大功率LED器件封装材料的研究现状.pdf

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1、第38卷第2期化工技术与开发Vl01．38No．22009年2月Technology&Development0fChemicalIndustryFeb．2009、大功率LED器件封装材料的研究现状吴启保，青双桂，熊陶。，王芳，吕维忠，罗仲宽(1．深圳市方大国科光电技术有限公司，广东深圳518055；2．深圳大学化学与化工学院，广东深圳518060；3．深圳市帝源电子有限公司，广东深圳518106)摘要：LED灯具有高效节能、绿色环保等优点，在照明市场的前景备受各国瞩目，对LED封装材料的研究也备受关注。本文介绍环氧树脂及有机硅的LED封装材料的研究现状以及存在的问题

2、。有机硅封装材料被认为是大功率LED器件封装的最佳材料。高性能有机硅封装材料将具有广阔的应用前景及巨大的经济效益。关键词：LED；封装材料；环氧树脂；有机硅中图分类号：TQ320．79文献标识码：A文章编号：1671—9905(2oo9)02．0015．o3LED产业始于20世纪70年代，9O年代以来在1U弋D封装材料的发展现状全球范围内迅速崛起并高速发展。美国、日本、欧和存在问题盟、中国台湾等发达国家和地区，纷纷把LED作为“照亮未来的技术”，陆续启动固态照明计划，欲抢先在国内，环氧树脂是使用最多的封装材料，具有一步占领这一战略技术制高点。我国LED产业从优良的电

3、绝缘性能，密着性、介电性能、透明、粘结性2001年起也进入了高速发展的增长时期，并呈现出好，固化主要依靠开环加成聚合，不产生小分子物良好的发展势头。据不完全统计，2006年我国LED质，收缩率低，贮存稳定性好，配方灵活，用胺类固化的产值为140亿元，预计2008年应用市场规模将达剂可室温固化，操作简便等优点。但它固化后交联到540亿元，到2010年国内LED产业的规模将超密度高，内应力大，脆性大，耐冲击性差，使用温度一过1000亿元，展现出了广阔的开发前景。般不超过150℃，故其应用受到一定限制。实际应而随着功率型白光I—FD制造技术的不断完善，用表明，传统的环氧树

4、脂、PC、PMMA作为透镜材其发光效率、亮度和功率都有了大幅度的提高。但料时，除了耐老化性能明显不足外，还会出现与内封是，在制造功率型白光uD器件的过程中，除了芯片装材料界面不相容的问题，使LED器件在经过高低制造技术、荧光粉制造技术和散热技术外，u封装温循环实验后，其发光效率急剧降低。Barton等研材料的性能对其发光效率、亮度以及使用寿命也将产究发现150℃左右环氧树脂的透明度降低，LED光生显著的影响。使用耐紫外、耐热老化、高折射率、低输出减弱，在135～145℃范围内还会引起树脂严重应力的封装材料，可明显提高照明器件的光输出功率退化，对LED寿命有重要的影响

5、。在大电流情况和使用寿命。一般来讲，UD的封装方法有两种类下，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⋯1。型，一种类型是“I—F／3芯片／填充或粘接材料／玻璃透镜或发光玻璃陶瓷”，另一种类型是“U芯片／填充2有机硅封装材料或粘接材料(荧光粉均匀分散)”。无论采取哪种封装目前许多LED封装企业改用硅树脂代替环氧类型，封装材料(填充或粘接材料)的选择都极大地影树脂作为封装材料，以提高LED的寿命。硅树脂材响着一IF／3的发光效率和使用寿命。料抗热和抗紫外线能力更强，不会产生采用环氧材基金项目：深圳市科技计划深港创新圈项目(合同编号：CXQ2008037)

6、作者简介：吴启保(1970一)，男，博士，高级工程师，从事半导体器件研究通讯联系人：罗仲宽(1962一)，男，博士，教授，深圳大学化学与化工学院，电话：0755—26557249，邮箱：hDngb1an@126．∞m收稿日期：2Oo8．12—1616化工技术与开发第38卷此可见，进口的硅胶和硅树脂材料能够基本满足大功率白光uD封装的要求。所以大部分生产U器件的厂家在封装大功率一I．FY)器件时都使用进口的硅胶，而很少使用国产产品。但是进口硅胶价格昂贵，导致市面上～IED器件封装成本偏高，直接影响到我国LED器件的价格。国产硅胶价格较低，但是存在一些共同的缺陷：折射率

7、低(约1．43)，耐热性差，耐紫外辐射性不强，透光率不高等，这些缺陷直接影响到Ho-~-o4sSi+o-sSi-OH了～I．FD器件的发光效率和寿命。由于CaN芯片具有高的折射率(约为2．2)，为了，上：能够有效地减少界面折射带来的光损失，尽可能提高、一0、CHfiCH、CH3等取光效率，要求硅胶和透镜材料的折射率尽可能高。例如，如果折射率从1．5增加到1．6，取光效率能提高约20％。传统的硅胶或硅树脂材料的折射率仅为1．41，而理想封装材料的折射率应该尽可能地接近GaN的折射率。目前已有不少的专利文献报道了具有高折射率的有机硅材料体系，其中可用于uD封装的有机