您好,欢迎光临深圳市富毅华科技有限公司官方网站!

九年专注LED研发与制造

您的放心选择

全国咨询服务热线

400-894-0666

联系方式
联系我们

联系人:张先生
电 话:0755-29127660
地 址:深圳市宝安区西乡宝民二路29号

LED灯珠封装用有机硅材料的关键技术解析

来源:LED灯珠   发布时间:2017-08-03   点击量:238

LED灯珠器件的性能50%取决于芯片,50%取决于封装技术及其材料。封装材料主要起到保护芯片和输出可见光,对LED灯珠器件的发光效率、亮度、使用寿命等方面都起着关键性的作用。

随着技术的进步,LED灯珠的功率、亮度、发光效率不断提高,进而对封装材料也提出了新的要求——对封装工艺而言要求其粘接强度高、LED灯珠耐热性好、固化前粘度适宜;对LED灯珠性能而言要求其具有高折射率、高透光率、LED灯珠耐热老化、耐紫外老化、低应力、低吸湿性等,LED灯珠封装材料已经成为当前制约功率型LED灯珠发展的关键问题。

LED灯珠种类系列

目前LED灯珠常用的封装材料是环氧树脂和有机硅材料。环氧树脂因为其具有优良的粘结性、电绝缘性、密着性和介电性能,且成本比较低、配方灵活多变、易成型、生产效率高等优点成为小功率LED灯珠封装的主流材料。对于功率型LED灯珠,由于环氧树脂吸湿性强、易老化、LED灯珠耐热性差等先天缺陷直接影响LED灯珠寿命;且在高温和短波光照下易变色,进而影响发光效率;

而且其在固化前有一定的毒性等等缺点,已远远不能满足封装材料在高折射率、低应力、高导热性能、高耐紫外光能力和耐高温老化性能方面的要求,因此不适用于作为功率型LED灯珠的封装材料。有机硅材料LED灯珠耐热老化性和耐紫外光老化性优良,并且具有高透光率、低内应力等优点,被认为是LED灯珠封装用高折射率有机硅材料用最佳基体树脂,也成为近年来功率型LED灯珠封装用材料的研究热点。

LED灯珠封装用有机硅材料的发展近年来人们的研究热点逐步转移至高折射率、高导热性、高透光率的有机硅封装材料上。目前,功率型LED灯珠的芯片多为氮化镓(GaN),其折射率高,约为2.2,而有机硅封装材料的折射率相对较低,约为1.4,它们之间折射率的差别对取光率有很大的影响。当芯片发光经过封装材料时,会在其界面上发生全反射效应,造成大部分的光线反射回内部,无法有效导出,亮度性能直接受损。

为了更有效地减少界面折射带来的光损失,尽可能提高取光效率,要求有机硅和透镜材料的折射率尽可能高,如果折射率从1.5增加到1.6,取光效率能提高约20%。理想封装材料的折射率应尽可能接近GaN的折射率。因此高折射率透明的LED灯珠封装用有机硅材料对缩小芯片与封装材料的折射率差异是至关重要的。

有机硅材料主炼为Si—O—Si键,侧链连接不同的功能性基团,整个分子链呈螺旋状,这种特殊的杂链分子结构赋予其许多优异性能:耐低温陛能、热稳定性和耐候性优良,工作温度范围较宽(﹣50—250℃)、具有良好的疏水性和极弱的吸湿性(<0.2%),可以有效阻止溶液和湿气侵入内部,从而提高LED灯珠的使用寿命。有机硅材料除了上述特点,还具有透光率高、耐紫外光强等优点,且透光率和折射率可以通过苯基与有机基团的比值来调节,其性能明显优于环氧树脂,是理想的LED灯珠封装材料。

随着功率型LED灯珠的发展,环氧树脂已不能满足要求,但其作为LED灯珠封装材料具有良好的粘接性能、介电性能,且价格低廉、操作简便,鉴于有机硅材料性能上的优点及降低成本上的考虑,通过物理共混和化学共聚的方法使有机硅改性环氧树脂成为众多研究方向。通过有机硅材料增韧改性环氧树脂可以改善其分子链的柔性,降低其内应力,进而改善开裂问题;利用有机硅的良好LED灯珠耐热性和强耐紫外光特性进行改性以提高环氧树脂的耐老化性、差LED灯珠耐热性、耐紫外光等问题。

但是,环氧树脂含有可吸收紫外线的芳香环,吸收紫外线后会氧化产生羰基并形成发光色团而使树脂变色,而且预热后也会变色,进而导致环氧树脂在近紫外波长范围内的透光率下降,对LED灯珠的发光强度影响较大。LED灯珠的户外使用含有大量紫外线,室内使用,少量的紫外线也会使其变黄,而环氧树脂的黄变是造成LED灯珠输出光强度降低的主要原因,同时环氧树脂固化后交联密度高、内应力大、脆性大、耐冲击性差等缺点,因此,有机硅改性环氧树脂不是功率型LED灯珠用封装材料的最佳选择。

随着LED灯珠功率的不断提高,LED灯珠的散热问题越来越突出,输入功率越大,发热效应越大,过高的温度直接导致LED灯珠器件性能降低或衰减,严重影响LED灯珠光电性能,甚至使LED灯珠失效。


热门标签:LED灯珠封装用有机硅材料的关键技术解析