采用有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂作封裝材料,可提高封裝材料的韌性和耐冷熱性,降低其收縮率和熱膨脹系數(shù)。最直接的方法是先制備有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂,然后硫化成型獲得LED封裝材料。D1 A1H aitko等人用4-乙烯基環(huán)氧己烷在硫酸銠催化下與三(二甲基硅氧基)苯基硅烷、二(二甲基硅氧基)二苯基硅烷、1,7-(二甲基硅氧基)-3,3,5,5-四苯基四硅烷等反應(yīng),得到有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂,然后硫化成型,獲得具有優(yōu)良的耐冷熱沖擊性能和耐輻射性能、高透光率、熱膨脹系數(shù)與芯片相近的LED封裝料。K1 Kodama等人用帶環(huán)氧基的硅氧烷在堿性催化劑催化下水解縮合,制得有機(jī)硅/環(huán)氧樹脂低聚物,該材料硫化成型后的突出優(yōu)點(diǎn)是N a+、K+、Cl-等離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于2@10-6,具有優(yōu)良的絕緣性能;此外,該材料的邵爾D硬度達(dá)35度,粘接性能良好,經(jīng)-20 e/120e熱循環(huán)沖擊100次也不開裂。為了改善這類LED封裝料的耐熱性和導(dǎo)熱性,常添加粒徑小于400 nm的無機(jī)填料,如石英粉、單晶硅、鋁粉、鋅粉、玻璃纖維等。H1 Ito等人將粒徑5~40 nm的二氧化硅和粒徑5~100 nm的球形玻璃粉加入到有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂中,硫化成型后材料的透光率可達(dá)951 7%(25 e),折射率為11 53~11 56(樣品厚1 mm,波長5891 3 nm),線膨脹系數(shù)為40@10-6 K-1左右,經(jīng)200次-25 e/125 e冷熱沖擊后損壞率僅4%~1215%。
除直接使用有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂作為封裝材料外,還可將有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂與硅樹脂等共混后制成LED封裝材料。美國GE公司采用苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷共水解縮聚,制得羥基硅樹脂;然后將其與有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂共混,用六羥基-4-甲基-鄰苯二甲酸酐作固化劑,辛酸亞錫作固化促進(jìn)劑,加熱硫化成型,獲得折射率可調(diào)(112~116)的封裝材料。該材料在人工老化機(jī)中經(jīng)波長380 nm的光波輻射500 h或在150 e下經(jīng)波長400~450 nm的紫外光照射500 h后,透光率仍高達(dá)80%以上(樣品厚度5mm)。如果在混合物中加入磷化合物、苯酚衍生物、透明金屬氧化物(如鈦、鎂、釔、鋯、鋁等的氧化物)納米顆粒,還可提高封裝材料的導(dǎo)熱性能,改善其防潮性能。
硅樹脂的共混物中加入折射率為1152、熱膨脹系數(shù)為0165@10-6 K-1的石英玻璃粉,制得折射率不低于11 50,熱膨脹系數(shù)為5@10-6 K-1的封裝材料。上述LED封裝材料的耐溶劑腐蝕性能差。為了克服這一缺點(diǎn),Y1 K1 Suehir o等人將羥基硅樹脂與有機(jī)硅環(huán)氧樹脂、雙酚A環(huán)氧樹脂在100~200e下共混、硫化成型,獲得耐溶劑性能很好的透明封裝材料,該材料還具有高折射率(在1700 nm波長光源照射下的折射率約為1149,在350 nm波長光源照射下的折射率為1158),耐熱、防潮等優(yōu)良特性。為了提高材料的硬度、耐冷熱沖擊能力,降低其模量和收縮率,日本信越化學(xué)公司將含硅羥基的乙烯基硅樹脂、含氫硅油及少量有機(jī)硅彈性體加入環(huán)氧樹脂中,使用鉑系催化劑催化硅氫加成反應(yīng),烷氧基或�；蚬枇u基鋁化物作環(huán)氧固化劑,經(jīng)注塑成型后獲得折射率高達(dá)1151、邵爾A硬度70度、不吸塵、低模量、低收縮率的LED封裝材料;而且該封裝材料經(jīng)-40 e/120 e冷熱沖擊1 000次不開裂。此外,為了節(jié)約成本、簡化工藝流程,D1A1H aitko直接用有機(jī)硅酸酐固化環(huán)氧樹脂,制得有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂LED封裝材料。這種封裝材料在400 nm波長光源照射下折射率為1145、透光率達(dá)88%;100 e下用405 nm波長紫外燈照射40 h后透光率減少不到10%。http://ggswu.com
