CN116082981A - 一种MiniLED灯半透光封装胶带及其生产工艺和丙烯酸酯胶黏剂 - Google Patents

一种MiniLED灯半透光封装胶带及其生产工艺和丙烯酸酯胶黏剂 Download PDF

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Abstract

本申请涉及LED封装技术领域，具体公开了一种MiniLED灯半透光封装胶带及其生产工艺和丙烯酸酯胶黏剂。一种MiniLED灯半透光封装胶带，依次包括基材层、设置在基材层上的半透印刷层、涂覆在基材层背离半透印刷层一面的胶黏剂层、以及贴合固定在胶黏剂层上的离型膜；所述胶黏剂层由丙烯酸酯胶黏剂干燥固化后形成。本申请的MiniLED灯半透光封装胶带具有易封装、易剥离、不损坏元气件的优点，可以方便后续对MiniLED灯进行维修，相较于传统的环氧树脂封装胶带具有非常低的维修成本。

Description

一种MiniLED灯半透光封装胶带及其生产工艺和丙烯酸酯胶黏剂
技术领域
本申请涉及LED封装技术领域，更具体地说，它涉及一种MiniLED灯半透光封装胶带及其生产工艺和丙烯酸酯胶黏剂。
背景技术
LED封装是指对LED发光芯片的封装，相比集成电路封装有很大不同，LED的封装不仅要求能够保护灯芯，而且还要能够透光，所以LED的封装工艺对封装材料有特殊的要求。
传统的LED封装一般采用灌胶的方式，胶体液化后渗入LED灯珠的间隙，填充完成后再加热固化成型，这种工艺比较繁琐。并且，本项目涉及的背贴物是MiniLED灯珠，MiniLED灯珠是在小间距LED基础上，衍生出来的一种新型LED显示技术，也被称为亚毫米发光二极管，它的晶粒尺寸大约在50-200μm，介于传统LED和MicroLED之间，具有巨大的行业发展潜力，因此MiniLED灯的封装工艺非常重要。
由于MiniLED的芯片尺寸范围主要在50-200μm，同时MiniLED芯片和灯珠的单位面积使用量巨大且排列十分紧密，因此对于封装胶带的可靠性与良性要求高。另外，MiniLED显示屏的使用环境相对比较复杂，空气中的水汽如果透过封装材料或者支架渗入接触到LED芯片中的电极引脚，很容易产生短路现象，同时由于MiniLED产品大量密集排列的特点，使用的封装器件也成倍增长。
考虑到后续的维修难度和成本，传统的环氧树脂封装胶带一旦封装固定后，就不可拆除，造成MiniLED的维修成本和难度大大提高，因此需要开发出易封装、易剥离、不损坏元器件的封装胶带。
发明内容
为了改善LED封装胶带封装效果差的问题，本申请提供一种MiniLED灯半透光封装胶带及其生产工艺和丙烯酸酯胶黏剂。
第一方面，本申请提供一种MiniLED灯半透光封装胶带，采用如下的技术方案：一种MiniLED灯半透光封装胶带，依次包括基材层、设置在基材层上的半透印刷层、涂覆在基材层背离半透印刷层一面的胶黏剂层、以及贴合固定在胶黏剂层上的离型膜；所述胶黏剂层由丙烯酸酯胶黏剂干燥固化后形成，所述丙烯酸酯胶黏剂主要由如下重量份数的原料制成：
环氧丙烯酸酯5-10份；
甲基丙烯酸甲酯20-35份；
交联剂2-4份；
引发剂2.5-4份；
调节剂3-5份；
溶剂80-100份；
所述调节剂为A、B、C中的至少一种，
A的结构式为
Figure BDA0003836807960000021
B结构式为
Figure BDA0003836807960000022
C的结构式为
Figure BDA0003836807960000023
其中，R1为H、C1-C6的烷基、卤素中的一种；R2为羧基、氨基、苯基中的一种。
通过采用上述技术方案，在基材层上均匀涂抹丙烯酸酯胶黏剂形成胶黏剂层，其中，环氧丙烯酸酯与甲基丙烯酸甲酯在引发剂和交联剂的作用下形成粘性值合适的胶黏体系，同时加入调节剂后，调节剂的分子结构上具有丙烯基团，可以交联到胶黏体系内，并且由于烯丙基与酚羟基在苯环上为邻位关系，其反应活性进一步增强，能够改善胶黏体系的网状分子结构，提升粘性。
另外，调节剂苯环上的各种取代基团可以通过空间位阻效应、分子间氢键等作用力调整胶黏体系内分子链之间的排列状态，进而调节胶黏剂的“软硬度”，使得胶带在与LED待封装件贴合时更加紧密，胶黏剂层可以充分嵌入、贴合在相邻LED灯珠之间的缝隙，减少胶带与工件之间出现空泡现象，可以有效阻止水汽、氧气等对胶黏剂层的渗透，封装效果更好，相较于环氧树脂类固化型胶黏剂，剥离后不易产生残留，不会对元器件产生损伤，方便维修。
优选的，所述基材层为聚酯薄膜，所述聚酯薄膜的厚度为50-100μm。
通过采用上述技术方案，聚酯薄膜的耐腐蚀性、力学性能更佳优异，并且具有适宜的透光率，其与丙烯酸酯胶黏剂之间的结合力也较佳，并且调整和优化聚酯薄膜的厚度，使得胶带与LED封装工件之间的结合状态更好，不易产生空泡。
优选的，所述胶黏剂层的厚度为50-120μm。
通过采用上述技术方案，优化和调整胶黏剂层的厚度，可以更加适配MiniLED灯芯片的尺寸，胶黏剂层能够更加充分的嵌入到LED灯珠之间的缝隙，进一步降低空泡产生的几率。
优选的，所述胶黏剂的粘性值为400-600g/in。
通过采用上述技术方案，优化和调整胶黏剂的粘性值，在保证较佳封装效果的同时不对LED芯片上的元器件产生剥离损伤，方便后续的维修操作，同时也不易导致胶黏剂层与芯片之间的粘结力过高而发生残胶的现象。
优选的，所述甲基丙烯酸甲酯与调节剂的质量比为(4-11.5):1。
通过采用上述技术方案，试验和调整甲基丙烯酸甲酯与调节剂之间的比例，进一步平衡胶黏剂层的“软硬度”和粘性值，在保证较佳封装效果的同时不产生空泡和残胶。
优选的，所述调节剂由A、B、C按摩尔比为(1-1.5):(2-5):(0.3-0.8)组成。
通过采用上述技术方案，优化和调整A、B、C组分之间的配比，进一步改善胶黏剂层内分子链的交联和排列状态，使得胶黏体系的粘性和软硬度更加适配，提升胶带的封装效果。
优选的，所述溶剂由醋酸乙酯、DMSO按摩尔比1:(0.15-0.18)组成。
通过采用上述技术方案，优化和调整溶剂的组成配比，醋酸乙酯使得各种反应物料在溶剂内均匀分散，DMSO分子的亚砜基可以促进胶黏体系内调节剂与丙烯酸酯分子之间形成交联结合，改善胶凝体系的分子结构状态，进一步提高胶带的封装效果。
第二方面，本申请提供一种MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺，采用如下的技术方案：
一种MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺，包括如下步骤：
S1：在基材层表面进行油墨印刷后形成半透印刷层；
S2：在基材背离半透印刷层的一面均匀涂抹丙烯酸酯胶黏剂，干燥固化后形成胶黏剂层；
S3：将离型膜与胶黏剂层贴合在一起即得。
通过采用上述技术方案，在基材层上印刷油墨后可以调整胶带的透光率，以适配不同的封装要求。然后涂抹丙烯酸酯胶黏剂后形成胶黏剂层，可以与LED封装工件之间形成紧密的贴合，同时在后续的维修时可以方便剥离，不产生残胶，也不会对元器件产生损伤。另外贴合离型膜后对胶黏剂形成保护，可以延长产品的储存时间。
优选的，所述半透印刷层的厚度为3.5-6μm。
通过采用上述技术方案，优化和调整半透印刷层的厚度，可以调节胶带的透光率，以适配不同的封装工艺和使用环境，适合不同类型的LED器件。
第三方面，本申请提供一种丙烯酸酯胶黏剂，采用如下的技术方案：
一种丙烯酸酯胶黏剂，主要由如下重量份数的原料制成：
环氧丙烯酸酯5-10份；
甲基丙烯酸甲酯20-35份；
交联剂2-4份；
引发剂2.5-4份；
调节剂3-5份；
溶剂80-100份；
所述调节剂为A、B、C中的至少一种，
A的结构式为
Figure BDA0003836807960000041
B结构式为
Figure BDA0003836807960000042
C的结构式为
Figure BDA0003836807960000043
其中，R1为H、C1-C6的烷基、烷氧基中的一种；R2为H、苯基中的一种。
通过采用上述技术方案，本申请的丙烯酸酯胶黏剂具有合适的粘性值和“软硬度”，非常适合用于MiniLED灯芯片的封装，不易产生空泡，剥离时不产生残胶和损伤，并且可以在65-80℃的环境下长时间工作，也可以耐受120℃的短期加工温度，适合推广应用。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用双组分丙烯酸酯单体形成溶剂型的丙烯酸酯胶黏体系，同时加入调节剂后改善胶凝体系内的分子链交联和排列状态，平衡胶黏剂层的粘性值和“软硬度”，具有较好的封装效果，同时不易产生残胶和损伤。
2、本申请中优化和调整调节剂分子结构上的取代基团，进一步改善胶黏体系的分子交联状态，获得较佳的封装效果。
3、本申请的丙烯酸酯胶黏剂具有较合适的粘性值和软硬度，非常适合用于MiniLED灯芯片的封装工艺，具有封装效果好、方便后续维修的优点。
附图说明
图1为本申请中MiniLED灯半透光封装胶带的结构示意图。
具体实施方式
以下结合图1及实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例及对比例的原料除特殊说明以外均为普通市售。
实施例
实施例1
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带，参照图1，包括基材层，基材层的一面设置有半透印刷层，基材层的另一面设置有胶黏剂层，胶黏剂层上贴合固定有离型膜。
其中，基材层为PE薄膜，基材层的厚度为50μm。半透印刷层的厚度为3.5μm。离型膜的厚度为85μm。胶黏剂层由丙烯酸酯胶黏剂干燥固化后形成，胶黏剂层的厚度为100μm。
本实施例的丙烯酸酯胶黏剂，由如下重量的原料制成：环氧丙烯酸酯5kg、甲基丙烯酸甲酯35kg、交联剂2kg、引发剂2.5kg、调节剂3kg、溶剂80kg。
其中，交联剂为N,N-二甲基对甲苯胺。引发剂为过氧化苯甲酰。溶剂为醋酸乙酯。调节剂为A，A的结构式为
Figure BDA0003836807960000051
其中，R1为H；R2为乙酸基。
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺，包括如下步骤：
S1：选取碳黑油墨，通过印刷设备在基材层表面进行油墨印刷，干燥后形成半透印刷层，半透印刷层可耐酒精擦拭大于20次，防指纹；
S2：采用旋涂工艺在基材背离半透印刷层的一面均匀涂抹上述丙烯酸酯胶黏剂，干燥固化后形成胶黏剂层；
S3：将离型膜与胶黏剂层贴合在一起即得。
其中，胶黏剂层与半透印刷层的总透光率为30％。
实施例2
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带，包括基材层，基材层的一面设置有半透印刷层，基材层的另一面设置有胶黏剂层，胶黏剂层上贴合固定有离型膜。
其中，基材层为PP薄膜，基材层的厚度为100μm。半透印刷层的厚度为6μm。离型膜的厚度为60μm。胶黏剂层由丙烯酸酯胶黏剂干燥固化后形成，胶黏剂层的厚度为50μm。
本实施例的丙烯酸酯胶黏剂，由如下重量的原料制成：环氧丙烯酸酯10kg、甲基丙烯酸甲酯20kg、交联剂4kg、引发剂4kg、调节剂5kg、溶剂100kg。
其中，交联剂为N,N-二甲基对甲苯胺。引发剂为过氧化苯甲酰。溶剂为醋酸乙酯。调节剂由B、C按摩尔比1:0.5组成。
B结构式为
Figure BDA0003836807960000061
其中R1为甲基，R2为苯基；
C的结构式为
Figure BDA0003836807960000062
其中，R1为异丙基；R2为甲胺基。
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺，包括如下步骤：
S1：选取碳黑油墨，通过印刷设备在基材层表面进行油墨印刷，干燥后形成半透印刷层，半透印刷层可耐酒精擦拭大于20次，防指纹；
S2：采用旋涂工艺在基材背离半透印刷层的一面均匀涂抹上述丙烯酸酯胶黏剂，干燥固化后形成胶黏剂层；
S3：将离型膜与胶黏剂层贴合在一起即得。
其中，胶黏剂层与半透印刷层的总透光率为50％。
实施例3
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带，包括基材层，基材层的一面设置有半透印刷层，基材层的另一面设置有胶黏剂层，胶黏剂层上贴合固定有离型膜。
其中，基材层为聚酯薄膜，基材层的厚度为75μm。半透印刷层的厚度为5μm。离型膜的厚度为75μm。胶黏剂层由丙烯酸酯胶黏剂干燥固化后形成，胶黏剂层的厚度为70μm。
本实施例的丙烯酸酯胶黏剂，由如下重量的原料制成：环氧丙烯酸酯8.5kg、甲基丙烯酸甲酯30kg、交联剂3kg、引发剂3.2kg、调节剂4kg、溶剂90kg。
其中，交联剂的型号为PX3000，生产厂家为东莞宏石功能材料科技有限公司。引发剂为偶氮二异丁腈。溶剂为醋酸乙酯。调节剂由A、C按摩尔比2:1组成。
A的结构式为
Figure BDA0003836807960000071
其中R1为H，R2为苯基；
C的结构式为
Figure BDA0003836807960000072
其中，R1为氯；R2为乙胺基。
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺，包括如下步骤：
S1：选取碳黑油墨，通过印刷设备在基材层表面进行油墨印刷，干燥后形成半透印刷层，半透印刷层可耐酒精擦拭大于20次，防指纹；
S2：采用旋涂工艺在基材背离半透印刷层的一面均匀涂抹上述丙烯酸酯胶黏剂，干燥固化后形成胶黏剂层；
S3：将离型膜与胶黏剂层贴合在一起即得。
其中，胶黏剂层与半透印刷层的总透光率为40％。
实施例4
本实施的MiniLED灯半透光封装胶带，包括基材层，基材层的一面设置有半透印刷层，基材层的另一面设置有胶黏剂层，胶黏剂层上贴合固定有离型膜。
其中，基材层为聚酯薄膜，基材层的厚度为75μm。半透印刷层的厚度为5μm。离型膜的厚度为75μm。胶黏剂层由丙烯酸酯胶黏剂干燥固化后形成，胶黏剂层的厚度为70μm。
本实施例的丙烯酸酯胶黏剂，由如下重量的原料制成：环氧丙烯酸酯8.5kg、甲基丙烯酸甲酯30kg、交联剂3kg、引发剂3.2kg、调节剂4kg、溶剂90kg。
其中，交联剂的型号为PX3000，生产厂家为东莞宏石功能材料科技有限公司。引发剂为偶氮二异丁腈。溶剂为醋酸乙酯。调节剂由A、B、C按摩尔比为1:5:0.3组成。
A的结构式为
Figure BDA0003836807960000073
其中R1为H，R2为苯基；
B结构式为
Figure BDA0003836807960000081
其中R1为氯，R2为乙酸基；
C的结构式为
Figure BDA0003836807960000082
其中，R1为H；R2为甲胺基。
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺与实施例3相同。
实施例5
本实施例的丙烯酸酯胶黏剂与实施例4的不同之处在于：调节剂由A、B、C按摩尔比为1.5:2:0.8组成，其余的与实施例4中相同。
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺与实施例3相同。
实施例6
本实施例的丙烯酸酯胶黏剂与实施例4的不同之处在于：调节剂由A、B、C按摩尔比为1.2:3.5:0.65组成，其余的与实施例4中相同。
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺与实施例3相同。
实施例7
本实施例丙烯酸酯胶黏剂与实施例6的不同之处在于：溶剂由醋酸乙酯、DMSO按摩尔比1:0.15组成，其余的与实施例6相同。
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺与实施例6相同。
实施例8
本实施例丙烯酸酯胶黏剂与实施例6的不同之处在于：溶剂由醋酸乙酯、DMSO按摩尔比1:0.18组成，其余的与实施例6相同。
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺与实施例6相同。
实施例9
本实施例丙烯酸酯胶黏剂与实施例6的不同之处在于：溶剂为异丙醇，其余的与实施例6相同。
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺与实施例6相同。
对比例
对比例1
本对比例的MiniLED灯半透光封装胶带，包括基材层，基材层的一面设置有半透印刷层，基材层的另一面设置有胶黏剂层，胶黏剂层上贴合固定有离型膜。
其中，基材层为PE薄膜，基材层的厚度为50μm。半透印刷层的厚度为3.5μm。离型膜的厚度为85μm。胶黏剂层由丙烯酸酯胶黏剂干燥固化后形成，胶黏剂层的厚度为100μm。
本对比例的丙烯酸酯胶黏剂，由如下重量的原料制成：环氧丙烯酸酯5kg、甲基丙烯酸甲酯35kg、交联剂2kg、引发剂2.5kg、溶剂80kg。
其中，交联剂为N,N-二甲基对甲苯胺。引发剂为过氧化苯甲酰。溶剂为醋酸乙酯。
本对比例的MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺与实施例1相同。
对比例2
本对比例的丙烯酸酯胶黏剂与实施例1的不同之处在于：调节剂为邻异丙基苯酚，其余的与实施例1相同。
本实施例的MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺与实施例1相同。
对比例3
本对比例的丙烯酸酯胶黏剂与实施例1的不同之处在于：调节剂为A，
A的结构式为
Figure BDA0003836807960000091
其中，R1为H；R2为醇乙基,其余的与实施例1相同。
性能检测试验
检测方法
取实施例1-9以及对比例1-3的MiniLED灯半透光封装胶带与待封装器件贴合，测试其剥离性能，测试结果如表1所示。
表1实施例1-9以及对比例1-3的MiniLED灯半透光封装胶带性能测试数据
Figure BDA0003836807960000092
Figure BDA0003836807960000101
分析实施例1-3以及对比例1并结合表1可以看出，通过在双组分丙烯酸酯胶黏剂体系内添加调节剂，调节剂分子结构上的多种取代基团可以促进和参与到胶黏体系分子链的交联和排列中，改善胶黏体系的结构状态，使得胶黏剂层具有较为合适的粘性值的软硬度，在与MiniLED灯芯片进行贴合时，胶黏剂层可以充分的封闭芯片之间的缝隙，不产生空泡现象，同时在剥离时不会对元器件产生损伤，降低维修成本。可以看出，相较于未添加调节剂的双组分丙烯酸酯胶黏剂，封装后没有残胶和空泡。
分析实施例4-5、对比例2-3并结合表1可以看出，调整和优化调节剂中A、B、C的配比和结构形态，进一步改善胶黏剂层的软硬度，使之更加适配MiniLED灯芯片的封装。可以看出对比例2中的邻异丙基苯酚、对比例3的醇乙基取代基团对胶黏剂层的体系软硬度没有正向的改善作用，可能是与丙烯酸酯分子体系之间不能形成氢键、分子间连接等作用，封装后容易产生空泡。
分析实施例7-8、实施例9并结合表1可以看出，选择合适的溶剂可以促进胶黏剂体系的建立，优化胶黏剂体系的分子结构状态，当选择异丙醇作为溶剂时，可能由于异丙醇对调节剂与丙烯酸酯分子体系的交联没有较好的促进作用，导致胶黏剂层的软硬度不匹配，封装后容易产生空泡和残胶。而采用醋酸乙酯和DMSO可以很好的改善胶黏剂层的软硬度，封装效果更好。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种MiniLED灯半透光封装胶带，其特征在于，依次包括基材层、设置在基材层上的半透印刷层、涂覆在基材层背离半透印刷层一面的胶黏剂层、以及贴合固定在胶黏剂层上的离型膜；所述胶黏剂层由丙烯酸酯胶黏剂干燥固化后形成，所述丙烯酸酯胶黏剂主要由如下重量份数的原料制成：
环氧丙烯酸酯5-10份；
甲基丙烯酸甲酯20-35份；
交联剂2-4份；
引发剂2.5-4份；
调节剂3-5份；
溶剂80-100份；
所述调节剂为A、B、C中的至少一种，
A的结构式为
Figure FDA0003836807950000011
B结构式为
Figure FDA0003836807950000012
C的结构式为
Figure FDA0003836807950000013
其中，R1为H、C1-C6的烷基、卤素中的一种；R2为羧基、氨基、苯基中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种MiniLED灯半透光封装胶带，其特征在于，所述基材层为聚酯薄膜，所述聚酯薄膜的厚度为50-100μm。
3.根据权利要求1所述的一种MiniLED灯半透光封装胶带，其特征在于，所述胶黏剂层的厚度为50-120μm。
4.根据权利要求1所述的一种MiniLED灯半透光封装胶带，其特征在于，所述胶黏剂的粘性值为400-600g/in。
5.根据权利要求1所述的一种MiniLED灯半透光封装胶带，其特征在于，所述甲基丙烯酸甲酯与调节剂的质量比为(4-11.5):1。
6.根据权利要求1所述的一种MiniLED灯半透光封装胶带，其特征在于，所述调节剂由A、B、C按摩尔比为(1-1.5):(2-5):(0.3-0.8)组成。
7.根据权利要求1所述的一种MiniLED灯半透光封装胶带，其特征在于，所述溶剂由醋酸乙酯、DMSO按摩尔比1:(0.15-0.18)组成。
8.一种MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在基材层表面进行油墨印刷后形成半透印刷层；
S2：在基材背离半透印刷层的一面均匀涂抹丙烯酸酯胶黏剂，干燥固化后形成胶黏剂层；
S3：将离型膜与胶黏剂层贴合在一起即得。
9.根据权利要求8所述的一种MiniLED灯半透光封装胶带的生产工艺，其特征在于，所述半透印刷层的厚度为3.5-6μm。
10.一种丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于，主要由如下重量份数的原料制成：
环氧丙烯酸酯5-10份；
甲基丙烯酸甲酯20-35份；
交联剂2-4份；
引发剂2.5-4份；
调节剂3-5份；
溶剂80-100份；
所述调节剂为A、B、C中的至少一种，
A的结构式为
Figure FDA0003836807950000021
B结构式为
Figure FDA0003836807950000022
C的结构式为
Figure FDA0003836807950000023
其中，R1为H、C1-C6的烷基、烷氧基中的一种；R2为H、苯基中的一种。
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