LED 用环氧树脂灌封胶的研究.pdf

化学
Sum 223 No
Chemical El
ngineer
2014年第04期
文章编号:1002-1124(2014)04-0080-02
LED用环氧树脂灌封胶的研究
地
姜吉智,刘晓冬
黑龙江化工研究院,票龙江哈尔滨15007
摘要:采用低黏度的混合胺类固化剂和环氧活性稀释剂,并以聚氨酯为增韧剂制得了改性环氧树脂灌
封胶,研究了各组分对灌封胶的力学性能和透光性能的影响。该灌封胶黏度低,透光性好,适宜用于LED的灌
封
关键词:发光二极管;环氧树脂;灌封胶
中图分类号:TQ323.5
文献标识码:A
Study on epoxy resin pouring sealant of LED
JIANG Ji-zhi, LIU Xiao-dong
(Heilongjiang Provincial Chemical Engineering Institute, Harbin 150078, China)
Abstract: By adding a mixed amine curing agent with low viscosity and the epoxy reactive diluent, with using
polyurethane as toughening agents, a modified epoxy resin pouring sealant was prepared. The effects of each con-
stitute on the mechanical property and transmission of light were examined. The results showed that the sealant
had low viscosity and high transmission of light, so that the sealant is suitable for using in the LED
Key words: light emitting diode(LED); epoxy resin; pouring sealan
半导体照明是二十ー世纪最具发展的高技术低LED器件使用寿命,故其应用受到一定限制。传
领域之一,发光二极管(LED)是半导体照明的最关统环氧树脂已不能完全满足LED的封装要求,因
键部件,它是由芯片、导线、支架、导电胶、封装材料此,需要对环氧树脂进行改性。
等组成。LED的封装是采取填充、灌封或模压的方
式将液态胶料灌人装有电子元件和线路的器件内,1实验部分
在常温或加热条件下,固化成具有高透光率、高折
光率、高耐候性、耐紫外辐射的物理性能优异的热1.1主要原料
固性高分子绝缘材料,能够保护LED芯片不受周围
CDY-128双酚A环氧树脂(岳阳石化总厂环氧
环境中湿度与温度的影响,防止因受到机械振动、树脂厂),;聚氨酯预聚体(自制);液态端羧基丁腈橡
冲击产生破损而造成IED特性的变化。
胶(上海弘盛化工贸易有限公司);501环氧活性稀
LBD作为高效的固体光源,与传统的白炽灯相释剂(晨光化工研究院);混合胲类固化剂(自制)。
比具有寿命长,能耗小,绿色环保等优点』、目前,正1.2LEND改性环氧灌封胶的制备
朝更高色彩性、高亮度、高发光均匀性、高耐气候性
主体树脂为CDY-128双酚A环氧树脂,按比
等方向发展,这些优良性能不仅需要高质量的芯片例加入增韧剂、稀释剂等组分,混合均匀即为甲组
技术,而且对IED封装材料也提出了更高的要求,份,乙组分为混合胺类固化剂。将甲组份和乙组分
因此,对封装材料及封装技术的研究有着十分重要以重量比2:1计量,混合均匀后即可进行灌封。
的意义
1.3灌封胶性能测试
环氧树脂作为LED器件的封装材料,具有优良
剪切强度,按GB7124-86测试;拉伸强度,按
的电绝缘性能、密封性和介电性能和透明性2,且因GB2568-81测试;冲击强度:按CB2571-81测试;
原料易得、产量大、用途广,并且价格比较低,是透光性,用紫外-可见分光光度计在可见光范围
LED封装的主流材料,但是由于苯基和羟基的存在内,通过光谱扫描测试固化物的吸光度,从而测试
使得材料固化后交联密高、内应力大等缺陷,易降出固化物的透光率。
收稿日期:2014-02-10
2结果与讨论
作者简介:姜吉智(1970-),男,助理工程师,1992年毕业于黑龙江大
学无机化工专业,本科,从事高分子材料研究。
2014年第04期
姜吉智等:LED用环氧树脂灌封胶的研究
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2.1增韧剂对灌封胶性能的影响
表3固化剂用量对灌封胶性能的影响
不同增韧剂对灌封胶性能的影响是很大的,以
Tab 3 Effeet of curing agent amount to sealant performences
液态端羧基丁腈橡胶和自制聚氨酯增韧剂对环氧固化剂用量/phr10
树脂进行增韧改性的粘接性能见表1。
适用期/min
120
表1不同增韧剂改性粘接性能对比
剪切强度MPa
15.8
16.5
Tab 1 Comparison of adhesion performarce by adding differer
由表3可知,环氧固化体系的适用期随固化剂
flexibilizer
用量的增加而缩短,而剪切强度在固化剂用量为20
增初剂未加增韧剂液态端羧基丁橡胶自制聚氨酯増韧剂pbmr时,达到最高值。随着固化剂用量的继续增加,
剪切强度MPa13.7
14.,2
17,9
剪切强度又略有下降的趋势。这是因为固化剂用量
由表1可见,由液态端羧基丁腈橡胶改性的环未加足时,环氧基反应效率低;如超过较多时,固化
氧体系剪切强度有所提高,但变化不大,改性效果剂反应效率低,结果是同样会导致交联密度低,固
并不理想;由自制聚氨酯增韧剂改性的环氧体系剪化物未能形成理想的网状交联状态。由实验可知,
切强度比改性前有很大提高,提高了30.6%,增韧当固化剂用量为20phr,效果最佳。
改性效果较好。
2.4混合胺固化剂含量对灌封胶透光性的
2.2稀释剂用量对灌封胶性能的影响
影响
在聚氨酯增韧的环氧树脂体系中加入一定量
作为LED封装材料,透光性能是材料的重要指
的稀释剂,可以降低灌封胶的黏度,有利于灌封操标之一,一般是要求材料在可见光范围内有好的透
作。本配方选用了501环氧活性稀释剂,其分子内光性,在紫外光范围内有较好的屏蔽作用,其性能好
含醚键和环氧基,能与环氧树脂无限混溶,稀释环坏直接影响整个LED的使用质量,为此我们研究了
氧树脂效果好,并且可直接参与环氧树脂的固化反混合胺固化剂含量对灌封胶透光性的影响,见表4
应,形成均一体系。稀释剂用量对灌封胶性能的影
表4混合胺固化剂含量对灌封胶透光性的影响
响见表2。
Tab 4 Effect of mixed amine content to transmission of sealant
表2希释剂用量对灌封胶性能的影响
固化剂用量h
10
15
25
Tab 2 Effect of dilunt amount to sealant preformances