OFweek半導(dǎo)體照明網(wǎng)訊 LED(發(fā)光二極管) 具有節(jié)能環(huán)保、壽命長、使用電壓低、開關(guān)時(shí)間短等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于照明、顯示、背光等諸多領(lǐng)域。目前正朝更高亮度、高色彩性、高耐氣候性、高發(fā)光均勻性等方向發(fā)展。LED 產(chǎn)業(yè)鏈可分為上、中、下游，分別是LED 外延芯片、LED 封裝及LED 應(yīng)用。作為LED 產(chǎn)業(yè)鏈中承上啟下的LED 封裝，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中起著重要作用。LED 由芯片、導(dǎo)線、支架、導(dǎo)電膠、封裝材料等組成，其中，封裝材料是影響LED 性能和使用壽命的關(guān)鍵因素之一。目前，封裝材料由于其對(duì)透光性的特殊要求，目前市面上使用的主要有環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅、聚碳酸酯、玻璃、聚甲基丙烯酸酯等高透明度材料。但由于這些材料多數(shù)硬度較大且加工不方便，故基本上用于外層透鏡材料。傳統(tǒng)的LED 環(huán)氧樹脂封裝材料存在內(nèi)應(yīng)力大、耐熱性差、容易老化等缺陷，不能滿足LED 封裝材料性能上日益發(fā)展的需求，正逐步被有機(jī)硅材料或者有機(jī)硅改性材料取代。有機(jī)硅材料是一種具有高耐紫外線和高耐老化能力、低應(yīng)力的材料，成為LED 封裝材料的理想選擇。硅樹脂的透光率與LED 器件的發(fā)光強(qiáng)度和效率成正比，透光率越高，有利于增加LED 器件的發(fā)光強(qiáng)度和效率。由于氮化鎵芯片具有高的折射率(約為2.2) ，一般有機(jī)硅材料的折光率只有1.4，所以，提高有機(jī)硅材料的折光率可以減少與芯片折光率之差，減少界面反射和折射帶來的光損失，增強(qiáng)LED 器件的取光效率。
1、LED 封裝用改性環(huán)氧樹脂
環(huán)氧樹脂具有較高的折射率和透光率，并且力學(xué)性能和粘接性能相當(dāng)不錯(cuò)，所以市場上仍有一定產(chǎn)品在采用。通過引入有機(jī)硅功能團(tuán)改性環(huán)氧樹脂，可提高環(huán)氧樹脂的高溫使用性能和抗沖擊性能，降低產(chǎn)品的收縮率和熱膨脹性，提高產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。按反應(yīng)機(jī)理，有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂可分為物理共混和化學(xué)共聚兩種方法。如果純粹依靠單純的物理共混，由于有機(jī)硅與環(huán)氧樹脂的溶解度系數(shù)相差較大，微觀相結(jié)構(gòu)容易呈分離態(tài)，改性效果不佳，一般需要通過添加過渡相容基團(tuán)的方法來改進(jìn)其相容性能。S. S. Hou等使用含氫聚硅氧烷與烯丙基縮水甘油醚進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)，制備出含有環(huán)氧基的聚硅氧烷，然后與雙酚A型環(huán)氧樹脂共混。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 改性產(chǎn)品的微觀相結(jié)構(gòu)較好，沒有相分離。
化學(xué)共聚方法是利用有機(jī)硅聚合物上的活性基團(tuán)，如羥基，烷氧基等，與環(huán)氧樹脂上的環(huán)氧基等活性基團(tuán)反應(yīng)，生成共聚物達(dá)到改性的目的。早在2007 年國外就有人采用該方法開展了用有機(jī)硅共聚改性環(huán)氧封裝材料用于LED 產(chǎn)品的研究，其實(shí)驗(yàn)證明該方法能夠使該封裝材料的抗沖擊性能和耐高低溫性能得到明顯提高、收縮率和熱膨脹系數(shù)顯著降低。Deborah等采用縮合反應(yīng)，將4—乙烯基環(huán)氧乙烷分別與二(二甲基硅烷) 四苯基環(huán)四硅氧、三(二甲基硅烷) 苯基硅氧烷等多種硅烷進(jìn)行混合反應(yīng)，制成了耐沖擊性優(yōu)良和耐UV 老化性強(qiáng)、透光率高、熱膨脹系數(shù)滿足芯片產(chǎn)品要的改性環(huán)氧樹脂產(chǎn)品。黎學(xué)明等采用UV 固化技術(shù)，將聚有機(jī)硅倍半氧烷和環(huán)氧樹脂原位交聯(lián)雜化，得到了具有高透光、熱穩(wěn)定性強(qiáng)和耐UV 老化、抗沖擊性優(yōu)良和高附著力的環(huán)氧聚有機(jī)硅倍半氧烷雜化膜材料，可用來取代目前使用的高溫固化環(huán)氧材料，用于LED、電子封裝等行業(yè)。Seung Cheol Yang等用脂環(huán)族環(huán)氧樹脂與二苯二羥基和三苯羥基反應(yīng)，制得高折光率(1.58) ，熱穩(wěn)定性好，耐紫外線的有機(jī)硅環(huán)氧改性材料。黃云欣等首先合成了不同分子量的低聚倍半硅氧烷，分別用合成的聚有機(jī)硅氧烷來改性雙酚A 型環(huán)氧樹脂，結(jié)果顯示三種聚硅氧烷均能提高環(huán)氧樹脂產(chǎn)品的韌性和彎曲強(qiáng)度。楊欣等通過2— ( 3，4—環(huán)氧環(huán)已烷基)乙基甲基二乙氧基硅烷的水解縮合反應(yīng)制備了多官能度有機(jī)硅環(huán)氧樹脂，采用甲基六氫苯酐做固化劑，得到的產(chǎn)品具有透光率和耐熱老化性能都有很大的改善，有望在LED 封裝材料領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。Crivello. J等用含有雙鍵的環(huán)氧單體有烯丙基縮水甘油醚以及4—乙烯基環(huán)氧環(huán)己烷，與含氫聚硅氧烷進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)，合成有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂，具有較好的透明度和耐熱性。
