LED封裝用環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅等材料簡介

一：LED封裝流程

LED封裝一般情況下主要步驟為黏晶(Die Bond)、打金線(Wire Bond)、熒光粉點(diǎn)膠(Phosphor Dispensing)、模壓透鏡(Lens Molding)和測試。

LED產(chǎn)業(yè)在封裝技術(shù)上的發(fā)展重點(diǎn)在于低熱阻抗及高可靠度。為了因應(yīng)LED在照明領(lǐng)域的特性需求，高亮度LED芯片技術(shù)的開發(fā)朝向高亮度發(fā)光效率努力。

此外，業(yè)者也嘗試以高功率的輸入來提升LED的亮度，惟在提高輸入功率的同時，伴隨著產(chǎn)生更多的熱。因此，若無法有效提升散熱性，就算LED芯片的效能再好，也會因組件產(chǎn)生的高溫使可靠度大幅降低。因此多芯片封裝在晶粒顆數(shù)愈多下，良率難度愈高，技術(shù)門坎相對提升。

二：環(huán)氧樹脂是節(jié)能LED上必須要用的重要材料

　 環(huán)氧樹脂是用在節(jié)能LED上必須要用重要材料，一般使用的封裝膠粉中除了環(huán)氧樹脂之外，還含有硬化劑、促進(jìn)劑、抗燃劑、巧合劑、脫模劑、填充料、顏料、潤滑劑等成分，現(xiàn)分別介紹如下：

　　 1．1環(huán)氧樹脂（EPOXY RESIN）

　　 使用在封裝塑粉中的環(huán)氧樹脂種類有雙酚A系（BISPHENOL-A）、NOVOLAC EPOXY、環(huán)狀脂肪族環(huán)氧樹脂（CYCLICALIPHATIC EPOXY）、環(huán)氧化的丁二烯等。封裝塑粉所選用的環(huán)氧樹脂必需含有較低的離子含量，以降低對半導(dǎo)體芯片表面鋁條的侵蝕，同時要具有高的熱變形度，良好的耐熱及耐化學(xué)性，以及對硬化劑具有良好的反應(yīng)性?？蛇x用單一樹脂，也可以二種以上的樹脂混合使用。

　　 1．2 硬化劑（HARDENER）

　　 在封裝塑粉頂用來與環(huán)氧樹脂起交聯(lián)（CROSSLINKING）作用的硬化劑可大致分成兩類:

　?。?）酸酐類（ANHYDRIDES）;

　　（2）酚樹脂（PHENOLICNOVOLAC）。

　 　以酚樹脂硬化和酸酐硬化的環(huán)氧樹脂系統(tǒng)有如下的特性比較： 弗以酚樹脂硬化的系統(tǒng)的溢膠量少，脫模較易，抗?jié)裥约安粊y性均較酸酐硬化者為佳； 以酸酐硬化者需要較長的硬化時間及較高度的后硬化（POSTCURE）； 弗以酸酐硬化者對表面漏電流敏感的元件具有較佳的相容性； 費(fèi)以酚樹脂硬化者在150-175~C之間有較佳的熱不亂性，但度高于175~（2則以酸酐硬化者為佳。

　 　硬化劑的選擇除了電氣性質(zhì)之外，尚要考慮功課性、耐濕性、保留性、價格、對人體安全性等因素。

　　 環(huán)氧樹脂封裝塑粉的硬化周期（CURING CYCLE）約在90-180秒之間，必需能夠在短時間內(nèi)硬化，因此在塑粉中添加促進(jìn)劑以縮短硬化時間是必要的。

　　 現(xiàn)在大量使用的環(huán)氧樹脂塑粉，因?yàn)閮?nèi)含硬化劑、促進(jìn)劑，在混合加工（COMPOUNDING）后已成為部門交聯(lián)的B-STAGE樹脂。在封裝使用完畢之前塑粉本身會不斷的進(jìn)行交聯(lián)硬化反應(yīng)，因此必需將塑粉貯存于5℃以下的冰柜中，以按捺塑粉的硬化速率，并且塑粉也有保留的期限。假如想制得不用低保留，且具有長的保留期限（LNOG SHELFLIFE）的塑粉，則一定要選用潛伏性促進(jìn)劑（LATENT CATALYST），這種促進(jìn)劑在室中不會加速硬化反應(yīng)，只有在高時才會產(chǎn)牛促進(jìn)硬化反應(yīng)的效果。目前日本已有出產(chǎn)不必低貯存的環(huán)氧樹脂膠粉，其樞紐乃在潛伏性促進(jìn)劑的選用。

三：使用于LED封裝及成型的相關(guān)有機(jī)硅材料

IC光學(xué)技術(shù):使用于LED封裝及成型有機(jī)硅材料，隨著技術(shù)信息發(fā)展,白光led與高亮度led成為固態(tài)照明發(fā)展方向。要使led具有長期運(yùn)用壽命,由密封材料，反射材料等結(jié)合led外包裝材料就顯得越來越顯要。透明絕緣材料有機(jī)硅就是其中一種。

道康寧公司有機(jī)硅具有高亮度led所需抗紫外光性與熱穩(wěn)定性,此外它還具有l(wèi)ed外包裝用無鉛耐逆流等優(yōu)點(diǎn),在包括封裝材料，凸鏡材料等材料中使用中發(fā)揮著越來越大用處。

從2000年開始白光led應(yīng)用移動電話背光燈光源起,有機(jī)硅封裝材料被廣泛運(yùn)用。隨著led產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展,對亮度，用途，包裝過程，設(shè)計(jì)方案等多樣化發(fā)展需產(chǎn)生了對不同硬度，更大折射率產(chǎn)品需求。

一方面,及其它led材料相比,有機(jī)硅本身不具備較強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度,而熱膨脹率較高,為彌補(bǔ)這一漏洞,必須改變材料特征。在充分理解有機(jī)硅特征——在物理特征-光學(xué)特征-絕緣性上具有優(yōu)良熱穩(wěn)定性,但是為了確保包裝后可靠性,在硬度，粘接性等方面選擇最佳材料是非常顯要——基礎(chǔ)上來足夠客戶市場需求，完成難題。

這對有機(jī)硅制造企業(yè)是一個嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 我們認(rèn)為,今后led產(chǎn)品將應(yīng)用對長期可靠性條件嚴(yán)格大型lcd用背光燈，對可靠性條件極高汽車關(guān)聯(lián)行業(yè)中,因而對有機(jī)硅條件也會相應(yīng)提升。

根據(jù)不同用途，不同運(yùn)用方法,提升有機(jī)硅特征將變得更加顯要。目前我們將市面上有機(jī)硅密封材料分為兩種：高折射率型與一般折射率型有機(jī)硅材料,比如凝膠，硅橡膠與硅樹脂。一般折射率型有機(jī)硅是對二甲基硅氧烷為主,而高折射率型有機(jī)硅是對苯基甲基硅氧烷為主。

市場上幾家主流有機(jī)硅led封裝材料供應(yīng)商是日本信越，美國道康寧，momentive與nusil technology等。 led用有機(jī)硅特征條件特征在led用材料中,普通運(yùn)用是加成固化型液狀有機(jī)硅材料。所謂附加固化型,就是指在鉑催化下升進(jìn)行加氫硅化說明,繼而形成架橋構(gòu)造過程（scheme i）。根據(jù)不同架橋密度,可獲得具有各種物理特征固化物,如柔軟膠質(zhì)與堅(jiān)硬合成樹脂。作為led密封材料,對于其特征條件能大致劃分為固化前物理特征，固化后普通特征，耐久特征這三大類。