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当技术变得不再神秘,LED封装领域该如何突围?

本文摘要:中国是全球仅次于的LED应用于市场,但在高端LED等领域发展比较迟缓,生产能力严重不足,相比之下无法符合市场的市场需求,科锐、飞利浦、欧司朗、京瓷、住友电工、日亚化学等国外品牌厂商长期以来占有着国内高端市场。另外,高端LED材料的核心技术基本掌控在欧美企业手中,国内企业大都正处于产业低端,在同国外企业竞争中无以占上风。而且,一些领域同质化竞争趋势开始显出,以次充好、蓄意降价等妨碍市场秩序的现象更进一步巩固了国内企业的市场竞争能力,从而容许了国内LED材料产业较慢发展。

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中国是全球仅次于的LED应用于市场,但在高端LED等领域发展比较迟缓,生产能力严重不足,相比之下无法符合市场的市场需求,科锐、飞利浦、欧司朗、京瓷、住友电工、日亚化学等国外品牌厂商长期以来占有着国内高端市场。另外,高端LED材料的核心技术基本掌控在欧美企业手中,国内企业大都正处于产业低端,在同国外企业竞争中无以占上风。而且,一些领域同质化竞争趋势开始显出,以次充好、蓄意降价等妨碍市场秩序的现象更进一步巩固了国内企业的市场竞争能力,从而容许了国内LED材料产业较慢发展。

  LEDPCB材料的大大发展造就了适当PCB技术的大大提高。PCB材料对LED芯片的功能充分发挥具备最重要的影响,风扇通畅或出有光率低均不会造成芯片的功能过热,故PCB材料必需不具备热导率低、透光率低、耐热性好及耐热UV(紫外光)屏蔽欠佳等特性。随着白光LED的较慢发展,外层PCB材料必需在红外线范围内维持低透明性,并对紫外红外线具备较好的吸取(以避免紫外红外线的电磁辐射)。  传统的环氧树脂(EP)具备不易变黄、内应力大及热稳定性劣等缺点,故其无法符合白光LED的PCB拒绝,取而代之的是性能出色的有机硅材料。

有机硅PCB材料因其结构同时兼具有机基团和无机基团,故其具备出色的热稳定性、耐水性及透光性,并且已沦为国内外LEDPCB材料的重点研究方向;然而,有机硅仍不存在着某些缺点(如耐热UV老化性佳、热导率低等)。近年来,国内外研究者使用纳米技术对有机硅展开改性研究,并受到普遍注目。

  1、POSS改性EPPCB材料  EP是指分子中所含2个或2个以上活性环氧基的高分子化合物,能与胺、酸酐和PF(酚醛树脂)等再次发生交联反应,构成不溶解且具备三维网状交联结构的聚合物。因此,EP具备出色的粘接性、较好的密封性和低成本等优点,是LED和集成电路等PCB用主要材料。然而,随着科技的较慢发展,对PCB材料的性能拒绝也更加低,传统的EPPCB材料不存在着老化速率慢、不易变色及材料不易质地等弊病,故改性EPPCB材料势在必行。

  POSS是由硅、氧元素包含的无机内核和有机外围基团构成的、具备三维立体结构和所含机无机杂化纳米笼形结构的化合物。与传统无机纳米粒子比起,POSS因分子结构类似而具备较好的耐热性、结构稳定性及热力学性能,并且POSS分子结构还可根据必须展开剪裁与装配。因此,使用POSS改性EP,可解决传统EPPCB材料的缺点。

  Xiao等首先制备了(3-水解大跌甘油丙基)二甲基硅氧基POSS和乙烯基环氧环己烷二甲基硅氧基POSS,再行与4,4-二苯基甲烷和四甲基邻苯二甲酸混合后,做成适当的杂化材料。研究指出:随着同化温度的大大增高,POSS改性EP的硬度渐渐减少;虽然在低温时复合材料的热膨胀系数小于双酚A型EP(DGEBA),但其膨胀系数对温度的依赖性较小,并且其热膨胀系数依然较低,从而能有效地提高光稳定性及耐热性。  Fu等使用不含巯丙基的POSS改性EP。研究指出:虽然改性EP的Tg(玻璃化转变温度)有明显降低,但EP的高温光稳定性、耐热性和耐热UV老化性明显提高。

  周利寅等以g-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷为基础,使用水解缩聚法制取了与DGEBA相容性较好的环氧倍半硅氧烷(SSQ-EP);然后将SSQ-EP与DGEBA展开杂化,提高了DGEBA耐热性劣、不易黄变等缺点,并能使DGEBA/SSQ-EP杂化材料维持较高的透光率。研究指出:当m(DGEBA):m(SSQ-EP)=1:1时,杂化材料的综合性能比较最佳(其折射率为1.51、透光率为92.07%且耐高温老化性出色)。  黎学明等将EP与所含环氧基的POSS交联、杂化,制取了环氧凝有机硅倍半硅氧烷(EP/POSS)杂化材料。研究指出:POSS与EP在UV烧结过程中经较慢原位杂化后构成杂化材料,取得的环氧凝有机硅倍半硅氧烷杂化材料具备透光率低、热膨胀系数小及耐热UV老化性好等优点,解决了LED用EP材料柔性劣、有机硅改性EP须要高温烧结等缺点,限于于LED的PCB。

  2、有机硅PCB材料  虽然通过POSS可提高EP的耐热性、热稳定性及光稳定性等性能,但由于EP本身所含环氧基团,故其在高温时易被水解,长年用于后不会产生黄变现象,无法符合高性能LEDPCB材料的用于拒绝。与EP比起,有机硅材料则具备较好的透明性、耐高低温性、耐候性及上言水性等特点。

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目前广泛研究的有机硅PCB材料主要是特成型硅树脂和特成型硅橡胶两种类型。这是由于其经硫化交联后不产生副产物且硫化物的尺寸较平稳。

  特成型硅树脂PCB材料是以含乙烯基的硅树脂作为基础聚合物、含Si-H基的硅树脂或含氢硅油等作为交联剂,在铂催化剂不存在下于室温或冷却条件下展开交联烧结做成。  Kim等以乙烯基三甲氧基硅烷和二苯基二羟基硅烷等为原料,使用溶胶凝胶限合法制取了含氢低聚树脂(混有含苯基和乙烯基的较低聚硅氧烷)。研究指出:制备后的苯基硅树脂在烧结反应中展现出出低收缩率和低透明度,并且在440℃左右保持良好的热稳定性、较高的折射率,合适作为LED用有机硅PCB材料。

  张伟等将乙烯基苯基硅油和含氢硅树脂、乙烯基硅树脂按比例混合后,在铂催化剂起到下展开烧结,构成LEDPCB用有机硅树脂材料。研究指出:该材料具备折射率低(小于1.54)、透明度好、耐热性及热冲击稳定性能出色等特点,限于于LEDPCB用有机硅树脂材料。


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