LED(發光二極體) 具有節能環保、壽命長、使用電壓低、開關時間短等特點,廣泛應用於照明、顯示、背光等諸多領域。目前正朝更高亮度、高色彩性、高耐氣候性、高發光均勻性等方向發展。LED 產業鏈可分為上、中、下游,分別是LED 外延晶片、LED 封裝及LED 應用。
康達科技集團(Qanta Group), 是全球領先的有機矽解決方案供應商之一,致力於提供個性化的有機矽解決方案。其擁有從金屬矽到特種有機矽材料的全方位產品供應鏈。主要業務為特用化學品技術及特殊SILICONE與複合材料相關應用制程技術材料開發、設計、銷售。目前已有20年以上歷史,與全球500強企業有合作銷售經驗,是一家集科研,開發,生產及銷售為一體的國家級高新技術企業,擁有國際化品質,技術和管理及提供一條龍Silicone 材料應用整合。公司擁有廣泛的銷售和研發網路,可提供有利於未來可持續發展的創新技術和基於市場需求的解決方案。
LED(發光二極體) 具有節能環保、壽命長、使用電壓低、開關時間短等特點,廣泛應用於照明、顯示、背光等諸多領域。目前正朝更高亮度、高色彩性、高耐氣候性、高發光均勻性等方向發展。LED 產業鏈可分為上、中、下游,分別是LED 外延晶片、LED 封裝及LED 應用。作為LED 產業鏈中承上啟下的LED 封裝,在整個產業鏈中起著重要作用。LED 由晶片、導線、支架、導電膠、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鍵因素之一。目前,封裝材料由於其對透光性的特殊要求,目前市面上使用的主要有環氧樹脂、有機矽、聚碳酸酯、玻璃、聚甲基丙烯酸酯等高透明度材料。但由於這些材料多數硬度較大且加工不方便,故基本上用於外層透鏡材料。傳統的LED 環氧樹脂封裝材料存在內應力大、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展的需求,正逐步被有機矽材料或者有機矽改性材料取代。有機矽材料是一種具有高耐紫外線和高耐老化能力、低應力的材料,成為LED 封裝材料的理想選擇。矽樹脂的透光率與LED 器件的發光強度和效率成正比,透光率越高,有利於增加LED 器件的發光強度和效率。由於氮化鎵晶片具有高的折射率(約為2.2) ,一般有機矽材料的折光率只有1.4,所以,提高有機矽材料的折光率可以減少與晶片折光率之差,減少介面反射和折射帶來的光損失,增強LED 器件的取光效率。
1、LED 封裝用改性環氧樹脂
環氧樹脂具有較高的折射率和透光率,並且力學性能和粘接性能相當不錯,所以市場上仍有一定產品在採用。通過引入有機矽功能團改性環氧樹脂,可提高環氧樹脂的高溫使用性能和抗衝擊性能,降低產品的收縮率和熱膨脹性,提高產品的應用範圍。按反應機理,有機矽改性環氧樹脂可分為物理共混和化學共聚兩種方法。如果純粹依靠單純的物理共混,由於有機矽與環氧樹脂的溶解度係數相差較大,微觀相結構容易呈分離態,改性效果不佳,一般需要通過添加過渡相容基團的方法來改進其相容性能。S. S. Hou等使用含氫聚矽氧烷與烯丙基縮水甘油醚進行矽氫加成反應,製備出含有環氧基的聚矽氧烷,然後與雙酚A型環氧樹脂共混。其實驗結果表明: 改性產品的微觀相結構較好,沒有相分離。
化學共聚方法是利用有機矽聚合物上的活性基團,如羥基,烷氧基等,與環氧樹脂上的環氧基等活性基團反應,生成共聚物達到改性的目的。早在2007 年國外就有人採用該方法開展了用有機矽共聚改性環氧封裝材料用於LED 產品的研究,其實驗證明該方法能夠使該封裝材料的抗衝擊性能和耐高低溫性能得到明顯提高、收縮率和熱膨脹係數顯著降低。Deborah等採用縮合反應,將4—乙烯基環氧乙烷分別與二(二甲基矽烷) 四苯基環四矽氧、三(二甲基矽烷) 苯基矽氧烷等多種矽烷進行混合反應,製成了耐衝擊性優良和耐UV 老化性強、透光率高、熱膨脹係數滿足晶片產品要的改性環氧樹脂產品。黎學明等採用UV 固化技術,將聚有機矽倍半氧烷和環氧樹脂原位交聯雜化,得到了具有高透光、熱穩定性強和耐UV 老化、抗衝擊性優良和高附著力的環氧聚有機矽倍半氧烷雜化膜材料,可用來取代目前使用的高溫固化環氧材料,用於LED、電子封裝等行業。Seung Cheol Yang等用脂環族環氧樹脂與二苯二羥基和三苯羥基反應,制得高折光率(1.58) ,熱穩定性好,耐紫外線的有機矽環氧改性材料。黃雲欣等首先合成了不同分子量的低聚倍半矽氧烷,分別用合成的聚有機矽氧烷來改性雙酚A 型環氧樹脂,結果顯示三種聚矽氧烷均能提高環氧樹脂產品的韌性和彎曲強度。楊欣等通過2— ( 3,4—環氧環已烷基)乙基甲基二乙氧基矽烷的水解縮合反應製備了多官能度有機矽環氧樹脂,採用甲基六氫苯酐做固化劑,得到的產品具有透光率和耐熱老化性能都有很大的改善,有望在LED 封裝材料領域得到推廣應用。Crivello. J等用含有雙鍵的環氧單體有烯丙基縮水甘油醚以及