CN115058214A - 一种高耐候led密封胶及其封装方法 - Google Patents

一种高耐候led密封胶及其封装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及中LED封装领域，尤其涉及一种高耐候LED密封胶及其封装方法，以(甲基)丙烯酸基聚丁二烯20～100质量份、增粘树脂0～50质量份、丙烯酸单体0～40质量份为主体组分，主体组分之和以100质量份计，辅以紫外光引发剂0.5～3质量份、过氧化物引发剂0.1～3质量份、硅烷偶联剂0.1～3质量份。其技术要点在于各组分分子骨架结构均以烯烃结构为主，具有非常好的耐候性，在应用过程中通过紫外光固化定型，并在此时因为粘接力较低，具有较好的重工性，进一步的通过过氧化物引发固化和硅烷偶联剂参与反应，具备非常强的粘接力和耐候性，用于LED灯珠密封有非常好的效果。

Description

一种高耐候LED密封胶及其封装方法
技术领域
本发明涉及中LED封装领域，尤其涉及一种高耐候LED密封胶及其封装方法。
背景技术
随着技术进步，LED显示屏颗粒元器件以及间距越来越小，但同时针脚和线路也越来越薄，为保护其不受损害，需要在其表面加装面板。目前LED封装材料仍以环氧树脂体系为主，其粘接强度高，透明度较好，应用历史也较长，但也是存在较明显的缺点。环氧体系因为结构原因，在户外使用存在容易发黄的的问题，另外在固化过程中因为收缩比较明显，很容易将固定LED元器件的PCB拉弯曲，也时也有可能损害LED元器件的PIN脚，导致虚焊或脱落。而因为结构和封装材料的原因，返修的难度非常大，导致应用成本也很高。因此本领域急需开发一种新型的密封胶以及封装技术。
发明内容
本发明目的是在于整合所有技术资料，经过不断地探索在无数次的实验中发明出一种拥有降血压、降血糖、降血脂、抗衰老、防止糖尿病、消肿解毒、健胃、利尿、净血调经、镇静等功效的复合型植物微粉保健茶，用以解决背景技术中存在的不足。
一种高耐候LED密封胶，组分以重量份计如下：
(甲基)丙烯酸基聚丁二烯：20～100份
增粘树脂：0～50份
丙烯酸单体：0～40份
光引发剂：0.5～3份
过氧化物引发剂：0.1～3份
硅烷偶联剂：0.1～3份；
所述的(甲基)丙烯酸基聚丁二烯、增粘树脂、丙烯酸单体为主体树脂组份，其和为100质量份。
进一步的，所述的(甲基)丙烯酸基聚丁二烯为聚丁二烯末端(甲基)丙烯酸官能化，且分子链中含有少量不饱和乙烯基。
进一步的，所述的增粘树脂为聚丁二烯、官能化的聚丁二烯、聚异丁烯，更优选的是聚丁二烯。
进一步的，所述的丙烯酸单体包含十二烷基丙烯酸酯、硬脂酸丙烯酸酯、丙烯酸异癸酯、3,3,5三甲基环己烷丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、月桂酸丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或两种以及以上复配。
进一步的，所述的自由基型光发剂包含2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基-苯基甲酮、2-羟基-1-(4-(2-羟基-2-甲基丙酰基苯基)苄基)-2-甲基-1-丙酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基 -1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯、α-羟基酮低聚物中的一种或二种及以上复配。
进一步的，所述的过氧化物引发剂包含过氧化2-乙基己基酸叔戊酯、过氧化2-乙基己基酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5- 二叔丁基过氧化乙烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯的一种或二种及以上复配。
进一步的，所述的硅烷偶联剂包含乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基低聚硅烷中的一种或二种及以上复配、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或二种及以上复配。
一种高耐候LED密封胶的封装方法，适用于上述密封胶，所述密封胶充分搅拌均匀灌装后，实行以下步骤：第一步，将本发明中涉及到的密封胶填充到被粘物中间(LED灯面板与盖板之间)，经过紫外光预固定型为固态，此时粘接力较小可以轻易返工；第二步，将第一步中的组合件在100～150℃的真空烘箱中烘烤10～30min，完成进一步固化和粘接；
本发明中，其主体树脂所选用材料，其分子主体结构以饱和C-C 结构为主，虽有少量C＝C双键，但可以进一步的参与过氧化物交联反应，部分物质分子链末端为丙烯酸官能团，主要是考虑到参与光固化反应。综合来看，本发明所选用的材料材料老化受光、热、湿汽等户外条件导致裂解较难发生，也难有生色基团导致变色，但同时也带来另一个问题，其极性较弱，在附着力方面会较低，虽有添加硅烷偶联剂，但乙烯基的硅烷偶联剂的乙烯基活性较低，很难与丙烯酸官能团竞争，能参与光固化的程度会比较低。因这一特性，有光固化预定型阶段，也意味着材料的重工性较好，能较容易将其与焊有LED元器件的PCB面板分离。而进一步的，由于引入了过氧化物引发剂，在烘烤阶段，其分解产生自由基，能充分让未参与反光固化的增粘树脂也进入交联网络，以及残余的未反应单体进一步发生固化反应，同时硅烷偶联剂也会得到充分反应，形成较高的固化度以及粘接力，以满足结构件长久使用不脱层。
本发明的有益效果是：
相对于现有技术，相比环氧胶黏剂体系，黄变极小，同时两步固化法具有可返工性，以及优异的耐候性，持久使用不脱层和返泡，能更好的提升LED元器件的封装良率和更好的外观。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明中，以下实施例和对比例涉及到的物料包括：
(1)(甲基)丙烯酸基聚丁二烯
TE2000,购自日本曹达，粘度1500P(45℃)
(2)增粘树脂
聚丁二烯，B-3000,购自日本曹达，粘度10P(45℃)；
末端羟基化聚丁二烯，GI-1000，购自日本曹达，粘度105P(45℃)；
聚异丁烯，PB1300，购自韩国大林；
(3)光引发剂，均购自IGM
1-羟基环己基-苯基甲酮，以下简称184；
2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦，以下简称TPO；
(4)丙烯酸单体
硬脂酸丙烯酸酯(牌号：M180，购自美源)、三羟甲基环己基丙烯酸酯(牌号：M1130，购自美源)、月桂酸丙烯酸酯(牌号： M120，购自美源)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(牌号：M202，购自美源)、丙烯酸异冰片酯(牌号：SR506NS，购自沙多玛)
(5)过氧化物引发剂
过氧化2-乙基己基酸叔戊酯(简称：TAPO，购自阿克玛)
(6)硅烷偶联剂
乙烯基三甲氧基硅烷(简称：VTMO，购自赢创)
实施例1:
将100质量份(甲基)丙烯酸基聚丁二烯TE2000、0.5质量份光引发剂TPO、3质量份过氧化物TAPO、0.1质量份VTMO投入搅拌釜中，于45度充分搅拌均匀，经过滤后，制得光热双固透明胶样品。
实施例2:
将70质量份(甲基)丙烯酸基聚丁二烯TE2000、10质量份丙烯酸单体M180、20质量份丙烯酸单体SR506NS、1质量份光引发剂 184、1质量份光引发剂TPO、1质量份过氧化物TAPO、3质量份VTMO 投入搅拌釜中，于45度充分搅拌均匀，经过滤后，制得光热双固透明胶样品。
实施例3:
将20质量份(甲基)丙烯酸基聚丁二烯TE2000、50质量份聚丁二烯增粘树脂B3000、10质量份丙烯酸单体M202、20质量份丙烯酸单体SR506NS、1质量份光引发剂184、2质量份光引发剂TPO、 1.2质量份过氧化物TAPO、1.5质量份VTMO投入搅拌釜中，于45 度充分搅拌均匀，经过滤后，制得光热双固透明胶样品。
实施例4:
将50质量份(甲基)丙烯酸基聚丁二烯TE2000、10质量份聚丁二烯增粘树脂B3000、10质量份丙烯酸单体M180、5质量份丙烯酸单体M1130、5质量份丙烯酸单体M202、20质量份丙烯酸单体 SR506NS、1质量份光引发剂184、1质量份光引发剂TPO、1.2质量份过氧化物TAPO、1.5质量份VTMO投入搅拌釜中，于45度充分搅拌均匀，经过滤后，制得光热双固透明胶样品。
实施例5:
将60质量份(甲基)丙烯酸基聚丁二烯TE2000、20质量份聚丁二烯增粘树脂B3000、5质量份聚异丁烯增粘树脂PB1300、10质量份丙烯酸单体M1130、5质量份丙烯酸单体M202、1质量份光引发剂184、1质量份光引发剂TPO、1.2质量份过氧化物TAPO、1.5 质量份VTMO投入搅拌釜中，于45度充分搅拌均匀，经过滤后，制得光热双固透明胶样品。
实施例6:
将50质量份(甲基)丙烯酸基聚丁二烯TE2000、20质量份聚丁二烯增粘树脂B3000、10质量份端羟基聚异丁烯增粘树脂GI1000、 10质量份丙烯酸单体M120、10质量份丙烯酸单体M202、1质量份光引发剂184、1质量份光引发剂TPO、1.2质量份过氧化物TAPO、 1.5质量份VTMO投入搅拌釜中，于45度充分搅拌均匀，经过滤后，制得光热双固透明胶样品。
实施例7:
将60质量份(甲基)丙烯酸基聚丁二烯TE2000、30质量份聚丁二烯增粘树脂B3000、5质量份丙烯酸单体M180、5质量份丙烯酸单体M202、1质量份光引发剂184、1质量份光引发剂TPO、1.2质量份过氧化物TAPO、1.5质量份VTMO投入搅拌釜中，于45度充分搅拌均匀，经过滤后，制得光热双固透明胶样品。
测试结果：
实施列中所有样品，紫外预固定型条件为，365nm汞灯，辐照能量为6000mj/cm2；热固条件为120℃，30min真空烘箱烘烤。
(1)预固粘接力测试：将胶样涂在LED所用载体PCB板上，控制厚度为0.5mm，表面盖上电晕处理的PET膜材，经过辐照能量为6000mj/cm2的365nm汞灯预固化，测试胶与PCB板材的180度剥离力。
(2)热固粘接力测试：将经UV灯预固的样品，放在120℃烘箱中，烘烤30min，测试胶与PCB板材的180剥离力。
(3)黄变测试：将胶样涂在两片玻璃中间，控制厚度为0.5mm 左右，经UV预固、热固后，放入温度85℃、湿度RH85％的老化箱中1000h后，测试老化前后的黄变差值△b值。
(4)透光率测试：将胶样涂在两片玻璃中间，控制厚度为0.5mm 左右，经UV预固、热固制得样品，其中玻璃的透光率在91-92％左右。采用分光光度计，计算290-1100nm的透光率平均值。
表1实施例测试结果
Figure RE-GDA0003796089210000081
上述性能测试结果如表1所示。
结果分析：实施例1-7表明，仅经过紫外光固化定型的样品粘接力较弱，很轻易的能从PCB板上截开，表明此阶段透明胶仅仅是填缝和定型，无法形成可靠粘接。经过热烘烤固化后，实施例1-7样品的粘接力均得到质的提升，具有较好的粘接力。
综上所述，本发明中所述的一种高耐候LED密封胶制备和封装技术，其黄变极小，同时两步固化法具有可返工性，具有以及优异的耐黄变性，较强的粘接力以及高透光率，能符合LED元器件的封装需求。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神所定义的范围。

Claims (8)

1.一种高耐候LED密封胶，其特征在于，配比以及质量份计如下：
(甲基)丙烯酸基聚丁二烯：20～100份；
增粘树脂：0～50份；
丙烯酸单体：0～40份；
光引发剂：0.5～3份；
过氧化物引发剂：0.1～3份；
硅烷偶联剂：0.1～3份；
并且所述(甲基)丙烯酸基聚丁二烯、增粘树脂、丙烯酸单体为主体树脂组份，其和为100质量份。
2.根据权利要求1所述的一种高耐候LED密封胶，其特征在于，所述的(甲基)丙烯酸基聚丁二烯为聚丁二烯末端(甲基)丙烯酸官能化，且分子链中含有少量不饱和乙烯基。
3.根据权利要求1所述的一种高耐候LED密封胶，其特征在于，所述增粘树脂为聚丁二烯、官能化的聚丁二烯、聚异丁烯，更优选的是聚丁二烯。
4.根据权利要求1所述的一种高耐候LED密封胶，其特征在于，所述丙烯酸单体包含十二烷基丙烯酸酯、硬脂酸丙烯酸酯、丙烯酸异癸酯、3,3,5三甲基环己烷丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、月桂酸丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或两种以及以上复配。
5.根据权利要求1所述的一种高耐候LED密封胶，其特征在于，自由基型光发剂包含2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基-苯基甲酮、2-羟基-1-(4-(2-羟基-2-甲基丙酰基苯基)苄基)-2-甲基-1-丙酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯、α-羟基酮低聚物中的一种或二种及以上复配。
6.根据权利要求1所述的一种高耐候LED密封胶，其特征在于，所述过氧化物引发剂包含过氧化2-乙基己基酸叔戊酯、过氧化2-乙基己基酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化乙烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯的一种或二种及以上复配。
7.根据权利要求1所述的一种高耐候LED密封胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂包含乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基低聚硅烷中的一种或二种及以上复配、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或二种及以上复配。
8.一种高耐候LED密封胶的封装方法，适用于上述权利1-7任一项所述的一种高耐候LED密封胶，其特征在于，所述密封胶充分搅拌均匀灌装后，实行以下步骤：
第一步，将本发明中涉及到的密封胶填充到被粘物中间(LED灯面板与盖板之间)，经过紫外光预固定型为固态，此时粘接力较小可以轻易返工；
第二步，将第一步中的组合件在100～150℃的真空烘箱中烘烤10～30min，完成进一步固化和粘接。
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