深度分析LED封装在有硅材料应用的关键技术

　　2.2 高导热性

　　LED芯片的电光转换效率约为15% ，其余85%转换为热能，由于芯片尺寸小、功率密度大，不及时散热会使LED工作温度升高，主要影响发光亮度减弱，使用寿命衰减，对亮度的影响是线性影响，对寿命的影响呈指数关系。对芯片和封装材料造成伤害，影响LED的使用寿命、可靠性以及发光效率等性能。因此要求封装材料具有良好的导热性能，而有机硅材料的导热率很低，纯有机硅材料的热导率仅为0.168 W/m·K，因此，提高有机硅材料的导热性十分重要，也是目前功率型LED散热的主要方式。

　　高分子材料多数为绝热材料，仅靠分子结构本身进行改性来提高导热性难度非常大，目前常采用的方法是往基体树脂中加入高导热填料进行填充改性，如氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅等。复合后的材料导热性由高分子本身和高导热填料共同决定，导热填料的导热系数、形状、粒径、用量等因素都会对最终产品的导热性能造成影响。另外，导热填料和树脂基体界面间的相容性较差，填料易在基体树脂中发生团聚，致使分散不均匀，二者的表面张力也存在差异，会使界面间存在气孔，增加材料热阻，因此，需对导热填料表面进行改性。

　　陈精华等以不同粘度端乙烯基硅油复配体系为基础胶，含氢硅油为交联剂，以KH-570处理后的硅微粉为导热填料，制备出导热率为0.63 W/m·K的有机硅灌封胶，以氧化铝为导热填料，氢氧化铝为阻燃剂，制备了导热系数为0.72 W/m·K的可室温固化有机硅电子灌封胶。赵念等以十六烷基三甲氧基硅烷改性氧化铝为导热填料，二乙基次膦酸铝(ADP)为阻燃剂，乙烯基硅油、含氢硅油为基础胶，制得导热阻燃绝缘有机硅电子灌封胶，硫化后热导率为2.12 W/m·K，拉伸强度1.72 MPa，断裂伸长率62% ，体积电阻率3.9 x 10Ω·cm。Hi-roshi等以球形氧化铝为导热填料，与三硅氧烷基单封端有机硅树脂混合，制备出高温硫化硅橡胶，导热系数高达3 W/m·K。

　　2.3 高透光率

　　有机硅树脂的透光率比环氧树脂好，透光率越大，LED的发光强度和效率就越高，功率型LED要求封装材料的透光率不低于98%(波长为400～800 nm，样品厚度1cm)。Shiobara等合成了多种聚合度的乙烯基硅油及含氢硅树脂，使其交联、固化，得到的封装材料在200℃条件下长时间老化之后的透光率仍达到94%。Maneesh等利用支化的乙烯基苯基硅树脂与乙烯基硅油、含氢硅油混合固化得到LED封装材料，其折射率>1.40，200℃下老化14d，透光率仍能达到98%(波长为400 nm)。

　　Part 3

　　结 语

　　功率型LED是未来光源的发展方向，在国家产业政策的支持下，LED技术和产品得到了飞速发展。LED封装对LED的性能起着关键性作用，决定了产品的发光效率、使用寿命、可靠性等方面 多年的研究取得了一些成果，研制出了高折射率、高导热性、高透光率的有机硅封装材料，但是还有一些技术壁垒亟待攻克。

　　(1)功率型LED封装用材料的性能没有国外产品的性能优异及可靠，该类产品基本由国外垄断;

　　(2)通过对有机硅材料进行改性可以提高某一方面的性能，但综合性能不佳;

　　(3)功率型LED的散热性差，添加填料可以提高有机硅封装材料的导热性，但是导致封装材料的透光率下降，从而影响发光效率;

　　(4)有机硅材料价格昂贵。相信随着研究人员不断深入的探讨和实验，一定能开发出综合性能优异、可靠性好、价格亲民的有机硅封装材料。

编辑：Bober