采用有机硅改性环氧树脂作封装材料,可提高封装材料的韧性和耐冷热性,降低其收缩率和热膨胀系数。最直接的方法是先制备有机硅改性环氧树脂,然后硫化成型获得LED封装材料。D1 A1H aitko等人用4-乙烯基环氧己烷在硫酸铑催化下与三(二甲基硅氧基)苯基硅烷、二(二甲基硅氧基)二苯基硅烷、1,7-(二甲基硅氧基)-3,3,5,5-四苯基四硅烷等反应,得到有机硅改性环氧树脂,然后硫化成型,获得具有优良的耐冷热冲击性能和耐辐射性能、高透光率、热膨胀系数与芯片相近的LED封装料。K1 Kodama等人用带环氧基的硅氧烷在碱性催化剂催化下水解缩合,制得有机硅/环氧树脂低聚物,该材料硫化成型后的突出优点是N a+、K+、Cl-等离子的质量分数低于2@10-6,具有优良的绝缘性能;此外,该材料的邵尔D硬度达35度,粘接性能良好,经-20 e/120e热循环冲击100次也不开裂。为了改善这类LED封装料的耐热性和导热性,常添加粒径小于400 nm的无机填料,如石英粉、单晶硅、铝粉、锌粉、玻璃纤维等。H1 Ito等人将粒径5~40 nm的二氧化硅和粒径5~100 nm的球形玻璃粉加入到有机硅改性环氧树脂中,硫化成型后材料的透光率可达951 7%(25 e),折射率为11 53~11 56(样品厚1 mm,波长5891 3 nm),线膨胀系数为40@10-6 K-1左右,经200次-25 e/125 e冷热冲击后损坏率仅4%~1215%。
除直接使用有机硅改性环氧树脂作为封装材料外,还可将有机硅改性环氧树脂与硅树脂等共混后制成LED封装材料。美国GE公司采用苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷共水解缩聚,制得羟基硅树脂;然后将其与有机硅改性环氧树脂共混,用六羟基-4-甲基-邻苯二甲酸酐作固化剂,辛酸亚锡作固化促进剂,加热硫化成型,获得折射率可调(112~116)的封装材料。该材料在人工老化机中经波长380 nm的光波辐射500 h或在150 e下经波长400~450 nm的紫外光照射500 h后,透光率仍高达80%以上(样品厚度5mm)。如果在混合物中加入磷化合物、苯酚衍生物、透明金属氧化物(如钛、镁、钇、锆、铝等的氧化物)纳米颗粒,还可提高封装材料的导热性能,改善其防潮性能。
硅树脂的共混物中加入折射率为1152、热膨胀系数为0165@10-6 K-1的石英玻璃粉,制得折射率不低于11 50,热膨胀系数为5@10-6 K-1的封装材料。上述LED封装材料的耐溶剂腐蚀性能差。为了克服这一缺点,Y1 K1 Suehir o等人将羟基硅树脂与有机硅环氧树脂、双酚A环氧树脂在100~200e下共混、硫化成型,获得耐溶剂性能很好的透明封装材料,该材料还具有高折射率(在1700 nm波长光源照射下的折射率约为1149,在350 nm波长光源照射下的折射率为1158),耐热、防潮等优良特性。为了提高材料的硬度、耐冷热冲击能力,降低其模量和收缩率,日本信越化学公司将含硅羟基的乙烯基硅树脂、含氢硅油及少量有机硅弹性体加入环氧树脂中,使用铂系催化剂催化硅氢加成反应,烷氧基或酰基或硅羟基铝化物作环氧固化剂,经注塑成型后获得折射率高达1151、邵尔A硬度70度、不吸尘、低模量、低收缩率的LED封装材料;而且该封装材料经-40 e/120 e冷热冲击1 000次不开裂。此外,为了节约成本、简化工艺流程,D1A1H aitko直接用有机硅酸酐固化环氧树脂,制得有机硅改性环氧树脂LED封装材料。这种封装材料在400 nm波长光源照射下折射率为1145、透光率达88%;100 e下用405 nm波长紫外灯照射40 h后透光率减少不到10%。http://www.zhsysb.net
