓝光红光绿光衰减5％以内为合格。
若膜片成膜性不佳，或模压结果不良，则不再继续进行后续测试。
性能测试结果如表2中所述。
表2具体实施例和对比例性能测试结果
从上述表2中测试结果可以看出，当采用对比例1时成膜性好，但无法回 熔进行后段封装制程；而对比例2中仅将实施例1中D剂取消使用，就无法在 离型底材上形成均匀膜片，影响后续作业。采用本申请所述A剂、B剂、C剂 和D剂四种剂型按照本申请所述使用方法进行使用，所有具体实施例均具有良 好的膜片外观与封装加工性能，且LED灯的封装性能也非常优异。
本申请所述的封装胶由A剂、B剂、C剂和D剂组成呈液态的混合物，使 用时先将A剂和C剂常温混合静置形成初步混合物，然后将初步混合物依次与 B剂和D剂混合搅拌均匀并进行真空脱泡后得到稠胶状混合物，并将该稠胶状 混合物均匀涂布于离型底材上并经烘烤、常温静置后得到可回熔的固态胶片， 在正式进行模压封装时直接将该固态胶片覆盖于模压模具内的LED颗粒上，在 一定温度下上述固态胶片于模具中回熔成粘稠状胶水后，再进一步模压加热即 可固化成型，完成LED颗粒的封装。
因此，本申请可以解决常规全液态封装胶在模压模具中因流动性低而流入 模具送料顶杆缝隙中随后期固化卡模的问题；该封装胶片使用时的初始状态即 初步混合物为流动性高的液态，其能够解决市面上纯固态的模压封装胶块储存 期限短及难以在封装过程中根据需要自由添加其他功能性成分的问题；此外本 申请的预固化制程做法让模压成型的内应力降低，使成型制品的翘曲度等有较 大改善。本申请所述封装胶片可常温保存、保存期限较长，在封装过程中可实 现液态-预固化固态-回熔后粘稠状液态-完全固化固态的变化，且模压后的产品 具有1％以下的翘曲度，有更好的粘结结合性、低吸水性、优异耐候性、高硬度、 低膨胀系数、良抗水蒸汽性能等，封装后的LED灯冷热冲击性能好、死灯率低且耐常温老化性能优异，且封装厚度均匀。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还 可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED模压封装胶片的使用方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将A剂90-110重量份和C剂20-50重量份于常温下混合搅拌20-60min后再静置20min-24h，得到初步混合物；其中
所述A剂由包括下述各组分的组合物组成：脂环族环氧树脂40-70wt.％和双酚A环氧树脂27-57wt.％；
所述C剂由包括下述各组分的组合物组成：双官能胺类固化剂92-98wt.％和含磷催化剂1-3wt.％；
(2)将步骤(1)中得到的所述初步混合物与B剂70-140重量份混合并搅拌10-50min后，再加入D剂5-45重量份混合并继续搅拌10-30min后，得到稠胶状混合物，且上述混合搅拌过程中以真空脱泡机进行除泡；其中
所述B剂由包括下述各组分的组合物组成：至少含六氢苯酐和甲基六氢苯酐组成的苯酐混合物80-95wt.％、聚酯二元醇1-12wt.％、含磷催化剂0.5-3.0wt.％和脂肪族多元醇1-3wt.％；
所述D剂由包括下述各组分的组合物组成：无机粉体90-99.9wt.％和表面张力控制剂0.1～10wt.％；
(3)采用湿式涂布方式将步骤(2)中制备好的所述稠胶状混合物均匀涂布于离型底材上，再以70-130℃烘烤1-3h，形成厚度为10μm-200μm的胶体层；
(4)将步骤(3)中所得胶体层在常温状态下放置20-120min后得到可回熔的薄片状的固态胶片，该固态胶片为单一片状或连续式卷状；
(5)将步骤(4)中所得可回熔的薄片状的固态胶片去除所述离型底材后覆盖在置于模压模具中的LED颗粒上，并以100-200℃加热3-8min进行模压成型，成型后的成品再以130-200℃加热2-10h使胶体完全固化，完成对LED颗粒封装的程序。
2.根据权利要求1所述LED模压封装胶片的使用方法，其特征在于：在步骤(4)中得到的可回熔的薄片状的固态胶片上覆盖设有保护层。
3.根据权利要求2所述LED模压封装胶片的使用方法，其特征在于：所述保护层为PE、PVC、EVA、PET或离型纸。
4.根据权利要求1、2或3所述LED模压封装胶片的使用方法，其特征在于：所述离型底材为PET。
5.根据权利要求4所述LED模压封装胶片的使用方法，其特征在于：所述A剂还包括附着增进剂0.5-2.0wt.％、消泡剂0.1-2.0wt.％、第一抗氧化剂0.5-2.0wt.％和第一热稳定剂0.5-2.0wt.％。
6.根据权利要求4所述LED模压封装胶片的使用方法，其特征在于：以B剂中苯酐混合物的总质量为计算基准，该苯酐混合物中所述六氢苯酐的质量百分比含量至少为60wt.％，所述甲基六氢苯酐的质量百分比含量至少为15wt.％；所述B剂中的聚酯二元醇为脂肪族聚碳酸酯二醇；所述B剂中的含磷催化剂为甲基三丁基膦二甲基磷酸盐、甲基三辛基膦二甲基磷酸盐和四丁基膦乙酸盐中的至少一种；所述B剂中的脂肪族多元醇为乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇和丙三醇中的至少一种。
7.根据权利要求6所述LED模压封装胶片的使用方法，其特征在于：所述B剂还包括第二热稳定剂1.0-5.0wt.％和第二抗氧化剂1.0-2.0wt.％。
8.根据权利要求4所述LED模压封装胶片的使用方法，其特征在于：所述C剂中的双官能胺类固化剂为双官能聚醚胺类固化剂，且所述C剂中的含磷催化剂为甲基三丁基膦二甲基磷酸盐、甲基三辛基膦二甲基磷酸盐和四丁基膦乙酸盐中的至少一种。
9.根据权利要求8所述LED模压封装胶片的使用方法，其特征在于：所述C剂还包括第三热稳定剂1.0-5.0wt.％。
10.根据权利要求4所述的LED模压封装胶片的使用方法，其特征在于：所述D剂中的无机粉体为SiO2粉体，该SiO2粉体呈不规则结构，且其平均粒径为0.1-10μm；所述D剂中的表面张力控制剂包括丙烯酸类、有机硅类和氟碳化合物类中的至少一种。
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