专利名称：一种抗冲击和光衰的固晶绝缘胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种绝缘胶，尤其涉及一种高功率LED用绝缘胶。
背景技术：
LED(发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的半导体，具有体积小、节能 环保、使用寿命长等特点，广泛应用于显示屏、交通讯号显示光源、汽车工业用灯、背光源、 照明光源等领域。近年随着新材料、新工艺的不断提高，超高亮度发光二极管(LED)的发光 强度有了很大提高，发光效率也大大增加。固晶材料是超高亮度发光二极管(LED)封装过程中必备的关键材料之一，是决定 LED性能，特别是寿命的重要因素。绝缘胶在LED制造过程中的作用主要是固晶，将LED芯 片与基材粘接一起，经加热固化后，同时实现粘接和散热功能。在实际的安装应用中，需要 有足够的粘结力，以确保芯片性能保持固定，同时需要具有良好的抗冲击。在热性能方面， 它必须能够在膨胀时具有最小的应力，而且可以有效地将晶片所产生的热传递到组装材料 以利于散热。绝缘胶对LED的光学参数和光衰性能有着非常直接和重要的影响，这与绝缘 胶的导热性能涂敷厚度、透过率及其它物理化学性能有关。LED产业的发展方向是朝高亮 度、超高亮度的大功率方向发展，对绝缘胶提出了更高的要求，如1、更好的耐热和耐UV性 能；2、芯片粘接强度高；3、LED成品亮度高，提升Iv ；4、亮度衰减小；5、减少色差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高功率LED用绝缘胶，具有更好的耐热和耐UV性能、 导热系数高、导电胶粘接强度高、可提高产品的剪切强度和粘结能力，及提高高功率的LED 的初始光通量和老化以后的衰减程度。为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案以液态环氧树脂作为基本 树脂，同时添加壳-核结构聚合物增韧双酚F环氧树脂作为增韧剂、主副抗氧剂二元复配的 亚磷酸酯类作为抗黄变剂、并添加无机导热绝缘填料而制得。本发明的绝缘胶，包括以下质量含量的组分液态环氧树脂20 --35%稀释剂8 15%
固化剂5 10%固化促进剂3 5%
无机填料10 --30%触变剂1 5%
偶联剂1 2%增韧剂3 6%
消泡剂0. 5 抗黄变剂0.5 其中，液态环氧树脂选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、有机硅改型环氧树脂、 酚醛环氧树脂中的一种或两种以上的混合；稀释剂选自C12-14醇缩水甘油醚、1，4 丁二醇二缩水甘油醚、叔碳酸缩水甘油脂、 1,6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚中的一种或几种的混合物。固化剂选自咪唑或其衍生物或酸酐类。
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固化促进剂选自有机脲类或微胶囊化咪唑衍生物。偶联剂选自硅烷偶联剂，如Y- (2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅或Y-氯丙基三乙
氧基硅烷。消泡剂选自磷酸酯类消泡剂。无机填料选自氮化硅、氧化铝、氮化硼中的一种或几种的混合物。触变剂选自气相二氧化硅-环氧树脂复合改性物，其中气相二氧化硅环氧树脂 的质量比为0.5 2. 5 100，与环氧树脂混合稳定性好，便于混合，避免了轻质气相二氧化 硅在体系中难于分散的缺陷；同时在储存过程中能捕获游离胺，阻止改性胺类潜伏型固化 剂与环氧树脂的反应，改善绝缘胶的储存稳定性。增韧剂选自壳-核结构聚合物增韧双酚F环氧树脂，其中壳_核聚合物与双酚F 环氧树脂的添加比例(按质量份)为1 2 3，环氧当量250g/eq。壳-核聚合物是一 种具有独特结构的聚合物复合粒子，其核为橡胶如苯乙烯、丁二烯聚合物，赋予制品拉伸性 能；壳为具有较高玻璃化温度的塑料如丙烯酸等聚合物。由于具有非常高的硅_丙烯酸橡 胶含量，所以它具有极佳的耐候性和低温抗冲击性能；同时，由于核壳结构的特性，该增韧 剂在增加固化后的连结力和基体树脂的冲击性能的同时，能产生较大的膨胀形变和剪切屈 服，对于模量影响很少。抗黄变剂选自主副抗氧剂二元复配的亚磷酸酯类抗黄变剂，如V76-P。环氧树脂 耐候性能相对薄弱，特别是LED固晶用绝缘胶粘剂，对产品的光学性能要求严格，从而也对 环氧体系的抗黄变性能提出了更高的要求。通过添加主副抗氧剂二元复配的亚磷酸酯类抗 黄变剂(折射率1. 48 1. 52)能使制品保持其透明度并能抑制颜色的变化。在高温反应 过程中，复合抗氧剂能有效抑制聚合物颜色的变化；在储存的过程中，复合抗氧剂中的受阻 酚化合物可以捕捉聚合物在氧化过程中生成的过氧化自由基，从而有效的防止聚合物的黄 变。同时它对紫外线有一定的吸收能力，可提高产品的抗氧性和光热稳定性。与紫外线吸 收剂共用有很好的协同效应，能明显的提高环氧体系的耐黄变性能。本发明的绝缘胶，其制备方法包括以下步骤a、按比例分别加入除填料外的基本树脂及助剂，搅拌均勻；b、按比例分批加入填料，实现充分混合均勻；C、用三辊机研磨1 2遍，达到适合的细度和粘度；d、取100目以上的混粒颗粒过滤后抽真空脱泡15分钟。通过以上方法制得的绝缘胶，抗冲击和抗光衰性能好，-10°C条件下可以储存6个 月。晶片推力> IOMpa;瞬间耐热300°C，持续耐热> 260°C、抗老化好(抗冲击韧度和力学 性能高低温循环、高温高潮湿等老化试验后变化< 15% )，适用于产品用于IW以上白光、双 线蓝光、绿光、红光、黄光等高功率LED的固晶。本发明中的绝缘胶适用于高功率LED，抗冲击和抗光衰性能好，不含卤素、Pb、Cd 和六价Cr等有害物质。本发明中的高功率LED用绝缘胶是一种呈高透明状的耐高温树脂胶粘剂，抗冲击 和抗光衰性能好。在实际的安装应用中，具有足够的粘结力，以确保芯片性能保持固定，同 时具有良好的抗冲击。在热性能方面，在膨胀时具有最小的应力，而且可以有效地将晶片所 产生的热传递到组装材料以利于散热。本发明的高功率LED用绝缘胶适用于发光二极管
4(LED)白光、双线蓝光、绿光、红光、黄光等的绝缘粘接，具有固化温度低、芯片粘接强度高、 亮度高、亮度衰减小、减小色差等特点。与现有技术相比，本发明具有以下优点1、可提高产品的抗氧性、光热稳定性和耐黄变性能。2、本发明中涉及的绝缘胶与现有绝缘胶相比，降低了 LED老化以后光通量的衰减 程度。绝缘胶对LED的光学参数和光衰性能有着非常直接和重要的影响。3、气相二氧化硅_环氧树脂复合改性物，与环氧树脂混合稳定性好，便于混合，避 免了轻质气相二氧化硅在体系中难于分散的缺陷；同时在储存过程中能捕获游离胺，阻止 改性胺类潜伏型固化剂与环氧树脂的反应，改善绝缘胶的工艺适应性和储存稳定性。4、力学性能经高低温循环、高温高潮湿等老化试验后变化< 15%。5、混合导热填料的加入，大幅提高了导电胶的耐热和导热性能，导热系数> 2. 3， 瞬间耐热300°C，持续耐热> 260°C。6、添加偶联剂和壳_核结构聚合物改性环氧树脂作为增韧剂，使绝缘胶固化后更 致密，抗冲击强度高，且具有较高的剪切强度和粘结的稳定性。
具体实施例方式实施例1按以下质量含量配备组分双酚A环氧树脂35%，C12-14醇缩水甘油醚14%氮化硅、氧化铝各占12%，酸酐潜伏固化剂(MHHPA) 10%,微胶囊化2E4MZ 3 %气相二氧化硅改性环氧树脂5%偶联剂A-174:2%，壳核结构聚合物改性环氧树脂5%，磷酸酯1%，V76-P 1 %上述配比中，所述气相二氧化硅改性环氧树脂的气相二氧化硅与环氧树脂比例为 2 100，所述壳核结构聚合物改性环氧树脂，壳体为聚甲基丙烯酸甲酯；核体为聚丁二烯， 壳-核聚合物与双酚F环氧树脂的添加比例(按质量份)为1 3，环氧当量250g/eq。按上述配方配制后，用三辊机研磨1 2遍，达到适合的细度和粘度；用100目以 上的滤网过滤后，抽真空脱泡15分钟。实施例2按以下质量含量配备组分双酚A环氧树脂20%，酚醛环氧树脂15%新戊二醇二缩水甘油醚13%，氮化硅、氧化铝各占12. 5%，
咪唑10%，100b,日本化成株式会社生产的环氧树脂固化促进剂2. 5%,气相二氧化硅改性环氧树脂(同例1) 5%,K570 2%,壳核结构聚合物改性环氧树脂(同例1) 5. 5%,磷酸酯1%，V76-P 1 %按上述配方配制后，用三辊机研磨1 2遍，达到适合的细度和粘度；用100目以 上的滤网过滤后，抽真空脱泡15分钟。按上述配方制得的绝缘胶，经150°C，Ih固化后检测各项性能对比如下表1 表 权利要求
1.一种抗冲击和光衰的固晶绝缘胶，其特征在于以液态环氧树脂作为基本树脂，同 时添加壳-核结构聚合物增韧双酚F环氧树脂作为增韧剂、主副抗氧剂二元复配的亚磷酸 酯类作为抗黄变剂、并添加无机导热绝缘填料而制得。
2.根据权利要求1所述的固晶绝缘胶，其特征在于所述绝缘胶，包括以下质量含量的 组分液态环氧树脂20 -35%稀释剂8 15%固化剂5 10%固化促进剂2 5%无机填料10 --30%触变剂1 5%偶联剂1 2%增韧剂3 6%消泡剂0. 5 抗黄变剂0.5
3.根据权利要求2所述的固晶绝缘胶，其特征在于所述液态环氧树脂选自双酚A环 氧树脂、双酚F环氧树脂、有机硅改型环氧树脂、酚醛环氧树脂中的一种或两种以上的混合。
4.根据权利要求2所述的固晶绝缘胶，其特征在于所述稀释剂选自C12-14醇缩水 甘油醚、1，4 丁二醇二缩水甘油醚、叔碳酸缩水甘油脂、1，6_己二醇二缩水甘油醚、新戊二 醇二缩水甘油醚中的一种或几种的混合物；所述固化剂选自咪唑或其衍生物或酸酐类；所 述固化促进剂为有机脲类或微胶囊化咪唑衍生物；所述偶联剂选自硅烷偶联剂，如Y-O， 3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅或Y-氯丙基三乙氧基硅烷；所述消泡剂选自磷酸酯类消泡 剂。
5.根据权利要求2所述的固晶绝缘胶，其特征在于所述无机填料选自氮化硅、氧化 铝、氮化硼中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求2所述的固晶绝缘胶，其特征在于所述触变剂选自气相二氧化 硅-环氧树脂复合改性物，其中气相二氧化硅与环氧树脂的质量比为0.5 2. 5 100。
7.根据权利要求2所述的固晶绝缘胶，其特征在于所述增韧剂选自壳-核结构聚合 物增韧双酚F环氧树脂。
8.根据权利要求2所述的固晶绝缘胶，其特征在于所述壳-核结构聚合物增韧双酚F 环氧树脂中壳-核结构聚合物双酚F环氧树脂=1 2 3，环氧当量为250g/eq。
9.根据权利要求2所述的固晶绝缘胶，其特征在于所述抗黄变剂选自主副抗氧剂二 元复配的亚磷酸酯类抗黄变剂，如V76-P。
10.如权利要求1 9所述的固晶绝缘胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤a、按比例分别加入除填料外的基本树脂及助剂，搅拌均勻；b、按比例分批加入填料，实现充分混合均勻；C、用三辊机研磨1 2遍，达到适合的细度和粘度；d、用100目以上的滤网过滤后，抽真空脱泡15分钟。
全文摘要
本发明公开了一种抗冲击和光衰的固晶绝缘胶及其制备方法，是以液态环氧树脂作为基本树脂，同时添加壳-核结构聚合物增韧双酚F环氧树脂作为增韧剂、主副抗氧剂二元复配的亚磷酸酯类作为抗黄变剂、并添加无机导热绝缘填料而制得。本发明的高功率LED用绝缘胶抗冲击和抗光衰性能好，适用于发光二极管(LED)白光、双线蓝光、绿光、红光、黄光等的绝缘粘接，具有固化温度低、芯片粘接强度高、亮度高、亮度衰减小、减小色差等特点。
文档编号C09J163/04GK102127384SQ201010607408
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者付振晓, 陈伟 申请人:广东风华高新科技股份有限公司