CN103555250A

CN103555250A - 一种高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂

Info

Publication number: CN103555250A
Application number: CN201310581868.0A
Authority: CN
Inventors: 郑岩; 王群; 刘姝; 王政; 腾海娇; 孙莉; 李中亮; 王立栋
Original assignee: CHANGCHUN YONGGU TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHANGCHUN YONGGU TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2014-02-05

Abstract

本发明的一种高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂，属于光电子封装的技术领域。组成为丙烯酸酯改性环氧树脂20%～50%；饱和脂环族环氧树脂20%～70%；抗紫外吸收剂0.1%～1%；抗氧化剂0.1%～1%；固化剂1%～10%；偶联剂0.1%～0.5%。饱和脂环族环氧树脂为氢化双酚A环氧树脂或/和氢化双酚F环氧树脂；丙烯酸酯改性环氧树脂由多种丙烯酸衍生物单体聚合而成。本发明采用不易产生发色团的饱和脂环族环氧树脂和丙烯酸树脂改性的环氧树脂,提高了非导电芯片粘接剂的透光性、耐候性和耐黄变能力，适应蓝、白光LED对透光性和黄变的要求；结合硅烷偶联剂的使用，增强胶对界面粘接强度，提高封装可靠性。

Description

一种高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂

技术领域

本发明涉及一种胶黏剂，特别涉及适宜在微电子设备或半导体组件中需要的高透明、耐热耐紫外线老化功能的环氧树脂非导电芯片粘接剂，属光电子封装的技术领域。

背景技术

发光二极管(LED)作为新型高效固体光源，具有长寿命、节能、绿色环保等显著优点，其经济和社会意义巨大。其封装时使用的芯片粘接剂在加热条件下，固化成具有高透光率、高折光率、高耐候性的物理性能优异的热固性透明高分子材料。LED由于工作温度过高以及在使用过程中受到紫外线照射而引起芯片粘接剂的黄变，导致输出光强的降低，影响了LED产品的质量和使用寿命，这就要求LED芯片粘接剂具有较高的透光率和较强的耐热耐紫外老化能力。

目前，国内外研究者的工作大体分为三个方向，第一个是增加耐黄变添加剂，如添加紫外吸收剂、蓝色剂等减缓或减少黄变。第二个是使用耐黄变的树脂，如硅氧烷改性环氧树脂、聚氨酯类树脂、氢化双酚A或氢化双酚F环氧树脂提高封装材料的耐热耐紫外线性能。有文献报道了一种新型的硅基环氧树脂的制备方法，而且可以通过调节环氧值使抗黄变性能达到最佳；也有专利介绍利用带有聚二甲硅氧烷的酸酐交联剂、磷酸盐的交联催化剂、聚异氰脲酸酯在聚硅氧烷环氧树脂中使用，不仅提高了灌封胶的抗裂性，也提高了耐热性和耐光性；还有专利介绍了利用羧基聚硅氧烷交联环氧树脂，改善胶体的耐热黄变冲击性能。由于硅胶的折射率比环氧树脂低大约0.1，使得聚硅氧烷改性环氧树脂封装材料的初始光通量要比环氧树脂低，两者各有利弊。第三个方向为聚合物基纳米复合材料，利用氧化锌、二氧化钛等无机纳米光稳定剂，并配合有机光稳定剂对环氧树脂进行了改性研究。该方向中还包含以避免传统荧光粉光散射而引起LED的老化为目的，探索氧化锌/二氧化硅量子点与环氧树脂基体复合制得的透明纳米复合材料作为新型封装材料的可行性。有文献报导通过引入有机配体修饰的氧化锌纳米线，可以调节树脂的折射率（1.4711～1.5605）的同时提高了20%透光率和耐热性能。但这些研究大都处于理论阶段，而且只针对环氧灌封胶，离实践和应用还有很长的路要走。目前市场上仅有两款LED的高透明绝缘胶，具有优秀的耐紫外黄变功能，在LED高端客户群极受欢迎，但价格异常昂贵。此外未见有其它类似产品面市。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种热固化，高透明，耐热耐紫外线老化的环氧树脂非导电芯片粘接剂。本发明通过几种丙烯酸衍生物单体聚合得到的具有这种结构的改性环氧树脂，制备了具有高透明度的耐热耐紫外非导电芯片粘接剂。

本发明涉及一种非导电芯片粘接剂，其含有丙烯酸酯改性环氧树脂，饱和环氧树脂，固化剂，抗紫外吸收剂，抗氧化剂，偶联剂。

本发明可通过以下技术方案来实现：

一种高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂，由下述组分及各组分占高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂总重量的百分数组成:

所述的饱和脂环族环氧树脂，其组成为氢化双酚A环氧树脂或/和氢化双酚F环氧树脂。氢化双酚A环氧树脂和氢化双酚F环氧树脂共同使用时，二者重量比例没有限制。

所述的丙烯酸酯改性环氧树脂，可以参见中国专利ZL201010288468.7，其组成为甲基丙烯酸缩水甘油酯与2～3种丙烯酸酯类单体和/或烯烃类单体的共聚产物，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯在共聚的改性环氧树脂中的质量百分含量为20%～35%，其他单体为65%～80%。丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸乙酯等；烯烃类单体包括4-甲基-1-戊烯，醋酸乙烯酯，苯乙烯等。所述的丙烯酸酯改性环氧树脂，也可以由多种丙烯酸衍生物单体聚合而成，具体的聚合过程如下。

本发明的丙烯酸酯改性环氧树脂，以甲醇或乙醇为溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂，氮气保护常压下，在2000重量份溶剂中加入50～500重量份引发剂；升温至60～65℃后，向其中滴加200～1000重量份单体，再恒温反应1～5h；之后加入0～2000重量份溶剂搅拌10min，移除溶剂，得到目标产物；所述的单体，是甲基丙烯酸缩水甘油酯与2～3种丙烯酸酯类单体和/或烯烃类单体，其中，丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸乙酯等，烯烃类单体包括4-甲基-1-戊烯，醋酸乙烯酯，苯乙烯等；甲基丙烯酸缩水甘油酯在共聚的改性环氧树脂中的重量百分含量为20%～35%，其他单体为65～80%。其中的滴加，可视用量多少，滴加0.1～1h。丙烯酸酯类单体和脂肪族烯烃类单体的用量比例可以根据需要调节。

所述的抗紫外吸收剂，为水杨酸苯酯、苯酮类(2，4-二羟基二苯甲酮)中的一种或几种。

所述的抗氧化剂，为受阻酚(2,6二叔丁基对甲酚)和亚磷酸酯类(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯,2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)异辛烷氧基亚磷酸酯)抗氧化剂中的一种或几种。

所述的固化剂，为咪唑衍生物(2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑)或酸酐(甲基四氢苯酐,甲基六氢苯酐)中的一种或几种。

所述的偶联剂，为KH-845-4，KH-550，KH-560，KH570中的一种或几种。

上述胶的制备方法为：将丙烯酸酯改性环氧树脂、饱和脂环族环氧树脂和偶联剂按上述配方比例混合均匀，再加入适量抗紫外吸收剂，抗氧化剂和固化剂搅拌，混合分散均匀，最后真空脱除气泡，制得高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂。

本发明的有益效果是：

1）采用不易产生发色团的饱和脂环族环氧树脂和丙烯酸树脂改性的环氧树脂,提高了非导电芯片粘接剂的透光性。

2）采用性质稳定，耐老化的饱和脂环族环氧树脂和丙烯酸树脂改性的环氧树脂，增强了胶的耐候性和耐黄变能力，适应了蓝、白光LED，特别是大功率蓝、白光LED对透光性和黄变的要求。

3）通过丙烯酸酯对环氧树脂改性,并将这种改性环氧树脂引入环氧树脂导电芯片粘接剂，提高了环氧树脂胶的耐高温性能，耐高温度可达250度以上,适应了无铅化的电子封装要求。

4）通过丙烯酸酯的疏水性引入，增强了环氧胶的耐高湿性，提高了产品及其封装器件对高温高湿环境的适应力。

5）结合硅烷偶联剂的使用，增强了胶对界面粘接强度的促进作用，提高了封装的可靠性，延长了封装器件的使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于这些实施例。实施例中各组分的百分数是按重量占高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂总量的百分数。

本发明制备的非导电芯片粘接剂，用锥板粘度计测定其25℃时的粘度，经固化后，测定其水平剪切力，经固化和1000h紫外老化后测定其透光率。

实施例1

非导电芯片粘接剂的组分（配方）：

上述非导电芯片粘接剂的制备方法为：将丙烯酸酯改性环氧树脂和氢化双酚A环氧树脂按上述配方比例混合均匀，再加入固化剂和其他添加剂搅拌至均匀，最后真空脱除气泡，制得非导电胶。经180℃固化1小时，测得水平剪切力为20MPa，在85℃/85%RH条件保持168h后水平剪切力为15MPa，在450nm和600nm处的透光率分别为85%和90%，经紫外线照射1000h后，在450nm和600nm处的透光率分别为81%和87%。

实施例2

非导电芯片粘接剂的组分（配料）：

上述非导电芯片粘接剂的制备方法为：将丙烯酸酯改性环氧树脂和氢化双酚A环氧树脂按上述配方比例混合均匀，再加入固化剂和其他添加剂搅拌至均匀，最后真空脱除气泡，制得非导电胶。经150℃固化1小时，测得水平剪切力为24MPa，在85℃/85%RH条件保持168h后水平剪切力为16MPa，在450nm和600nm处的透光率分别为92%和95%，在450nm和600nm处的透光率分别为90%和93%。

实施例3

非导电芯片粘接剂的组分（配料）：

上述非导电芯片粘接剂的制备方法为：将丙烯酸酯改性环氧树脂和氢化双酚A环氧树脂按上述配方比例混合均匀，再加入固化剂和其他添加剂搅拌至均匀，最后真空脱除气泡，制得非导电胶。经155℃固化1小时，测得水平剪切力为22MPa，在85℃/85%RH条件保持168h后水平剪切力为16MPa，在450nm和600nm处的透光率分别为86%和92%，在450nm和600nm处的透光率分别为78%和89%。

实施例4

在实施例1～3中的氢化双酚A环氧树脂用氢化双酚F环氧树脂等量替代，或用任意比例的氢化双酚A环氧树脂和氢化双酚F环氧树脂等量替代，最后效果是相同的。

Claims

1.一种高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂，由下述组分及各组分占高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂总重量的百分数组成：

2.如权利要求1所述的高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂，其特征在于，所述的丙烯酸酯改性环氧树脂，由甲基丙烯酸缩水甘油酯与2种或3种丙烯酸酯类单体和脂肪族烯烃类单体的共聚而成，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯在共聚的改性环氧树脂中的重量百分含量为20%～35%，丙烯酸酯类单体和/或脂肪族烯烃类单体的百分含量为65%～80%；所述的丙烯酸酯类单体是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯或/和丙烯酸乙酯；所述的烯烃类单体是4-甲基-1-戊烯、醋酸乙烯酯或/和苯乙烯。

3.如权利要求2所述的高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂,其特征在于，所述的丙烯酸酯改性环氧树脂，由下述过程共聚而成：以甲醇或乙醇为溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂，氮气保护常压下，在2000重量份溶剂中加入50～500重量份引发剂；升温至60～65℃后，向其中滴加200～1000重量份单体，再恒温反应1～5h；移除溶剂，得到目标产物；所述的单体，是甲基丙烯酸缩水甘油酯与2～3种丙烯酸酯类单体和/或烯烃类单体，其中，丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸乙酯等，烯烃类单体包括4-甲基-1-戊烯，醋酸乙烯酯，苯乙烯等；甲基丙烯酸缩水甘油酯在共聚的改性环氧树脂中的重量百分含量为20%～35%，其他单体为65%～80%。

4.如权利要求1或2所述的高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂,其特征在于，所述的饱和脂环族环氧树脂，是氢化双酚A环氧树脂或/和氢化双酚F环氧树脂。

5.如权利要求1或2所述的高透明耐紫外老化非导电芯片粘接剂,其特征在于，所述的抗紫外吸收剂，是水杨酸苯酯、苯酮类(2，4-二羟基二苯甲酮)中的一种或2种；所述的抗氧化剂，是2,6二叔丁基对甲酚和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)异辛烷氧基亚磷酸酯中的1～3种；所述的固化剂，是2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐中的1～3种；所述的偶联剂，为KH-845-4、KH-550、KH-560、KH570中的1～2种。