一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶

摘要

本发明提供一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶，其原料组成及各组分的重量份为：甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂65～80份，甲基苯基乙烯基硅油5～10份，交联剂10～25份，粘着力剂3～6份，纳米气相法白炭黑1～5份，光衰控制剂5～10份，催化剂0.3～1份，抑制剂0.2～0.5份。本发明的大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶折射率高，对PCB底板和芯片的粘着强度高，可靠性高，光效高，光衰低。

权利要求

1.一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶，其原料组成及各组分的重量份为：所述粘着力剂为结构式如(7)、(8)其中的一种或者两种的混合，其中8≤k≤20；

所述光衰控制剂的结构式如式(9)所示：

其中，3≤m≤10，2≤n≤10。

2.根据权利要求1所述一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶，其特征在于，所述甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂为结构式如(1)、(2)其中的一种或者两种的混合；

(ViMe2SiO0.5)a(MePhSiO)b(PhSiO1.5)c (1)其中，1≤a≤5，0≤b≤8，1≤c≤8

(ViMe2SiO0.5)d(Ph2SiO)e(SiO2)f (2)其中，2≤d≤4，2≤e≤6，3≤f≤7。

3.根据权利要求1所述一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶，其特征在于，所述甲基苯基乙烯基硅油为结构式如(3)，(4)其中的一种或者两种的混合；

(ViMe2PhSiO0.5)2(MePhSiO)g(MeViSiO)h (3)其中，10≤g≤50，5≤h≤10

(ViMe2PhSiO0.5)2(MePhSiO)z (4)其中60≤z≤80。

4.根据权利要求1所述一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶，其特征在于，所述交联剂为苯基含氢聚硅氧烷，为结构式如(5)、(6)其中的一种或者两种的混合，(HMe2SiO1/2)x(Ph2SiO)y (5)其中，2≤x≤4，2≤y≤10，

(HMe2SiO1/2)(PhMe2SiO1/2)(Ph2SiO)i (6)其中，4≤i≤7。

5.根据权利要求1所述一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶，其特征在于，所述气相法白炭黑选自卡博特的TS530、赢创德固赛的R974，或R106。

6.根据权利要求1所述一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶，其特征在于，所述催化剂为铂-甲基苯基乙烯基聚硅氧烷配合物，铂含量为3000～7000ppm。

7.根据权利要求1所述一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶，其特征在于，所述抑制剂选自3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、1，1，3-三苯基-2-丙炔-1-醇、及3，5-二甲基-1-己炔-3-醇中的一种。

8.权利要求1-7任一权利要求所述大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶的制备方法，为室温下，称量甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂65～80份、甲基苯基乙烯基硅油5～10份、交联剂10～25份、粘着力剂3～6份、纳米气相法白炭黑1～5份、光衰控制剂5～10份、催化剂0.3～1份、抑制剂0.2～0.5份，依次加入双行星高速分散机中，充分搅拌，抽真空后灌装并密封保存。

说明书

一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶

技术领域

[0001] 本发明涉及一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶及其封装工艺，属于中高端LED器件封装材料技术领域。

背景技术

[0002] COB是Chip On Board(板上芯片直装)的英文缩写，是用粘胶剂或焊料将LED芯片直接粘贴到PCB板上，并通过引线键合实现芯片与PCB板间电互连的封装技术。COB技术主要用于大功率多芯片阵列的LED封装，同SMT(Surface Mount Technology表面贴装发光二极管封装)相比，COB封装的成本低，散热好，可以提高封装功率密度并降低热阻。

[0003] 大功率LED用有机硅固晶胶应用在COB封装技术中十分重要，可以直接粘接并固定蓝宝石晶片和PCB板，目前可以用在LED固晶胶行业上，国内所使用的通常为环氧树脂类的固晶胶。环氧树脂的耐温性比较差，容易黄变，光衰严重，影响出光效率，使用寿命短。目前的有机硅固晶胶市场，比较缺乏性能较好的高折射率有机硅固晶胶，小功率的有机硅固晶胶交联密度比较低，胶水后期的不耐硫化，光衰严重，大功率的有机硅固晶胶具有致密的交联密度，降低了水汽和氧气的透过，提高了胶体的耐候性，应用在COB封装上光衰低。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于解决现有技术存在的上述技术问题，提供一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶及其封装工艺，该固晶胶折射率高，对PCB底板和芯片的粘着强度高，可靠性高、高光效，低光衰。

[0005] 本发明的技术方案如下：一种大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶，其原料组成及各组分的重量份如下：

[0006]

[0007] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

[0008] 进一步，所述甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂为结构式如(1)、(2)其中的一种或者两种的混合：

[0009] (ViMe2SiO0.5)a(MePhSiO)b(PhSiO1.5)c (1)

[0010] 其中，1≤a≤5，0≤b≤8，1≤c≤8。

[0011] (ViMe2SiO0.5)d(Ph2SiO)e(SiO2)f (2)

[0012] 其中，2≤d≤4，2≤e≤6，3≤f≤7。

[0013] 进一步，所述甲基苯基乙烯基硅油为结构式如(3)、(4)其中的一种或者两种的混合：

[0014] (ViMe2PhSiO0.5)2(MePhSiO)g(MeViSiO)h (3)

[0015] 其中，10≤g≤50，5≤h≤10。

[0016] (ViMe2PhSiO0.5)2(MePhSiO)z (4)

[0017] 其中60≤z≤80。

[0018] 进一步，所述交联剂为苯基含氢聚硅氧烷，为结构式如(5)、(6)其中的一种或者两种的混合：

[0019] (HMe2SiO0.5)x(Ph2SiO)y (5)

[0020] 其中，2≤x≤4，2≤y≤10。

[0021] (HMe2SiO0.5)(PhMe2SiO0.5)(Ph2SiO)i (6)

[0022] 其中，4≤i≤7。

[0023] 进一步，所述粘着力剂为结构式如(7)、(8)其中的一种或者两种的混合物，其中8≤k≤20。

[0024]

[0025]

[0026] 采用上述粘着力剂，对COB芯片支架的基材具有很好的兼容性，可以在长时间，高低温，冷热冲击以及高温高湿条件下均保持其高效的粘着性。

[0027] 进一步，所述气相法白炭黑为疏水性的经过处理的比表面积大的白炭黑。

[0028] 优选的，所述气相法白炭黑选自卡博特的TS530、赢创德固赛的R974，或R106。

[0029] 进一步，所述光衰控制剂的结构式如式(9)所示：

[0030]

[0031] 其中，3≤m≤10，2≤n≤10。

[0032] 采用的光衰控制剂提高了固化后胶体的耐候性和散热，降低了光衰。

[0033] 进一步，所述催化剂选自铂系催化剂。

[0034] 更进一步，所述催化剂为铂-甲基苯基乙烯基聚硅氧烷配合物，铂含量为3000～7000ppm。

[0035] 进一步，所述抑制剂为炔醇类物质。

[0036] 优选的，所述抑制剂选自3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、1，1，3-三苯基-2-丙炔-1-醇、3，5-二甲基-1-己炔-3-醇中的任意一种。

[0037] 更优选的，所述抑制剂为1，1，3-三苯基-2-丙炔-1-醇。

[0038] 进一步，针对本发明中出现的Me为甲基，Vi为乙烯基，Ph为苯基，下文将不再说明。

[0039] 本发明第二方面公开了制备前述大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶的方法，包含如下步骤：室温下，称量甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂65～80份、甲基苯基乙烯基硅油5～10份、交联剂10～25份、粘着力剂3～6份、纳米气相法白炭黑1～5份、光衰控制剂5～10份、催化剂催化剂0.3～1份、抑制剂0.2～0.5份，依次加入双行星高速分散机中，充分搅拌，抽真空后灌装并密封保存。

[0040] 本发明所述室温为24～26℃，优选25℃。

[0041] 优选的，所述搅拌时间为2h。

[0042] 前述大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶封装工艺包括：准备好晶片(翻晶，扩晶)，有机硅固晶胶(解冻，搅拌)和支架(排支架)，进行点胶，固晶，固晶烘烤并焊线，点荧光粉，然后支架粘胶，植入支架并短烤，离膜并长烤，进行一切，测试整理点数，进行二切并分色，封口包装入库。

[0043] 由于本发明摒弃了常规的环氧树脂，解决了常规环氧型固晶胶粘着力差，光衰严重等性能缺陷，有益效果是：与现有技术相比有更强的粘着力和更低的光衰。

附图说明

[0044] 图1为本发明大功率COB封装用低光衰有机硅固晶胶的应用示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：

[0045] ①键合线；②本发明固晶胶；③芯片；④荧光粉；⑤保护胶；⑥铜片；⑦绝缘层；⑧铝。

具体实施方式

[0046] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0047] 本发明的胶水使用时，采取阶梯固化的方式，室温按照10℃/min升至80℃并保温1h，然后再按照10℃/min升至100℃下保温1h，最后再10℃/min升至150℃下保温2h，然后随烘箱降温冷却至室温即可。以上即为固晶的固化条件。

[0048] 实施例1

[0049] 在25℃下，称量甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂如结构式(1)，其中，a＝1，b＝0，c＝3，取35份，甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂如结构式(2)，其中，d＝4，e＝6，f＝7，取45份；甲基苯基乙烯基硅油，如结构式(3)，其中，g＝10，h＝5，取5份；交联剂如结构式(5)，其中，x＝2，y＝10，取15份，交联剂如结构式(6)，其中i＝4，取10份；粘着力剂，如结构式(7)，其中n＝20，取3份；纳米气相法白炭黑，TS530，取1份；光衰控制剂，如结构式(9)，其中m＝3，n＝10，取5份；催化剂，铂-甲基苯基乙烯基聚硅氧烷配合物，铂含量为3000ppm，取1份；抑制剂，1，1，3-三苯基-2-丙炔-1-醇，取0.3份；依次加入双行星高速分散机中，充分搅拌2h，抽真空后灌装并密封保存完成。

[0050] 实施例2

[0051] 在25℃下，称量甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂如结构式(1)，其中，a＝5，b＝6，c＝8，取30份，甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂如结构式(2)，其中，d＝2，e＝2，f＝3，取40份；甲基苯基乙烯基硅油，如结构式(3)，其中，g＝50，h＝10，取5份，甲基苯基乙烯基硅油，如结构式(4)，其中，其中，z＝80，取5份；交联剂如结构式(5)，其中，x＝4，y＝2取4份,交联剂如结构式(6)，其中i＝7，取6份；粘着力剂，如结构式(7)，其中n＝8，取3份，如结构式(8)，取3份；纳米气相法白炭黑，R974，取5份；光衰控制剂，如结构式(9)，其中m＝10，n＝8，取10份；催化剂，铂-甲基苯基乙烯基聚硅氧烷配合物，铂含量为
7000ppm，取0.3份；抑制剂，3-甲基-1-丁炔-3-醇，取0.2份；依次加入双行星高速分散机中，充分搅拌2h，抽真空后灌装并密封保存完成。

[0052] 实施例3

[0053] 在25℃下，称量甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂如结构式(1)，其中，a＝3，b＝8，c＝1，取65份；甲基苯基乙烯基硅油，如结构式(4)，其中z＝60，取6份；交联剂如结构式(5)，其中，x＝3，y＝7，取18份；粘着力剂，如结构式(8)，取5份；纳米气相法白炭黑，R106，取3份；光衰控制剂，如结构式(9)，其中m＝8，n＝2，取7份；催化剂，铂-甲基苯基乙烯基聚硅氧烷配合物，铂含量为3000ppm，取0.5份；抑制剂，3，5-二甲基-1-己炔-3-醇，取0.5份；依次加入双行星高速分散机中，充分搅拌2h，抽真空后灌装并密封保存完成。

[0054] 对比例1

[0055] 在25℃下，称量甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂如结构式(1)，其中，a＝1，b＝0，c＝3，取35份，甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂如结构式(2)，其中，d＝4，e＝6，f＝7，取45份；甲基苯基乙烯基硅油，如结构式(3)，其中，g＝10，h＝5，取5份；交联剂如结构式(5)，其中，x＝2，y＝10，取15份，交联剂如结构式(6)，其中i＝4，取10份；纳米气相法白炭黑，TS530，取1份；光衰控制剂，如结构式(9)，其中m＝3，n＝10，取5份；催化剂，铂-甲基苯基乙烯基聚硅氧烷配合物，铂含量为3000ppm，取1份；抑制剂，1，1，3-三苯基-2-丙炔-1-醇，取0.3份；依次加入双行星高速分散机中，充分搅拌2h，抽真空后灌装并密封保存完成。

[0056] 对比例1的原料组成与实施例1的原料组成相比，去掉了粘着力剂。

[0057] 对比例2

[0058] 在25℃下，称量甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂如结构式(1)，其中，a＝5，b＝6，c＝8，取30份，甲基苯基乙烯基聚硅氧烷树脂如结构式(2)，其中，d＝2，e＝2，f＝3，取40份；甲基苯基乙烯基硅油，如结构式(3)，其中，g＝50，h＝10，取5份，甲基苯基乙烯基硅油，如结构式(4)，其中，其中，z＝80，取5份；交联剂如结构式(5)，其中，x＝4，y＝2取4份,交联剂如结构式(6)，其中i＝7，取6份；粘着力剂，如结构式(7)，其中n＝8，取
3份，如结构式(8)，取3份；纳米气相法白炭黑，R974，取5份；催化剂，铂-甲基苯基乙烯基聚硅氧烷配合物，铂含量为7000ppm，取0.3份；抑制剂，3-甲基-1-丁炔-3-醇，取0.2份；依次加入双行星高速分散机中，充分搅拌2h，抽真空后灌装并密封保存完成。

[0059] 对比例2的原料组成与实施例2的原料组成相比，去掉了光衰控制剂。LED光衰是指LED经过一段时间的点亮后，其光强度会比原来的光强要低，而低了的部分就是光衰。

[0060] 检测例

[0061] 本发明在25℃条件下，以30mA的直流电连续点亮LED 1000h来对比点亮前后的光强。测试其前后的光通量。将封装好的LED放入夹具并置于积分球中，采用积分球测试，检测结果如下表1所示。

[0062] 表1积分球测试结果

[0063]

[0064]

[0065] 从上表中可以看出，与实施例1-3相比，对比实施例1的粘结强度明显不足，对比实施例2的光衰明显较大。

[0066] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。