一种小间距显示屏环氧封装材料及其制备方法、应用与流程

本发明涉及封装材料，尤其涉及一种小间距显示屏环氧封装材料及其制备方法、应用。

背景技术：

1、小间距led显示屏是指led点间距在p2.5及以下的室内led显示屏。小间距led显示屏采用像素级的点控技术，实现对显示屏像素单位的亮度、色彩的还原性和统一性的状态管控。随着led显示屏制造技术的提高，传统led显示屏的分辨率得到了大幅提升，可以显示更高清晰度的图形图像和视频，也可显示更多路的视频和图像画面，尤其是在图像拼接方面的运用，可以做到无缝和任意大面积拼接。

2、led封装材料主要有环氧树脂和有机硅等，有机硅材料耐高低温性能和耐氧化、耐候性较好，但是其存在硬度低、易吸潮、致密性不够、粘结强度较小等缺陷限制了其应用；环氧树脂成型性、耐热性、机械性能、粘接性优异，但是其收缩率大、易翘曲，特别是作为封装材料在bt树脂基板上使用时，由于两者的热膨胀系数相差158ppm左右，封装固化降温时经常导致翘曲发生，使器件无法切割或切割良率降低，难以满足小间距显示屏的封装需求及其在薄基板上的使用。

3、公开号为cn102558769b的中国专利于2015年11月25日公开了一种用于封装半导体器件的环氧树脂组合物以及由该环氧树脂组合物封装的半导体器件，其中所用的环氧树脂为芳烃-甲醛树脂改性的线性酚醛环氧树脂，虽然其制备的组合物具有较好的流动性，但是其难以满足bt树脂基板的封装需求，存在翘曲的潜在风险。公开号为cn103468095b的中国专利于2016年8月10日公开了一种硅烷偶联剂改性的环氧树脂及其制备，该方法中通过硅烷偶联剂对环氧树脂进行改性，但是其环氧树脂体系的柔韧性和结构强度仍然存在较大提升空间，作封装材料使用时难以满足薄基板的需要。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明首先提供了一种小间距显示屏环氧封装材料，利用各组分的协同作用，所述封装材料具有收缩率小、低翘曲、封装可靠性高、耐高低温冲击、耐回流焊等特点。

2、进一步地，按重量份计，所述环氧封装材料的组分包括：改性环氧树脂100份，颜料0.001-1份，无机填料20-850份，促粘剂0.01-4份，抗氧剂1-3份，助剂0.1-2份。

3、进一步地，所述改性环氧树脂的制备原料包括：按重量份计，环氧树脂100份、固化剂20-160份，扩链剂3-50份，交联剂0.05-3份。

4、本发明中所述小间距显示屏环氧封装材料的组分与改性环氧树脂的制备原料的重量份的计量标准不相同。

5、进一步地，所述环氧树脂选自脂环环氧树脂、双酚a/双酚f/双酚s型线性环氧树脂、双酚a/双酚f/双酚s型线性酚醛环氧树脂，联苯型环氧树脂、萘环环氧树脂、氢化双酚a/双酚f/双酚s型线性环氧树脂、氢化双酚a/双酚f/双酚s型线性酚醛环氧树脂、多官能团基环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚类环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、异氰尿酸三缩水甘油酯、异氰尿酸二缩水甘油酯中的一种或几种的组合。

6、进一步地，所述环氧树脂包括脂环环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘环环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、异氰尿酸三缩水甘油酯、异氰尿酸二缩水甘油酯中的至少一种，用量为环氧树脂总量的30-90wt.%；优选为40-85wt.%；进一步优选为50-80wt.%。

7、优选地，所述环氧树脂包括脂环型环氧树脂，选自双(7-氧杂双环[4.1.0]3-庚甲基)己二酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇]2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚中的至少一种或几种的组合。

8、进一步地，所述环氧树脂还包括双酚a/双酚f/双酚s型线性环氧树脂、双酚a/双酚f/双酚s型线性酚醛环氧树脂、氢化双酚a/双酚f/双酚s型线性环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚类环氧树脂中的至少一种。

9、优选地，所述环氧树脂还包括双酚a/双酚f/双酚s型线性环氧树脂中的至少一种。

10、进一步地，所述固化剂选自酚醛树脂、酸酐、芳香胺中的任意一种。

11、优选地，所述固化剂为酸酐，可选自邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐、氢化均苯四甲酸二酐、顺丁烯二酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基邻苯二甲酸酐、甲基四氢苯二甲酸酐、六氢苯二甲酸酐、甲基六氢苯二甲酸酐、桐油酸酐、十二烯基丁二酸酐、纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、戊二酸酐、氢化甲基纳迪克酸酐、甲基环己烯四羧酸二酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐和1,4,5,6-四溴苯二甲酸酐中的至少一种。

12、在一种优选的实施方式中，所述固化剂为邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、甲基邻苯二甲酸酐中的任意一种。

13、进一步地，所述扩链剂为二元醇或多元醇，优选为c2-c6的二元醇或多元醇。

14、进一步地，所述c2-c8的二元醇或多元醇包括但不限于乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、1，2-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、三甘醇、双丙甘醇、3-甲基-1，5-戊二醇、1，3-或1，4-环己烷二甲醇及其混合物、1，4-环己二醇、1，4-二羟基-2-丁烯、2，6-二甲基-1-辛烯-3，8-二醇、三羟甲基丙烷中的至少一种。

15、在一种优选的实施方式中，所述c2-c8的二元醇或多元醇为丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、1，2-丁二醇中的任意一种。

16、进一步地，所述交联剂为含si-o键的c9-c20酯环化合物和/或含si-o键的c4-c15链状化合物。

17、优选地，所述交联剂为含si-o键的c9-c20酯环化合物和含si-o键的c4-c15链状化合物的组合。

18、含有si-o键的化合物可将si-o键接枝于已开环的环氧树脂的分子链中，由于si-o键的结构特性，其在环氧树脂分子链上的接枝可有效提升体系的交联程度，增强环氧树脂的结构强度，抑制其收缩变形能力，但是本技术意外发现：当采用含si-o键的c9-c20酯环化合物及含si-o键的c4-c15链状化合物的组合，并进一步规定其质量比为（0.5-5）：1时，所制备的环氧封装材料还具有更加优异的pct可靠性和耐冲击性能，推测原因为：含si-o键的c9-c20酯环化合物由于其酯环的存在，可进一步提高环氧树脂的力学性能和体系的交联程度，但其含量过多时，体系内聚力太强，无法缓冲内应力；含si-o键的c4-c15链状化合物流动性较好，但其过量时，环氧树脂体系的致密性较差，较易受温度和水汽影响；调控两者的比例，利用其与体系中其他组分的协同作用，增加环氧封装材料的力学强度、柔韧性和相容性。

19、进一步地，所述含si-o键的c9-c20酯环化合物包括但不限于1-[2-(三甲氧基硅烷基)乙基]-3,4-环氧环己烷、2,4,6,8-四甲基-2-[3-(环氧乙烷基甲氧基)丙基]环四硅氧烷中的一种。

20、进一步地，所述含si-o键的c4-c15链状化合物选自3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇、3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-2-甲基-2-丙烯酸酯、n-(β-氨乙基-γ-氨丙基)三甲氧基硅烷中的至少一种。

21、进一步地，所述改性环氧树脂的制备方法为：取环氧树脂在130-180℃下搅拌；之后将温度调节至40-125℃，加入固化剂、扩链剂、交联剂搅拌5-40min，即可。

22、进一步地，所述颜料选自炭黑、氧化铁黑、锌粉、色淀类、偶氮类、杂环类、酞菁类中的一种或几种的组合。

23、进一步地，所述无机填料通式为m(1-x-y-z-u)+vaxbyczduevo0.5(1+x+2y+3z+3u)，其中m选自na或k；a选自mg、ca、sr、zn中的任一种；b选自b、al、ga中的任一种；c选自si、ge、sn中的任一种；d选自zr或ti；e选自f或cl；规定x<0.3；0.1<y<0.3；0.4<z<0.7；u<0.3；v<0.1，并且x+y+z+u-v>0.1。

24、进一步地，所述无机填料粒径d50为1-10μm；折射率为1.4-1.6，进一步优选为1.46-1.56。

25、优选地，所述无机填料为本发明人2021年9月10日已授权中国专利cn110283561b中公开的无机氧化物微珠。

26、进一步地，所述促粘剂选自硅烷类、嘧啶类、三嗪类中的一种或多种的组合；优选为硅烷类。

27、优选地，所述促粘剂选自氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三乙氧基硅烷、γ-（环氧丙氧）丙基甲基二甲氧基硅烷、β-（环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、四环氧环己基乙基四甲基环四硅氧烷、三环氧环己基乙基四甲基环四硅氧烷、二环氧环己基乙基四甲基环四硅氧烷、四甲基环氧环己基乙基环四硅氧烷、四甲基四环氧乙烷基甲氧基丙基环四硅氧烷、四甲基环氧乙烷基甲氧基丙基环四硅氧烷、乙烯基三（β-甲乙基乙烯基）硅烷中的一种或多种。

28、在一种优选的实施方式中，所述氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲乙基乙烯基）硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。

29、进一步地，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧化剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的任一种或几种的组合。

30、所述受阻酚类抗氧化剂优选自bht、1010、1076、1098、1024、245中的任一种或几种的组合。

31、所述亚磷酸酯类抗氧剂选自168和/或626。

32、所述硫代酯类抗氧剂选自dltp和/或dstp。

33、在一种实施方式中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧剂的组合，质量比为1：（0.1-3）。

34、在一种优选的实施方式中，所述抗氧剂为168和1010，质量比为1：（0.2-2）。

35、在另一种优选的实施方式中，所述抗氧剂为245。

36、进一步地，所述助剂选自酰胺、有机膦、有机磷酸盐、有机鏻的卤化物、胺类物质、含氮杂环化合物中的至少一种。

37、进一步地，所述助剂选自己内酰胺、三苯基膦、甲基三辛基鏻二甲基磷酸盐、四丁基鏻乙酸盐、甲基三丁基鏻二甲基磷酸盐、苄基三苯基鏻氯化物、四丁基鏻氯化物、n,n-二甲氨基苯、n,n-二甲基环己胺、n,n-二甲基苄胺、乙胺、甲胺、异丙胺、正丙胺三乙胺、二乙烯三胺、三乙醇胺、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、苯并咪唑、二甲基咪唑脲中的至少一种。

38、优选地，所述助剂为2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、苯并咪唑、乙胺、甲胺、异丙胺、二乙烯三胺中的任一种。

39、其次，本发明还提供了所述小间距显示屏环氧封装材料的制备方法，具体为：取无机填料、颜料、促粘剂、抗氧剂、改性环氧树脂混合，在60-140℃的温度下搅拌5-60min，加入助剂搅拌1-15min，出料，冷却，粉碎打饼。

40、再者，本发明还提供了所述小间距显示屏环氧封装材料在bt树脂基板封装上的应用。

41、进一步地，所述环氧封装材料的封装层厚度小于0.6mm。

42、进一步地，所述bt树脂基板厚度小于等于0.28mm。

43、有益效果

44、本技术通过复配使用不同的环氧树脂，并使用酸酐、含si-o键的c9-c20酯环化合物和含si-o键的c4-c15链状化合物对环氧树脂进行改性，利用其与无机填料、其他组分的协同作用调控环氧树脂体系的交联程度和结构强度，降低其与bt树脂基本的热膨胀系数差，降低所制备的封装材料在封装bt树脂基板以后的翘曲和收缩率；通过组分优化及各组分的协同作用在进一步降低翘曲率的同时，还使封装材料具有优异的墨色一致性、封装可靠性、耐高低温冲击、耐回流焊等性能。