1、LED封裝材料基礎(chǔ)知識(shí)LED封裝材料主要有環(huán)氧樹(shù)脂，聚碳酸脂，聚甲基丙烯酸甲脂，玻璃，有機(jī) 硅材料等高透明材料。其中聚碳酸脂，聚甲基丙烯酸甲脂，玻璃等用作外層透鏡材 料；環(huán)氧樹(shù)脂，改性環(huán)氧樹(shù)脂，有機(jī)硅材料等，主要作為封裝材料，亦可作為透鏡 材料。而高性能有機(jī)硅材料將成為高端 LED封裝材料的封裝方向之一。下面將主要介紹有機(jī)硅封裝材料。提高LED封裝材料折射率可有效減少折射率物理屏障帶來(lái)的光子損失，提高 光量子效率，封裝材料的折射率是一個(gè)重要指標(biāo)，越高越好。提高折射率可采用向 封裝材料中引入硫元素，引入形式多為硫醚鍵、硫脂鍵等，以環(huán)硫形式將硫元素引 入聚合物單體，并以環(huán)硫基團(tuán)為反應(yīng)基團(tuán)進(jìn)行聚合則

2、是一種較新的方法。最新的研 發(fā)動(dòng)態(tài)，也有將納米無(wú)機(jī)材料與聚合物體系復(fù)合制備封裝材料，還有將金屬絡(luò)合物 引入到封裝材料，折射率可以達(dá)到1.6-1.8，甚至2.0,這樣不僅可以提高折射率和 耐紫外輻射性，還可提高封裝材料的綜合性能。、膠水基礎(chǔ)特性1.1有機(jī)硅化合物-聚硅氧烷簡(jiǎn)介有機(jī)硅封裝材料主要成分是有機(jī)硅化合物。有機(jī)硅化合物是指含有Si-O鍵、且至少有一個(gè)有機(jī)基是直接與硅原子相連的化合物，習(xí)慣上也常把那些通過(guò)氧、 硫、氮等使有機(jī)基與硅原子相連接的化合物也當(dāng)作有機(jī)硅化合物。其中，以硅氧鍵(-Si-0-Si-)為骨架組成的聚硅氧烷，是有機(jī)硅化合物中為數(shù)最多，研究最深、應(yīng) 用最廣的一類(lèi)，約占總用量的9

3、0%以上。1.1.1結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)是一類(lèi)以重復(fù)的Si-O鍵為主鏈，硅原子上直接連接有機(jī)基團(tuán)的聚合物，其通式為R '-(Si R R -0) n - R ”，其中，R、R ' R ”代表基團(tuán)，如甲基，苯基，羥基，H，乙烯基等；n為重復(fù)的Si-0鍵個(gè)數(shù)（n不小于2）。有機(jī)硅材料結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性:Si原子上充足的基團(tuán)將咼能量的聚硅氧烷主鏈屏敝起來(lái);C-H無(wú)極性，使分子間相互作用力十分微弱;(3)Si-0鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)，Si-0-Si鍵鍵角大。（4） Si-0鍵是具有50%離子鍵特征的共價(jià)鍵（共價(jià)鍵具有方向性，離子鍵 無(wú)方向性）。1.1.2性能由于有機(jī)硅獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，兼?zhèn)淞藷o(wú)機(jī)材料與有機(jī)材料的性能，具

4、有表面張力 低、粘溫系數(shù)小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質(zhì)，并具有耐高低溫、電氣絕 緣、耐氧化穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無(wú)毒無(wú)味以及生理惰性等優(yōu)異 特性。耐溫特性：有機(jī)硅產(chǎn)品是以硅氧（Si - 0 ）鍵為主鏈結(jié)構(gòu)的，C C鍵的鍵 能為347kJ/mol, Si 0鍵的鍵能在有機(jī)硅中為462kJ/mol,所以有機(jī)硅產(chǎn)品的熱 穩(wěn)定性高，高溫下（或輻射照射）分子的化學(xué)鍵不斷裂、不分解。有機(jī)硅不但可耐 高溫，而且也耐低溫，可在一個(gè)很寬的溫度范圍內(nèi)使用。無(wú)論是化學(xué)性能還是物理 機(jī)械性能，隨溫度的變化都很小。耐候性：有機(jī)硅產(chǎn)品的主鏈為Si 0 ,無(wú)雙鍵存在，因此不易被紫外光 和臭氧所分解。有機(jī)

5、硅具有比其他高分子材料更好的熱穩(wěn)定性以及耐輻照和耐候能 力。有機(jī)硅中自然環(huán)境下的使用壽命可達(dá)幾十年。電氣絕緣性能：有機(jī)硅產(chǎn)品都具有良好的電絕緣性能，其介電損耗、耐電壓、 耐電弧、耐電暈、體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)等均在絕緣材料中名列前茅，而且 它們的電氣性能受溫度和頻率的影響很小。因此，它們是一種穩(wěn)定的電絕緣材料, 被廣泛應(yīng)用于電子、電氣工業(yè)上。有機(jī)硅除了具有優(yōu)良的耐熱性外，還具有優(yōu)異的拒水性，這是電氣設(shè)備在濕態(tài)條件下使用具有高可靠 性的保障。生理惰性：聚硅氧烷類(lèi)化合物是已知的最無(wú)活性的化合物中的一種。它們十分 耐生物老化，與動(dòng)物體無(wú)排異反應(yīng)，并具有較好的抗凝血性能。低表面張力和低表面能：有機(jī)

6、硅的主鏈?zhǔn)秩犴?，其分子間的作用力比碳?xì)浠?合物要弱得多，因此，比同分子量的碳?xì)浠衔镎扯鹊?，表面張力弱，表面能?。?成膜能力強(qiáng)。這種低表面張力和低表面能是它獲得多方面應(yīng)用的主要原因：疏水、 消泡、泡沫穩(wěn)定、防粘、潤(rùn)滑、上光等各項(xiàng)優(yōu)異性能。1.1.3有機(jī)硅化合物的用途由于有機(jī)硅具有上述這些優(yōu)異的性能，因此它的應(yīng)用范圍非常廣泛。它不僅作 為航空、尖端技術(shù)、軍事技術(shù)部門(mén)的特種材料使用，而且也用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)， 其應(yīng)用范圍已擴(kuò)到：建筑、電子電氣、半導(dǎo)體、紡織、汽車(chē)、機(jī)械、皮革造紙、化 工輕工、金屬和油漆、醫(yī)藥醫(yī)療等行業(yè)。其中有機(jī)硅主要起到密封、粘合、潤(rùn)滑、絕緣、脫模、消泡、抑泡、防水、防 潮、惰性

7、填充等功能。 隨著有機(jī)硅數(shù)量和品種的持續(xù)增長(zhǎng)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬， 形成化工新材料界獨(dú)樹(shù)一幟的重要產(chǎn)品體系，許多品種是其他化學(xué)品無(wú)法替代而又 必不可少的。1.2 LED封裝用有機(jī)硅材料特性簡(jiǎn)介L(zhǎng)ED封裝用有機(jī)硅材料的要求：光學(xué)應(yīng)用材料具有透光率高，熱穩(wěn)定性好， 應(yīng)力小，吸濕性低等特殊要求，一般甲基類(lèi)型的硅樹(shù)脂25C時(shí)折射率為1.41左右，而苯基類(lèi)型的硅樹(shù)脂折射率要高，可以做到1.54以上，450 nm波長(zhǎng)的透光率要求大于95%。在固化前有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性，成形好；固化后透明、硬度、強(qiáng)度 高，在高濕環(huán)境下加熱后能保持透明性。主要技術(shù)指標(biāo)有：折射率、粘度、透光率、無(wú)機(jī)離子含量、固化后硬度、線性膨脹系數(shù)等

8、等。1.2.1材料光學(xué)透過(guò)率特性石英玻璃、硅樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂的透過(guò)率如圖1所示。硅樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂先注入模具,高溫固化后脫模，形成厚度均勻?yàn)?mm的樣品?？梢钥吹?，環(huán)氧樹(shù)脂在可見(jiàn) 光范圍具有很高的透過(guò)率，某些波長(zhǎng)的透過(guò)率甚至超過(guò)了 95% ,但環(huán)氧樹(shù)脂在紫外光范圍的吸收損耗較大，波長(zhǎng)小于380 nm時(shí)，透過(guò)率迅速下降。硅樹(shù)脂在可見(jiàn)光范 圍透過(guò)率接近92%,在紫外光范圍內(nèi)要稍低一些，但在320 nm時(shí)仍然高于88%,表現(xiàn)出很好的紫外光透射性質(zhì)；石英玻璃在可見(jiàn)光和紫外光范圍的透過(guò)率都接近95%,是所有材料里面紫外光透過(guò)率最高的。對(duì)于紫外LED封裝,石英玻璃具有最高的透過(guò)率，有機(jī)硅樹(shù)脂次之，環(huán)氧樹(shù)脂較差

9、。然而盡管 石英玻璃紫外光透過(guò)率高，但是其熱加工溫度高，并不適用于LED芯區(qū)的密封，因此 在LED封裝工藝中石英玻璃一般僅作為透鏡材料使用。由于石英玻璃的耐紫外光 輻射和耐熱性能已經(jīng)有很多報(bào)道，僅對(duì)常用于密封LED芯區(qū)的環(huán)氧樹(shù)脂和有機(jī)硅 樹(shù)脂的耐紫外光輻射和耐熱性能進(jìn)行研究。1.2.2耐紫外光特性研究了環(huán)氧樹(shù)脂A和B以及有機(jī)硅樹(shù)脂A和B在封裝波長(zhǎng)為395 nm和375 nm的LED芯片時(shí)的老化情況，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)LED的樹(shù)脂涂層厚度均 為2 mm。可以看到，環(huán)氧樹(shù)脂材料耐紫外光輻射性能都較差，連續(xù)工作時(shí)，紫外LED輸出光功率迅速衰減，100 h后輸出光功率均下降到初始的50%以下；2

10、00 h后,LED的輸出光功率已經(jīng)非常微弱。對(duì)于脂環(huán)族的環(huán)氧樹(shù)脂B,在375 nm的紫外光照射下衰減比395 nm時(shí)要快，說(shuō)明對(duì)紫外光波長(zhǎng)較為敏感，由于375 nm的紫外光光子能量較大，破壞也更為嚴(yán)重。雙酚類(lèi)的環(huán)氧樹(shù)脂 A在375 nm和395 nm的紫外光照射下都迅速衰減,衰減速度基本一致。盡管雙酚類(lèi)的環(huán)氧樹(shù)脂A在375 nm和395nm時(shí)的光透過(guò)率要略高于脂環(huán)族類(lèi)的環(huán)氧樹(shù)脂B,但是由于環(huán)氧樹(shù)脂A含有苯環(huán)結(jié)構(gòu),因此在紫外光持續(xù)照射時(shí)，衰減要比環(huán)氧樹(shù)脂B要快。盡管雙酚類(lèi)的環(huán)氧樹(shù)脂 A在375 nm和395 nm時(shí)的光透過(guò)率要略高于脂環(huán)族類(lèi)的環(huán)氧樹(shù)脂B,但是由于環(huán)氧樹(shù)脂A含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，因此在紫外

11、光持續(xù)照射時(shí)，衰減要比環(huán)氧樹(shù) 脂B要快。測(cè)量老化前后LED芯片的光功率,發(fā)現(xiàn)老化后LED的光功率基本上沒(méi) 有衰減。這說(shuō)明，光功率的衰減主要是由紫外光對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的破壞引起的。環(huán)氧樹(shù) 脂是高分子材料，在紫外線的照射下，高分子吸收紫外光子，紫外光子光子能量較大， 能夠打開(kāi)高分子間的鍵鏈。因此，在持續(xù)的紫外光照射下，環(huán)氧樹(shù)脂的主鏈慢慢被破 壞,導(dǎo)致主鏈降解，發(fā)生了光降解反應(yīng)，性質(zhì)發(fā)生了變化。實(shí)驗(yàn)表明，環(huán)氧樹(shù)脂不適合 用于波長(zhǎng)小于380 nm的紫外LED芯片的封裝。相對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂，硅樹(shù)脂表現(xiàn)出了良好的耐紫外光特性。經(jīng)過(guò)近1 500 h老化后,LED輸出光功率雖然有不同程度的衰減,但是仍維持在85%以上,衰

12、減低于15%。這可能與硅樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂間的結(jié)構(gòu)差異有關(guān)。硅樹(shù)脂的主要結(jié)構(gòu)包括Si和O,主鏈Si-0-Si是無(wú)機(jī)的,而且具有較高的鍵能;而環(huán)氧樹(shù)脂的主鏈主要是 C-C或C-0,鍵能低于Si-0。由于鍵能較高,硅樹(shù)脂的性能相對(duì)要穩(wěn)定。因此，硅樹(shù)脂具有良好的耐紫外光特性。1.2.3耐熱性LED封裝對(duì)材料的耐熱性提出了更高的要求。從圖3可以看出，環(huán)氧樹(shù)脂和硅樹(shù)脂具有較好的承受紫外光輻照的能力。因此，對(duì)其熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。圖3表 示這兩種材料在高溫老化后 mm- 1厚度時(shí)透過(guò)率隨時(shí)間的變化情況?？梢钥吹?，環(huán)氧樹(shù)脂的耐熱性較差，經(jīng)過(guò)連續(xù)6天的高溫老化后，各個(gè)波長(zhǎng)的透過(guò)率都發(fā)生了較 大的衰減,紫外光范圍的

13、衰減尤其嚴(yán)重，環(huán)氧樹(shù)脂樣品顏色從最初的清澈透明變成了 黃褐色。硅樹(shù)脂表現(xiàn)出了優(yōu)異的耐熱性能。在 150 e的高溫環(huán)境下,經(jīng)過(guò)14 days的老化 后，可見(jiàn)光范圍的樣品mm-1厚度時(shí)透過(guò)率只有稍微的衰減，在紫外光范圍也僅有少量的衰減，顏色仍然保持著最初的清澈透明。與環(huán)氧樹(shù)脂不同，硅樹(shù)脂以Si-O-Si 鍵為主鏈，由于Si-O鍵具有較高的鍵能和離子化傾向，因此具有優(yōu)良的耐熱性。124光衰特性傳統(tǒng)封裝的超高亮度白光L ED，配粉膠一般采用環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅材料。如圖 4所示,分別用環(huán)氧樹(shù)脂和有機(jī)硅材料配粉進(jìn)行光衰實(shí)驗(yàn)的結(jié)果?？梢钥闯觯糜袡C(jī)硅材料配粉的白光LED的壽命明顯比環(huán)氧樹(shù)脂的長(zhǎng)很多。原因之一是

14、用有機(jī)硅材料和環(huán)氧樹(shù)脂配 粉的封裝工藝不一樣，有機(jī)硅材料烘烤溫度較低，時(shí)間較短,對(duì)芯片的損傷也??；另 外,有機(jī)硅材料比環(huán)氧樹(shù)脂更具有彈性，更能對(duì)芯片起到保護(hù)作用。125苯基含量的影響提高LED封裝材料折射率可有效減少折射率物理屏障帶來(lái)的光子損失，提高光量子效率，封裝材料的折射率是一個(gè)重要指標(biāo)，越高越好。硅樹(shù)脂中苯基含量越 大，就越硬，折射率越高（合成的幾乎全苯基的硅樹(shù)脂折射率可達(dá)1.57），但因熱塑性太大，無(wú)實(shí)際使用價(jià)值，苯基含量一般以20%50% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為宜。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)苯基含量為40%時(shí)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）硅樹(shù)脂的折射率約 1.51,苯基含量為50%時(shí)硅樹(shù)脂的折射率大于1.54,如圖5所示。所合

15、成的都是高苯基硅樹(shù)脂，苯基含量都 在45%以上，其折射率都在1.53以上，其中一些可以達(dá)到1.54以上。1.3有機(jī)硅封裝材料應(yīng)用原理及分析有機(jī)硅封裝材料一般是雙組分無(wú)色透明的液體狀物質(zhì)，使用時(shí)按A : B=1: 1的比例稱(chēng)量準(zhǔn)確，使用專(zhuān)用設(shè)備行星式重力攪拌機(jī)攪拌，混合均勻，脫除氣泡即可SiHSi用于點(diǎn)膠封裝，然后將封裝后的部件按產(chǎn)品要求加熱固化即可。有機(jī)硅封裝材料的固化原理一般是以含乙烯基的硅樹(shù)脂做基礎(chǔ)聚合物，含 基硅烷低聚物作交聯(lián)劑，鉑配合物作催化劑配成封裝料，利用有機(jī)硅聚合物的 CH = CH 2與Si H在催化劑的作用下，發(fā)生硅氫化加成反應(yīng)而交聯(lián)固化。們可以用儀器設(shè)備來(lái)分析表征一些技術(shù)指

16、標(biāo)有如折射率、粘度、透光率、無(wú)機(jī)離子 含量、固化后硬度、線性膨脹系數(shù)等等。1.3.1紅外光譜分析有機(jī)硅聚合物的Si CH = CH 2與Si H在催化劑的作用下，發(fā)生硅氫化加 成反應(yīng)而交聯(lián)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，乙烯基含量和硅氫基的濃度會(huì)逐漸減少，直到穩(wěn)定于一定的量，甚 至消失?？刹捎眉t外光譜儀測(cè)量其固化前后不同階段的乙烯基和硅氫基的紅外光譜吸收 變化情況2。我們只列舉合成的高苯基乙烯基氫基硅樹(shù)脂固化前和固化后的紅外光譜為例：如圖6所示，固化前：3071，3050 cm 1是苯環(huán)和CH 2=CH-不飽和 氫的伸縮振動(dòng)，2960 cm 1是一CH 3的C-H伸縮振動(dòng)，2130 cm 1是Si H的吸收

17、峰，1590 cm 1是一CH = CH2不飽和碳的吸收峰，1488 cm 1是苯環(huán)的骨 架振動(dòng)，1430, 1120 cm是Si Ph的吸收峰，1250 cm 1是Si CH 3的吸收峰，1060 cm 1是Si-O-Si的吸收峰；固化后：2130cm 1處的Si H的吸收峰和1590 cm 1處的一CH = CH2不飽和碳的吸收 峰均消失。1.3.2熱失重分析有機(jī)硅主鏈si-0-si屬于無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)” si-0鍵的鍵能為462kJ/mol,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于C-C 鍵的鍵能347kJ/mol，單純的熱運(yùn)動(dòng)很難使si-0鍵均裂，因而有機(jī)硅聚合物具有良 好的熱穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)所連烴基起到了屏蔽作用，提高了氧化

18、穩(wěn)定性。有機(jī)硅聚合 物在燃燒時(shí)會(huì)生成不燃的二氧化硅灰燼而自熄。為了分析封裝材料的耐熱性，及硅 樹(shù)脂對(duì)體系耐熱性的影響，我們進(jìn)行了熱失重分析，如圖7圖8所示，樣品起始分解溫度大約在400C, 800r的殘留量在65%以上。封裝材料在400C范圍內(nèi)不降 解耐熱性好，非常適用于大功率 LED器件的封裝。1.3.3 DSC 分析我們采用DSC （差示熱量掃描法）分析了硅樹(shù)脂固化后的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度我們采用Tg。一般，Tg的大小取決于分子鏈的柔性及化學(xué)結(jié)構(gòu)中的自由體積，即交聯(lián)密 度，Tg隨交聯(lián)密度的增加而升高，可以提供一個(gè)表征固化程度的參數(shù)。顯然隨著凝膠同樣也列舉合9所示，玻璃DSC分析了所制備的凝膠體、

19、彈性體、樹(shù)脂體的 Tg，如表1所示， 體、彈性體、樹(shù)脂體的交聯(lián)密度的增加，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg升高。成的高苯基乙烯基氫基硅樹(shù)脂固化后的差示熱量掃描分析圖譜，如圖 化轉(zhuǎn)變溫度Tg約72r。封裝應(yīng)用應(yīng)根據(jù)封裝實(shí)際的需求，選用不同的形態(tài)。表1有機(jī)硅樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg”脂休re卜工飛（？圖9高苯基乙烯基氫基硅樹(shù)脂 DSC分析圖譜1.4有機(jī)硅封裝材料的分類(lèi)及與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的對(duì)比為了提高LED產(chǎn)品封裝的取光效率，必須提高封裝材料的折射率，以提高產(chǎn) 品的臨界角，從而提高產(chǎn)品的封裝取光效率。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比起熒光膠和外封膠 折射率都為1.4時(shí)，當(dāng)熒光膠的折射率比外封膠高時(shí)，能顯著提高LED產(chǎn)品的出光效率

20、，提升LED產(chǎn)品光通量。目前業(yè)內(nèi)的混熒光粉膠折射率一般為1.5左右，外封膠的折射率一般為1.4左右，故大功率白光LED灌封膠應(yīng)選取透光率高（可 見(jiàn)光透光率大于99%）、折射率高（1.4-1.5）、耐熱性較好（能耐受200r的高 溫）的雙組分有機(jī)硅封裝材料LED有機(jī)硅封裝材料，固化后按彈性模量劃分，可分為凝膠體，彈性體及樹(shù) 脂等三大類(lèi)；按折射率劃分，可分為標(biāo)準(zhǔn)折射率型與高折射率兩大類(lèi)，見(jiàn)表2：表2 LED有機(jī)硅封裝材料的分類(lèi)樹(shù)脂休re-100 r *-20 020工飛匸21. 50"1. 55折射率凝膠體前折姑率祁件體高折W率W脂休與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行了對(duì)比，其參數(shù)如表 3表4所示，可知

21、各項(xiàng)性能參數(shù)較接近，經(jīng)部分客戶試用反映良好。表3自制低折色率產(chǎn)品與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的比較1 £冷 抽 ."(l.l i J-' *,!' 9. '”n"、I電XT匚.：一13 3-屯們h工臥性Idfl .Ed rIri-k H41 fi僅SJCt刼KULAfl W；他耳50II咫1【-如TH11 I即1命|ilgfi:亠t h J叩丄1lIl 3 > i 丄 i -II'區(qū)他呦IIL4IIXCI2遠(yuǎn)沁Vikm C-L -ii ¥125< 1 tih1LiOt /JtflO Lk -11A15UCl -J匕二勁 I

22、b.1Mut ： Ji!», JL<1 IL1 u1? 4c. ：t ：1-LhIIL嚴(yán)1!1嚴(yán)jL表4自制高折色率產(chǎn)品與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的比較Mt禪*1恬阻七TATifii'kTftpHFiSSflAE-esteH/S帆帖匹SQQ/iiaoECOO/2tKKi?2QOO/JIOO+00/3500冷00/】3«1二 I1 1： 1 '"1： 1 >'f 1： 1 ''L： 111 11 3 11 1e 1 J1400aw1000I5001!恥汁1p31 /LhIDOL /IhI SOT. yih150 It Ah1.

23、SO'L'/lh :11屮.1*;*x.l1,531,511®.L53理 1-務(wù)唱呂951 Srt話柚 U All閃計(jì)Mi»A»50針對(duì)LED封裝行業(yè)的不同部位的具體要求開(kāi)發(fā)五個(gè)應(yīng)用系列的有機(jī)硅材料, 不同的封裝要求，在封裝材料的粘度，固化條件，固化后的硬度（或彈性），外 觀，折光率等方面有差異。具體分類(lèi)介紹如下:1.4.1混熒光粉有機(jī)硅系列l(wèi)i札割暫Wifirf'i - ? ift800011!=1況：“律LbF* E 1 詩(shī)1 -1500詢Th*0扁誦:U黑髀11出化片!；茹1射扌"欝匸）1. SJKiftt- «

24、- 1» !»">95I傳統(tǒng)封裝的超高亮度白光L ED，配粉膠一般采用環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅材料。如圖9所示,分別用環(huán)氧樹(shù)脂和有機(jī)硅材料配粉進(jìn)行光衰實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。可以看出，用有機(jī)硅材料配粉的白光L ED的壽命明顯比環(huán)氧樹(shù)脂的長(zhǎng)很多。原因之一是用有機(jī)硅材料和環(huán)氧樹(shù)脂配粉的封裝工藝不一樣，有機(jī)硅材料烘烤溫度較低，時(shí)間較短,對(duì)芯片 的損傷也小；另外,有機(jī)硅材料比環(huán)氧樹(shù)脂更具有彈性，更能對(duì)芯片起到保護(hù)作用。142 MODING封裝材料有機(jī)硅系列AP-255O 項(xiàng) n技術(shù)蜃數(shù)111州化肩11時(shí)祀無(wú)色逝切！Hfl-軸噸 rf* *251' ?'t;I50C211

25、罔代爾1外Q-h帆旳妍汶“-牯唯 bPb 5( ；5 V '3500! '他切Lt鮒L； L-a-1000淞箭乩粘度a* i i 2S，V;- - 1 世m(xù) P ShoreA)1活11. !2選 *' 1. ISO u«9C-t； Xih+ 1»C3 h1.4.3TOP貼片封裝材料有機(jī)硅系列用化就"A用h）1外觀Lfc尬刪液佯和里 mPa r 1 2r »4500圄化 litL色;刎引枕禪粘世fcpl第t *3500便刪比列1I; 1翟冷U林也iPa* 5 ：5X 1"1000弛耶卅化圣什901 xih* 150VX3

26、h111兩"i,詐外也禹進(jìn)仰和他惟r SheiM)：5換 P.t tShoreA)1；0折帥率（25£）L. 12罐比率（玄、450 S）1.4.4透鏡填充有機(jī)硅系列1 'H U ' SbcleA:ol lQrt " 25 C >1. 12謹(jǐn)屯辛2八350 ni'L-«1!）：L1.L色週5弓甘加i25 t -1200900維HI吃叫11Q025 f *. l；h .'t *&C :” ih90ntii擷叫 fj'< 25r1.4.5集成大功率LED有機(jī)硅系列趾酸 I'ShoxeA)70

27、折射率（25<'）1.42透光睪%, 150皿J號(hào)1化，就k B盤(pán)f V j鼬幢nPa S 1 25 C3«001 >:i混介怙他nPa* !13500II黑申曲比條柞190C Xlb*150th1外配111理焜)1 Shor eD *32祈IIL, t：1達(dá)壯豐小1旳皿1'96、膠水與其它材料之間的關(guān)聯(lián)性（含固晶膠）有機(jī)硅材料對(duì)其他材料沒(méi)有腐蝕性，但某些材料會(huì)影響封裝材料的固化。固晶 膠一般為環(huán)氧樹(shù)脂材料，它的固化劑種類(lèi)很多，如果其中含有N, P, S等元素,會(huì)導(dǎo)致封裝材料與固晶膠接觸部分不固化。如果對(duì)某一種基材或材料是否會(huì)抑制固 化存在疑問(wèn)，建議先做一

28、個(gè)相容性實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試某一種特定應(yīng)用的合適性。如果在有 疑問(wèn)的基材和固化了的彈性體材料界面之間存在未固化的封裝料，說(shuō)明不相容，會(huì) 抑制固化。這些最值得注意的物質(zhì)包括:1、有機(jī)錫和其它有機(jī)金屬化合物2、硫、聚硫化物、聚砜類(lèi)物或其它含硫物品3、胺、聚氨酯橡膠或者含氨的物品4、亞磷或者含亞磷的物品5、某些助焊劑殘留物有機(jī)硅封裝材料有很好的耐濕氣，耐水性及耐油性，但對(duì)濃硫酸，濃硝酸等強(qiáng) 酸，氨水，氫氧化鈉等強(qiáng)堿，以及甲苯等芳香烴溶劑的抵抗能力差。下表定性的列 出有機(jī)硅封裝材料耐化學(xué)品性。有機(jī)硅封裝材料耐化學(xué)品性表10rfk1&h叫丿31|恂ZI* > LT門(mén)申I1.?IT12翹W化門(mén)曲）良1

29、112813緘ft化鈉苗岡】差29產(chǎn)物油a11戰(zhàn)赧餉水熔液（2%>Ei3015ft鹽水（ 26%）31水良16硫酸銅水溶液（50%）三、膠水的應(yīng)用與風(fēng)險(xiǎn)防范3.1使用:A、B兩組分1： 1稱(chēng)量，用行星式重力攪拌機(jī)（自公轉(zhuǎn)攪拌脫泡機(jī)）攪拌均 勻即可點(diǎn)膠。或者在一定溫度下，于 lOmmHg的真空度下脫除氣泡即可使用。建 議在干燥無(wú)塵環(huán)境中操作生產(chǎn)。3.2注意事項(xiàng)A、有機(jī)硅封裝材料在稱(chēng)量，混合，轉(zhuǎn)移，點(diǎn)膠，封裝，固化過(guò)程中使用專(zhuān)用 設(shè)備，避免與其他物質(zhì)混雜帶來(lái)不確定的影響。B、某些材料、化學(xué)制劑、固化劑和增塑劑可以抑制彈性體材料的固化。這些最值得注意的物質(zhì)包括：B-1、有機(jī)錫和其它有機(jī)金屬化合

30、物B-2、硫、聚硫化物、聚砜類(lèi)物或其它含硫物品B-3、胺、聚氨酯橡膠或者含氨的物品B-4、亞磷或者含亞磷的物品B-5、某些助焊劑殘留物如果對(duì)某一種基材或材料是否會(huì)抑制固化存在疑問(wèn)，建議先做一個(gè)相容性實(shí)驗(yàn) 來(lái)測(cè)試某一種特定應(yīng)用的合適性。如果在有疑問(wèn)的基材和固化了的彈性體材料界面 之間存在未固化的封裝料，說(shuō)明不相容，會(huì)抑制固化。C、在使用封裝材料時(shí)避免進(jìn)入口眼等部位；接觸封裝材料后進(jìn)食前需要清洗 手；封裝材料不會(huì)腐蝕皮膚，因個(gè)人的生理特征有差異，如果感覺(jué)不適應(yīng)暫停相關(guān) 工作或就醫(yī)。D、在LED生產(chǎn)中很可能會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題是芯片封裝時(shí)，杯內(nèi)汽泡占有很大的 不良比重，但是產(chǎn)品在制作過(guò)程中如果汽泡問(wèn)題沒(méi)有得

31、到很好的解決或防治，就會(huì)造成產(chǎn)品衰減加快的一個(gè)因素。影響氣泡產(chǎn)生的因素比較多，但是多做一些工程評(píng)估，即可逐步解決。一般情況下，工藝成熟后，氣泡的不良比重不會(huì)太高。以下是 相關(guān)因素:(1) 環(huán)境的溫度和濕度對(duì)氣泡產(chǎn)生有較大的影響。(2) 模條的溫度也是產(chǎn)生氣泡的一個(gè)因素。(3) 氣泡的產(chǎn)生與工藝的調(diào)整有很大關(guān)系。例如，有些工廠沒(méi)有抽真空也沒(méi)有氣泡，而有些即使抽了真空也有氣泡，從這 一點(diǎn)看不是抽不抽真空的問(wèn)題，而是操作速度的快慢、熟練程度的問(wèn)題。同時(shí)與環(huán) 境溫度也是分不開(kāi)的。環(huán)境溫度變化了，可以采取相應(yīng)的措施加以控制。若常溫是15C，如讓膠水的溫度達(dá)到60C，這樣做杯內(nèi)氣泡就不會(huì)出現(xiàn)。同時(shí)要注意很

32、多 細(xì)節(jié)問(wèn)題，如在滾筒預(yù)沾膠時(shí)產(chǎn)生微小氣泡，肉眼和細(xì)微鏡下看不到，但一進(jìn)入烤 箱體內(nèi)，熱脹氣泡擴(kuò)漲。如果此時(shí)溫度太高，氣體還沒(méi)有躍出就固化所以產(chǎn)生氣泡 現(xiàn)象。LED表面有氣泡但沒(méi)破，此為打膠時(shí)產(chǎn)生氣泡。LED表面有氣泡已破，原因是溫度太高。手工預(yù)灌膠前，支架必須預(yù)熱。預(yù)熱預(yù)灌的AB組分進(jìn)行2小時(shí)調(diào)換一次。只要你保持AB料、支架都是熱的，氣泡問(wèn)題不難解。因?yàn)?AB組分冷時(shí) 流動(dòng)性差,遇到冷支架容易把氣泡帶入。操作時(shí)要注意以下問(wèn)題：(1) 操作人員的操作技巧不熟練(整條里面有一邊出現(xiàn)氣泡)；(2) 點(diǎn)膠機(jī)的快慢和膠量沒(méi)有控制好(很容易出現(xiàn)氣泡的地方)；(3) 機(jī)器是否清潔(此點(diǎn)不一定會(huì)引起氣泡，但

33、很容易產(chǎn)生類(lèi)似冰塊一樣的 東西，尤其是環(huán)已酮)；(4) 往支架點(diǎn)膠時(shí)，速度不能快，太快帶入的空氣將難以排出;(5) 膠要常換、膠筒清洗干凈，一次混膠量不能太多，A，B組分混合就會(huì)開(kāi)始反應(yīng)，時(shí)間越長(zhǎng)膠越稠，氣泡越難排出；E、大多數(shù)封裝客戶都發(fā)現(xiàn)做好的產(chǎn)品在初期做點(diǎn)亮測(cè)試?yán)匣蠖加胁诲e(cuò)的 表現(xiàn)，但是隨著時(shí)間的推移，明明在抽檢都不錯(cuò)的產(chǎn)品，至打應(yīng)用客戶開(kāi)始應(yīng)用的 時(shí)候或者不久之后，就發(fā)現(xiàn)有膠層和 PPA支架剝離、LED變色(鍍銀層變黃發(fā)黑)的情況發(fā)生。那這到底是什么原因引起的？是在制程的過(guò)程中工藝把握不好導(dǎo)致封裝膠固化不好嗎？當(dāng)然有可能，但是隨著客戶工藝的不斷成熟，這種情況發(fā)生 的機(jī)率會(huì)越來(lái)越少。

34、有以下因素供大家參考;(1) PPA與支架剝離的原因是：PPA中所添加的二氧化鈦因晶片所發(fā)出的藍(lán)光造成其引起的光觸媒作用、PPA本身慢慢老化所造成的，硅膠本身沒(méi)老化的情 況下，由于PPA老化也會(huì)導(dǎo)致剝離想象的發(fā)生；二氧化鈦吸收太陽(yáng)光或照明光中 的紫外線，產(chǎn)生光觸媒作用，會(huì)產(chǎn)生分解力與親水性的能力。特別具有分解有機(jī)物 的能力。(2以LED變色問(wèn)題為例、現(xiàn)階段大致分三類(lèi):硫磺造成鍍銀層生硫化銀而變色 鹵素造成鍍銀層生鹵化銀而變色 鍍銀層附近存在無(wú)機(jī)碳。?有機(jī)硅封裝材料、固晶材料并不含有 S化合物、鹵素化合物，硫化及鹵化物的發(fā)生取決于使用的環(huán)境。?無(wú)機(jī)碳的存在為環(huán)氧樹(shù)脂等的有機(jī)物因熱及光的分解后的殘

35、渣。在鍍銀層以環(huán)氧等固晶膠作為藍(lán)光晶片接合的場(chǎng)合頻繁發(fā)生。?有機(jī)硅封裝材料即使被熱及光分解也不會(huì)變成黑色的碳。?若是沒(méi)有使用環(huán)氧等的有幾物的場(chǎng)合有發(fā)現(xiàn)無(wú)機(jī)碳存在的話有可能是由外部所帶入。?上述的3種變色現(xiàn)象是因藍(lán)光、鍍銀、氧氣及濕氣使其加速催化所造成綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)，以上的主要原因是由于有氧氣，濕氣侵入到LED內(nèi)部以及有無(wú)機(jī)碳的存在而帶來(lái)的一系列的問(wèn)題，那么我們應(yīng)該如何解決呢。(1)在封裝過(guò)程中避免使用環(huán)氧類(lèi)的有機(jī)物，比如固晶膠;(2選擇低透氣性的封裝材料，盡量避免使用橡膠系的硅材料，盡量選用樹(shù)脂 型的硅材料；(3在制程的過(guò)程中盡量采用清洗支架，盡可能的增加烘烤流程。如何解決隔層問(wèn)題？出現(xiàn)隔

36、層，一般是膠水沾接性能不好，先膨脹后收縮所致。也有粉膠與外封膠膨脹系數(shù)差異太大產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，在金線部位撕裂。故升溫太快 有裂層或固化不好，而分段固化，反應(yīng)沒(méi)那么劇烈，消除一些內(nèi)應(yīng)力。3.3貯存及運(yùn)輸:3-1、陰涼干燥處貯存，貯存期為6個(gè)月(25C)。3-2、此類(lèi)產(chǎn)品屬于非危險(xiǎn)品，可按一般化學(xué)品運(yùn)輸。3-3、膠體的A、B組分均須密封保存，在運(yùn)輸，貯存過(guò)程中防止泄漏。3.4封裝工藝A.LED的封裝的任務(wù)是將外引線連接到LED芯片的電極上，同時(shí)保護(hù)好LED芯片，并且起到提高 光取出效率的作用。關(guān)鍵工序有裝架、壓焊、封裝。B.LED封裝形式LED封裝形式可以說(shuō)是五花八門(mén)，主要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合采用相

37、應(yīng)的外形 尺寸，散熱對(duì)策和出光效果。LED按封裝形式分類(lèi)有Lamp-LED、TOP-LED、 Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED 等。C.LED封裝工藝流程1. 芯片檢驗(yàn)鏡檢：材料表面是否有機(jī)械損傷及麻點(diǎn)麻坑（lockhill）;芯片尺寸及電極大 小是否符合工藝要求；電極圖案是否完整。2. 擴(kuò)片由于LED芯片在劃片后依然排列緊密間距很?。s 0.1mm ），不利于后工序 的操作。我們采用擴(kuò)片機(jī)對(duì)黏結(jié)芯片的膜進(jìn)行擴(kuò)張，是LED芯片的間距拉伸到約 0.6mm。也可以采用手工擴(kuò)張，但很容易造成芯片掉落浪費(fèi)等不良問(wèn)題。3. 點(diǎn)膠在LED支架的相應(yīng)位置點(diǎn)上銀膠或絕緣膠。（對(duì)于 GaAs、SiC導(dǎo)電襯底，具 有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對(duì)于藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)光、綠 光LED芯片，采用絕緣膠來(lái)固定芯片。）工藝難點(diǎn)在于點(diǎn)膠量的控制，在膠體高 度、點(diǎn)膠位置均有詳細(xì)的工藝要求。由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有嚴(yán)格的 要求，銀膠的醒料、攪拌、使用