- 上一篇：Fe-Mn-Al体系Al对Mn的相互作用系数研究
- 下一篇：高性能壁纸印刷用水性上光油
传统的环氧树脂封装材料在可靠性以及耐紫外光和热老化性能方面远远不能满足封装的要求，而有机硅材料由于上述性能上的优势，被认为是用于大功LED封装的最佳材料。但是，由于国内到目前为止很少进行过相关产品的研发工作，导致高折射率有机硅材料在国内目前仍很少报道，而其在LED封装上的应用也只能依赖于进口。因此。研制具有高透明度、高折光率、优良耐紫外光老化和热老化能力的有机硅封装材料并实现产业化，对功率型LED器件的研制和规模化生产具有十分重要的意义。
1.1 LED的特点及应用
LED的特点主要体现在以下几方面：体积小；光效高，目前可以达到100lm／W，是普通白炽灯的10倍；能耗低，耗电量是普通白炽灯的10％～20％；使用寿命长，普通白炽灯使用寿命为2000h，螺旋节能灯8000h，而LED达到10×10h；安全可靠，LED光源发热量低、无热辐射性、冷光源、可以安全触摸；绿色环保，LED光源为全固体发光体，不含汞、钠元素等可能危害健康的物质，耐冲击不易破碎，废物可回收，无二氧化硫有害气体以及二氧化碳等温室气体的产生，可称为“绿色照明光源”。LED的内在特征决定了它是理想的传统光源代替光源，有着广泛的用途。LED的应用主要分为3大类：液晶显示屏背光、LED照明(包括户外照明和汽车照明)、LED显示。
1.2 LED封装形式的发展
LED封装的主要任务是将外引线连接到LED芯片的电极上，同时保护好LED芯片，并起到提高取光效率的作用。随着LED芯片及材料技术的突破，LED封装技术也得到了突破性提高。1962年通用电气公司开发出第一种实用的可见光LED，当时采用玻璃管式封装。在以后的几十年间，LED的封装形式发生了重大变化。20世纪90年代出现了引脚式封装，它是最先研发成功投放市场的封装结构，也是LED封装最方便、最经济的解决方案，主要采用环氧树脂作为封装材料，用于电流较小(20~30 mA)、功率较低(小于0.1 W)的LED的封装；其缺点是封装热阻较大(一般高于100K／W)，寿命较短。2002年开发出表面贴片封装式LED(SMD-LED)，SMD-LED由于具有体积小、散射角大、发光均匀性好、可靠性高的特点，逐渐被市场接受。随着LED芯片功率进一步提高，出现了单颗芯片功率达到1W的LED，被称为功率型LED。功率型LED的封装呈现出封装材料新型化、封装工艺新型化、封装形式集成化等发展趋势。国外在功率型LED方面的研究成果比较突出，单颗5W系列、Luxeon系列、Norlux系列产品在LED行业具有很强的竞争力。
1.3 LED封装材料的现状
在迄今的30多年中，9O％的LED采用双酚A型环氧树脂封装，这是因为该材料具有透光率高、折射率大、力学性能好、耐腐蚀、电性能优异、成本较低、固化时不产生小分子物质、收缩率低、贮存稳定性好、可室温固化、操作简便等优点；但它固化后交联密度高、内应力大、脆性大、耐冲击性差、使用温度一般不超过150℃，故应用受到一定限制。随着LED的发展，LED能够发出波长更短的光，如“蓝光、绿光” 和基于紫外线的白光。而环氧树脂在短波辐射和热作用下会严重退化，不可避免地发生变黄现象，难以满足新型LED的封装要求。
D．L．Barton等人发现，150℃左右环氧树脂的透明度降低，LED光输出减弱，在135～145℃范围内树脂严重退化，对LED寿命有重要的影响。在大电流下，散热不良会导致芯片结点温度迅速上升，加速器件光衰，封装材料甚至会碳化，在器件表面形成导电通道，使器件失效。
实际应用表明，传统的透明环氧树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯等作为透镜材料时，除耐光老化性、耐温性、耐热冲击性明显不足外，还会出现与内封装材料界面不相容的问题，使LED器件在经过高低温循环实验后，发光效率急剧降低。LED芯片及封装向大功率方向发展，在大电流下产生比4.5mm LED大l0～20倍的光通量，必须采用有效的散热与不劣化的封装材料解决光衰问题。目前大功率用LED封装材料的研究主要集中在有机硅材料，包括有机硅改性环氧和纯有机硅材料。