含有荧光粉的环氧树脂基塑封料、制备方法及提高LED白光芯片落Bin率的应用技术

本发明专利技术公开了含有荧光粉的环氧树脂基塑封料、制备方法及提高LED白光芯片落Bin率的应用，含有荧光粉的环氧树脂基塑封料的制备方法，包括如下步骤：(1)取双酚A环氧树脂和2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚，搅拌；加入二元醇和端羟基聚丁二烯反应，加入酸酐反应得到混合物；(2)取LED荧光粉和硅烷偶联剂反应，得改性LED荧光粉；(3)取粘合力促进剂、抗氧剂和分散剂，与混合物、改性LED荧光粉反应,加酸酐，催化剂，搅拌，反应，得到粉料；经打饼，得到含有荧光粉的环氧树脂基塑封料。本发明专利技术的塑封料在芯片封装中的应用，简化了工艺流程，提高生产效率，提高成品率和大幅度降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于LED封装材料领域，涉及一种含有荧光粉的环氧树脂基塑封料、制备方法及提高LED白光芯片落Bin率的应用。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode，以下简称LED)是一类能直接将电能转化为光能的发光元件，它具有工作电压低、耗电量小、发光效率高、发光响应时间极短、光色纯、结构牢固、抗冲击、耐振动、性能稳定可靠、重量轻、体积少和成本低等一系列特性，因而得到了广泛的应用和突飞猛进的发展，例如应用在照明和显示屏等领域。为了制造出高性能、高功率型、高落BIN率或户外LED器件，对芯片封装技术要求越来越高。这是因为LED芯片封装材料的性能和封装工艺对其发光效率、色温、亮度以及使用寿命有显著影响。从封装材料和封装工艺的角度来讲，在简化封装工艺和降低封装成本的同时，还需要延长LED的寿命和增强出光效率，这就需要专利技术和封装工艺所对映的封装材料。目前，LED芯片封装需要混胶、点胶和烘烤固化等步骤，其中点胶是目前封装步骤过程中的特别重要步骤。但是存在过程繁琐，工艺复杂，不容易控制等很多问题。目前，LED封装通常使用含有荧光粉的环氧树脂或有机硅封装胶水，一般采用点胶工艺和分阶段固化工艺，这就意味着LED封装工艺中，必须将封装胶水的A组分和B组分准确称重，并且添加一定比例的荧光粉，混合均匀后，经过脱泡，灌入点胶器中，经过点胶设备，进行点胶。该封装工艺存在很多弊病，例如所用的封装胶和荧光粉不容易混合均匀；混合后的胶不容易脱泡，导致封装胶体内含有气泡，造成封装芯片容易产生残次品；而且荧光粉混合不均匀以及沉降，导致封装LED之间存在色温和显色指数变化大的问题，这就要求对完成封装的LED芯片必须经过测试分筛，才能使用，所以目前的生产路线长，效率低，批次稳定性差；此外，封装厂家必须在短时间内完成非常繁琐使用过程，而且混合后的封装胶水使用时间特别短，一般仅仅8个小时。超过使用时间后，混合胶水粘度升高，不再适宜点胶，这造成封装胶浪费。环氧树脂胶水作为LED封装材料，固化后环氧树脂具有较高的交联密度和高硬度，具有膨胀系数低、高透光率、节能环保、硬度大等优点，但是因其质脆、抗冲击韧性差存在很多缺点，例如耐冷热冲击差和残余应力高。在使用过程中，容易开裂和裂纹，导致LED芯片失效。因此，只有提高环氧树脂的高温稳定性，降低LED封装材料在245-260℃回流焊条件下的形变破坏力，才能提高环氧树脂封装效果。此外，环氧塑封料经常用作电子封装材料，这种封装材料黑色不透明，不适合于LED芯片封装。而且，环氧塑封料熔融粘度大，容易冲断芯片金线，导致芯片失效。总之，现有LED芯片的环氧树脂胶水封装过程只能适用于单个芯片的带有反射杯的芯片和有围坝得板上芯片(COB)的封装，而且荧光粉沉降，容易产生残次品，工艺路线长、点胶时间长、成品率低，以及生产效率低下，从而导致生产成本高。现有环氧树脂LED封装胶水不适用于平面式基板上的芯片封装，而且环氧塑封料也不适合于LED芯片封装。为了将封装后的LED芯片分类，一般按照亮度、光色、电压和色温等指标标记为Bin。不同Bin的芯片，对应的色温略有差异。而在封装LED芯片时，覆盖在LED芯片表面的荧光粉的量和分布的差异，都导致Bin的差异。尤其是点胶时，含有荧光粉的硅胶或者环氧树脂用量的轻微变化，以及荧光粉的沉降作用，都会导致覆盖在LED芯片表面荧光粉量的变化，直接影响到芯片的照明质量，导致光强分布较散，落Bin率很低，尤其是白光芯片的落Bin率非常低。为此，需要新的LED封装技术以提高白光芯片落Bin率。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供含有荧光粉的环氧树脂基塑封料。本专利技术的第二个目的是提供含有荧光粉的环氧树脂基塑封料的制备方法。本专利技术的第三个目的是提供含有荧光粉的环氧树脂基塑封料在提高LED白光芯片落BIN率的应用。本专利技术的技术方案概述如下:含有荧光粉的环氧树脂基塑封料的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量，取双酚A环氧树脂100份和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5-2份在130℃-180℃，搅拌0.5-1小时；将温度调节至100℃-130℃，加入二元醇10-30份和端羟基聚丁二烯1-2份，搅拌5-10分钟；加入酸酐1-5份，搅拌反应10-40分钟，得到混合物；(2)按重量，取LED荧光粉2-20份和硅烷偶联剂0.05-5份搅拌混合均匀，室温反应0.5-2小时，得到改性LED荧光粉；(3)按重量取粘合力促进剂0.05-3份、抗氧剂0.05-0.3份和分散剂0.01-0.5份，与步骤(1)获得的混合物、步骤(2)获得的改性LED荧光粉，调节温度至80℃-180℃,搅拌反应5-10分钟；再调节温度至80℃-120℃,加入酸酐20-40份，加入催化剂0.1-2份，搅拌，引发B-stage预交联反应5-20分钟，出料，冷却，粉碎，得到粉料；经过打饼，得到含有荧光粉的环氧树脂基塑封料。双酚A环氧树脂优选型号为NPES-301、NPES-302、NPES-303、NPES-303L、NPES-304、NPES-901、NPES-902、NPES-903、NPES-904、NPES-905、NPES-905H、NPES-905L、NPES-907、NPES-909和NPES-909H中的至少一种；二元醇优选乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，2-己二醇、1，8-辛二醇和1，2-辛二醇中的一种或至少一种；所述端羟基聚丁二烯优选粘度为10泊、100泊或220泊。LED荧光粉为铝酸盐荧光粉、氮化物荧光粉和硅酸盐荧光粉中的至少一种。铝酸盐荧光粉优选平均粒径7.7微米-17微米的球形荧光粉；所述氮化物荧光粉为中心粒径9微米-15.5微米的荧光粉；所述硅酸盐荧光粉为平均粒径10微米-20微米的球形荧光粉。硅烷偶联剂优选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-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、2,4,6,8-四[2-(3,4-环氧环己基乙基)]四甲基环四硅氧烷和2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四[3-(环氧乙烷基甲氧基)丙基]环四硅氧烷中的至少一种。粘合力促进剂优选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-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、2，4，6，8-四[2-(3,4-环氧环己基乙基)]四甲基环四硅氧烷、2，4，6三[2-(3,4-环氧环己基乙基)]四甲基环四硅氧烷、二[2-(3,4-环氧环己基乙基)]四甲基环四硅氧烷、2,4,6,8-四甲基-[2-(3,4-环氧环己基乙基)]环四硅氧烷、2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四[3-(环氧乙烷基甲氧基)本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有荧光粉的环氧树脂基塑封料的制备方法，其特征是包括如下步骤：(1)按重量，取双酚A环氧树脂100份和2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚0.5‑2份在130℃‑180℃，搅拌0.5‑1小时；将温度调节至100℃‑130℃，加入二元醇10‑30份和端羟基聚丁二烯1‑2份，搅拌5‑10分钟；加入酸酐1‑5份，搅拌反应10‑40分钟，得到混合物；(2)按重量，取LED荧光粉2‑20份和硅烷偶联剂0.05‑5份搅拌混合均匀，室温反应0.5‑2小时，得到改性LED荧光粉；(3)按重量取粘合力促进剂0.05‑3份、抗氧剂0.05‑0.3份和分散剂0.01‑0.5份，与步骤(1)获得的混合物、步骤(2)获得的改性LED荧光粉，调节温度至80℃‑180℃,搅拌反应5‑10分钟；再调节温度至80℃‑120℃,加入酸酐20‑40份，加入催化剂0.1‑2份，搅拌，引发B‑stage预交联反应5‑20分钟，出料，冷却，粉碎，得到粉料；经过打饼，得到含有荧光粉的环氧树脂基塑封料。

【技术特征摘要】
1.含有荧光粉的环氧树脂基塑封料的制备方法，其特征是包括如下步骤：(1)按重量，取双酚A环氧树脂100份和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5-2份在130℃-180℃，搅拌0.5-1小时；将温度调节至100℃-130℃，加入二元醇10-30份和端羟基聚丁二烯1-2份，搅拌5-10分钟；加入酸酐1-5份，搅拌反应10-40分钟，得到混合物；(2)按重量，取LED荧光粉2-20份和硅烷偶联剂0.05-5份搅拌混合均匀，室温反应0.5-2小时，得到改性LED荧光粉；(3)按重量取粘合力促进剂0.05-3份、抗氧剂0.05-0.3份和分散剂0.01-0.5份，与步骤(1)获得的混合物、步骤(2)获得的改性LED荧光粉，调节温度至80℃-180℃,搅拌反应5-10分钟；再调节温度至80℃-120℃,加入酸酐20-40份，加入催化剂0.1-2份，搅拌，引发B-stage预交联反应5-20分钟，出料，冷却，粉碎，得到粉料；经过打饼，得到含有荧光粉的环氧树脂基塑封料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述双酚A环氧树脂型号为NPES-301、NPES-302、NPES-303、NPES-303L、NPES-304、NPES-901、NPES-902、NPES-903、NPES-904、NPES-905、NPES-905H、NPES-905L、NPES-907、NPES-909和NPES-909H中的至少一种；所述二元醇为乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，2-己二醇、1，8-辛二醇和1，2-辛二醇中的至少一种；所述端羟基聚丁二烯的粘度为10泊、100泊或220泊。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述LED荧光粉为铝酸盐荧光粉、氮化物荧光粉和硅酸盐荧光粉中的至少一种。4.根据权利要求3所述的方法，其特征是所述铝酸盐荧光粉为平均粒径7.7微米-17微米的球形荧光粉；所述氮化物荧光粉为中心粒径9微米-15.5微米的荧光粉；所述硅酸盐荧光粉为平均粒径10微米-20微米的球形荧光粉。5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述硅烷偶联剂为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-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭晓华，单秋菊，冯亚凯，韩颖，
申请(专利权)人：天津德高化成光电科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津;12