LED封装用环氧树脂有机硅等材料简介
一:LED封装流程
LED封装一般情况下主要步骤为黏晶(Die Bond)、打金线(Wire Bond)、荧光粉点胶(Phosphor Dispensing)、模压透镜(Lens Molding)和测试。 LED产业在封装技术上的发展重点在于低热阻抗及高可靠度。为了因应LED在照明领域的特性需求,高亮度LED芯片技术的开发朝向高亮度发光效率努力。 此外,业者也尝试以高功率的输入来提升LED的亮度,惟在提高输入功率的同时,伴随着产生更多的热。因此,若无法有效提升散热性,就算LED芯片的效能再好,也会因组件产生的高温使可靠度大幅降低。因此多芯片封装在晶粒颗数愈多下,良率难度愈高,技术门坎相对提升。 二:环氧树脂是节能LED上必须要用的重要材料
环氧树脂是用在节能LED上必须要用重要材料,一般使用的封装胶粉中除了环氧树脂之外,还含有硬化剂、促进剂、抗燃剂、巧合剂、脱模剂、填充料、颜料、润滑剂等成分,现分别介绍如下:
1.1环氧树脂(EPOXY RESIN)
使用在封装塑粉中的环氧树脂种类有双酚A系(BISPHENOL-A)、NOVOLAC EPOXY、环状脂肪族环氧树脂(CYCLICALIPHATIC EPOXY)、环氧化的丁二烯等。封装塑粉所选用的环氧树脂必需含有较低的离子含量,以降低对半导体芯片表面铝条的侵蚀,同时要具有高的热变形度,良好的耐热及耐化学性,以及对硬化剂具有良好的反应性。可选用单一树脂,也可以二种以上的树脂混合使用。
1.2 硬化剂(HARDENER)
在封装塑粉顶用来与环氧树脂起交联(CROSSLINKING)作用的硬化剂可大致分成两类:
(1)酸酐类(ANHYDRIDES);
(2)酚树脂(PHENOLICNOVOLAC)。
以酚树脂硬化和酸酐硬化的环氧树脂系统有如下的特性比较: 弗以酚树脂硬化的系统的溢胶量少,脱模较易,抗湿性及不乱性均较酸酐硬化者为佳; 以酸酐硬化者需要较长的硬化时间及较高度的后硬化(POSTCURE); 弗以酸酐硬化者对表面漏电流敏感的元件具有较佳的相容性; 费以酚树脂硬化者在150-175~C之间有较佳的热不乱性,但度高于175~(2则以酸酐硬化者为佳。
硬化剂的选择除了电气性质之外,尚要考虑功课性、耐湿性、保留性、价格、对人体安全性等因素。 环氧树脂封装塑粉的硬化周期(CURING CYCLE)约在90-180秒之间,必需能够在短时间内硬化,因此在塑粉中添加促进剂以缩短硬化时间是必要的。
现在大量使用的环氧树脂塑粉,因为内含硬化剂、促进剂,在混合加工(COMPOUNDING)后已成为部门交联的B-STAGE树脂。在封装使用完毕之前塑粉本身会不断的进行交联硬化反应,因此必需将塑粉贮存于5℃以下的冰柜中,以按捺塑粉的硬化速率,并且塑粉也有保留的期限。假如想制得不用低保留,且具有长的保留期限(LNOG SHELFLIFE)的塑粉,则一定要选用潜伏性促进剂(LATENT CATALYST),这种促进剂在室中不会加速硬化反应,只有在高时才会产牛促进硬化反应的效果。目前日本已有出产不必低贮存的环氧树脂胶粉,其枢纽乃在潜伏性促进剂的选用。
三:使用于LED封装及成型的相关有机硅材料
IC光学技术:使用于LED封装及成型有机硅材料,随着技术信息发展,白光led与高亮度led成为固态照明发展方向。要使led具有长期运用寿命,由密封材料,反射材料等结合led外包装材料就显得越来越显要。透明绝缘材料有机硅就是其中一种。
道康宁公司有机硅具有高亮度led所需抗紫外光性与热稳定性,此外它还具有led外包装用无铅耐逆流等优点,在包括封装材料,凸镜材料等材料中使用中发挥着越来越大用处。
从2000年开始白光led应用移动电话背光灯光源起,有机硅封装材料被广泛运用。随着led产业高速发展,对亮度,用途,包装过程,设计方案等多样化发展需产生了对不同硬度,更大折射率产品需求。
一方面,及其它led材料相比,有机硅本身不具备较强机械强度,而热膨胀率较高,为弥补这一漏洞,必须改变材料特征。在充分理解有机硅特征——在物理特征-光学特征-绝缘性上具有优良热稳定性,但是为了确保包装后可靠性,在硬度,粘接性等方面选择最佳材料是非常显要——基础上来足够客户市场需求,完成难题。
这对有机硅制造企业是一个严峻挑战。 我们认为,今后led产品将应用对长期可靠性条件严格大型lcd用背光灯,对可靠性条件极高汽车关联行业中,因而对有机硅条件也会相应提升。
根据不同用途,不同运用方法,提升有机硅特征将变得更加显要。目前我们将市面上有机硅密封材料分为两种:高折射率型与一般折射率型有机硅材料,比如凝胶,硅橡胶与硅树脂。一般折射率型有机硅是对二甲基硅氧烷为主,而高折射率型有机硅是对苯基甲基硅氧烷为主。
市场上几家主流有机硅led封装材料供应商是日本信越,美国道康宁,momentive与nusil technology等。 led用有机硅特征条件特征在led用材料中,普通运用是加成固化型液状有机硅材料。所谓附加固化型,就是指在铂催化下升进行加氢硅化说明,继而形成架桥构造过程(scheme i)。根据不同架桥密度,可获得具有各种物理特征固化物,如柔软胶质与坚硬合成树脂。作为led密封材料,对于其特征条件能大致划分为固化前物理特征,固化后普通特征,耐久特征这三大类。
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