LED封裝材料基礎(chǔ)知識

1、LED 封裝材料基 礎(chǔ) 知識LED 封裝材料主要有 環(huán)氧樹 脂，聚碳酸脂，聚甲基丙烯酸甲脂，玻璃，有機硅材料等高透 明材料。其中聚碳酸脂，聚甲基丙 烯酸甲脂，玻璃等用作外 層 透鏡材料；環(huán)氧樹脂， 改性環(huán)氧樹脂，有機硅材料等，主要作 為封裝材料，亦可作 為透鏡材料。而高性能有 機硅材料將成為高端LED 封裝材料的封裝方向之一。下面將主要介 紹有機硅封裝材料。提高LED封裝材料折射率可有效減少折射率物理屏障 帶來的光子 損失，提高光量子效率，封 裝材料的折射率是一個重要指 標，越高越好。提高折射率可采用向封裝材料中引入 硫元素，引入形式多 為硫醚鍵、硫脂鍵等，以環(huán)硫形式將硫元素引入聚合物 單體，

2、并 以環(huán)硫基團為反應(yīng)基團進行聚合則是一種較新的方法。最新的研 發(fā)動態(tài)，也有將納 米無機材料與聚合物體系復(fù)合制 備封裝材料，還有將金屬 絡(luò)合物引入到封裝材料， 折射率可以達到 1.6-1.8，甚至2.0，這樣 不僅可以提高折射率和耐紫外 輻射性，還可提高封裝材料的 綜合 性能。一、膠水基礎(chǔ)特性1.1有機硅化合物 -聚硅氧 烷簡介 有機硅封裝材料主要成分是有機硅化合物。有機硅化合物是指含有 Si-O 鍵、且 至少有一個有機基是直接與硅原子相 連 的化合物，習慣 上也常把那些通 過氧、硫、 氮等使有機基與硅原子相 連接的化合物也當作有機硅化合物。其中，以硅氧 鍵(- Si- 0-Si-)為骨架組成的

3、聚硅氧 烷，是有機硅化合物中 為數(shù)最多，研究最深、應(yīng)用最廣的一 類 ，約占總用量的 90%以上。1.1.1結(jié)構(gòu)其結(jié) 構(gòu)是一 類以重復(fù)的 Si-O鍵為主鏈，硅原子上直接連接有機基團的聚合物，其通式為R - SiRR -0）n -R ”，其中，R、R R ”代表基團，如甲基，苯基，羥基，H，乙烯基等；n為重復(fù)的Si-O鍵個數(shù)（n不小于2）。有機硅材料 結(jié)構(gòu)的獨特性：1）Si原子上充足的基團將高能量的聚硅氧 烷主鏈屏蔽起來；2）C-H無極性，使分子間相互作用力十分微弱；3）Si-O鍵長較長，Si-O-Si鍵鍵角大。（4） Si-0鍵是具有50%離子鍵特征的共價鍵（共價鍵具有方向性，離子鍵無方向性）。

4、1.1.2性能由于有機硅獨特的 結(jié)構(gòu)，兼?zhèn)淞藷o機材料與有機材料的性能，具有表面 張力低、 粘溫系數(shù)小、 壓縮 性高、氣體滲透性高等基本性 質(zhì)，并具有耐高低溫、 電氣絕緣 、耐 氧化 穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等 優(yōu)異特性。耐溫特性：有機硅產(chǎn)品是以硅氧（Si - O ）鍵為主鏈結(jié)構(gòu)的，C C鍵的鍵能為347kJ/mol, Si O鍵的鍵能在有機硅中為462kJ/mol，所以有機硅產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性高，高溫下（或輻射 照射）分子的化學鍵不斷裂、不分解。有機硅不但可耐高溫，而且也耐低溫，可在一 個很寬的溫度范 圍內(nèi)使用。無論是化學性能 還是物理機械性能，隨溫度的 變化都很

5、小。耐候性：有機硅產(chǎn)品的主鏈為一Si O ，無雙鍵存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機硅具有比其他高分子材料更好的 熱穩(wěn)定性以及耐 輻照和耐候能力。有機硅中自然 環(huán)境下的使用壽命可達幾十 年。電氣絕緣性能：有機硅產(chǎn)品都具有良好的 電絕緣 性能，其介電損耗、耐電壓、耐 電弧、耐電暈、體積電阻系數(shù)和表面 電阻系數(shù)等均在 絕緣 材料中名列前茅，而且它 們 的電氣性能受溫度和 頻率的影響很小。因此，它們是一種 穩(wěn)定的電絕緣材料，被廣泛 應(yīng)用于電子、電氣工業(yè)上。有機硅除了具有 優(yōu)良的耐熱性外，還具有優(yōu)異的拒水性，這是電氣設(shè)備在濕態(tài)條件下使用具有高可靠 性的保障。生理惰性：聚硅氧烷類 化合物是已知的最

6、無活性的化合物中的一種。它 們 十分 耐生物老化，與 動物體無排異反 應(yīng)，并具有較 好的抗凝血性能。低表面張力和低表面能：有機硅的主 鏈十分柔 順，其分子間的作用力比碳 氫化 合物要弱得多，因此，比同分子量的碳 氫 化合物粘度低，表面 張 力弱，表面能小，成 膜能力強。這種低表面 張力和低表面能是它 獲得多方面 應(yīng)用的主要原因：疏水、消泡 、 泡沫穩(wěn)定、防粘、潤滑、上光等各項優(yōu)異性能。1.1.3有機硅化合物的用途由于有機硅具有上述 這些優(yōu)異的性能，因此它的 應(yīng)用范圍非常廣泛。它不 僅作 為航空、尖端技術(shù)、軍 事技術(shù)部門的特種材料使用，而且也用于國民 經(jīng)濟各行 業(yè)，其 應(yīng)用范圍已擴到：建筑、電子

7、電氣、半導體、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、 金屬和油漆、醫(yī)藥醫(yī)療等行業(yè)。其中有機硅主要起到密封、粘合、 潤滑、絕緣 、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰 性填充等功能。隨著有機硅數(shù)量和品種的持 續(xù)增長，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓 寬，形成化工新材料界獨 樹一 幟的重要 產(chǎn)品體系，許多品種是其他化學品無法替代而又必不可少的。1.2 LED封裝用有機硅材料特性簡介LED封裝用有機硅材料的要求：光學 應(yīng)用材料具有透光率高， 熱穩(wěn) 定性好，應(yīng)力小，吸濕 性低等特殊要求，一般甲基 類型的硅樹脂25C時折射率為1.41左右，而苯基類型的 硅樹脂折射率要高，可以做到 1.54以上， 450 nm波長的透光率要求

8、大于 95。在固化前有適當?shù)牧?動性，成形好；固化后透明、硬 度 、強度高，在高濕環(huán)境下加 熱后能保持透明性。主要技術(shù)指標有：折射率、粘度、透光率、無機離子含量、固化后硬度、線性膨脹 系數(shù)等等。1.2.1 材料光學透 過率特性石英玻璃、硅樹脂和環(huán)氧樹脂的透過率如圖1所示。硅樹脂和環(huán)氧樹脂先注入模具 , 高溫固化后脫模 , 形成厚度均勻 為5 mm 的樣品。可以看到, 環(huán)氧樹脂在可 見光范圍具有很高的透 過率, 某些波長的透過率甚至超過了95% , 但環(huán)氧樹脂在紫外光范 圍的吸收損耗較大, 波長小于380 nm 時, 透過率迅速下降。硅樹脂在可 見光范圍透過率接近92%, 在 紫外光范圍內(nèi)要稍低

9、一些,但在320 nm時仍然高于88%, 表現(xiàn)出很好的紫外光透射性 質(zhì); 石英玻璃在可 見光和紫外光范圍的透過率都接近 95%,是所有材料里面紫外光透過率最高的。對于紫外LED封裝， 石英玻璃具有最高的透 過率, 有機硅樹脂次之, 環(huán)氧樹脂較差。然而盡管石英玻璃紫外光透 過率高, 但是其熱加工溫度高, 并不適用于LED芯區(qū)的密封,因此在LED封裝工 藝中石英玻璃一般 僅作為透鏡材料使用。由于石英玻璃的耐紫外光 輻射和耐 熱性能已經(jīng)有很多報道,僅對常用于密圭寸LED芯區(qū)的 環(huán)氧樹脂和有機硅 樹脂的耐紫外光 輻射和耐熱性能進行研究。1.2.2耐紫外光特性研究了環(huán)氧樹脂A和B以及有機硅樹脂A和B在封

10、裝波長為395 nm和375 nm 的LED芯片時的老化情況,如圖2所示。實驗中,每個LED的樹脂涂層厚度均為2mm 可以看到，環(huán)氧樹脂材料耐紫外光輻射性能都較差,連續(xù)工作時,紫外LED 輸出光功率迅速衰減 , 100 h 后輸出光功率均下降到初始的 50% 以下; 200 h 后, LED 的輸出光功率已經(jīng)非常微弱。對于脂環(huán)族的環(huán)氧樹脂B,在375 nm 的紫外光照射下衰減比395 nm時要快,說明對紫外光波長較為敏感,由于375 nm的 紫外光光子能量 較大，破壞也更為嚴重。雙酚類的環(huán)氧樹脂A在375 nm和395 nm 的紫外光照射下都迅速衰減，衰減速度基本一致。盡管雙酚類的環(huán)氧樹脂A在

11、375 nm和395 nm時的光透過率要略高于脂 環(huán)族類的環(huán)氧樹脂B, 但是由于環(huán)氧樹脂A含有苯環(huán)結(jié)構(gòu),因此在紫外光持 續(xù)照射時，衰減要比環(huán)氧樹脂B 要快。盡管雙酚類的環(huán)氧樹脂A在375 nm和395nm時的光透過率要略高于脂環(huán)族類的環(huán)氧樹脂B,但是由于環(huán)氧樹脂A含有苯環(huán)結(jié)構(gòu),因此在紫外光持續(xù)照射時，衰減要比環(huán)氧樹脂B要快。測量老化前后LED芯片的光功率，發(fā)現(xiàn)老化后LED 的光功率基本上沒有衰減。 這說明, 光功率的衰減主要是由紫外光 對環(huán)氧樹脂的破壞引起的。 環(huán)氧樹脂是高分子材料 , 在紫外線的照射下, 高分子吸收紫外光子 , 紫外光子光子能量 較大, 能夠打開高分子 間的鍵鏈。因此, 在持

12、續(xù)的紫外光照射下 , 環(huán)氧樹脂的主 鏈慢慢被破壞 , 導致主鏈降解, 發(fā)生了光降解反 應(yīng), 性質(zhì)發(fā)生了變化。實驗表明,環(huán)氧樹脂不適合用于波 長小于380 nm的紫外LED芯 片的封裝。相對環(huán)氧樹脂, 硅樹脂表現(xiàn)出了良好的耐紫外光特性。 經(jīng)過近1 500 h 老 化后, LED 輸出光功率雖然有不同程度的衰減 , 但是仍維持在85%以上, 衰減低于 15%。這可能與硅樹脂和環(huán)氧樹脂間的結(jié)構(gòu)差異有關(guān)。硅樹脂的主要結(jié)構(gòu)包括Si 和O,主鏈Si-0-Si是無機的，而且具有較高的鍵能；而環(huán)氧樹脂的主鏈主要是C-C或C-0,鍵能低于Si-0。由于鍵能較高, 硅樹脂的性能相 對要穩(wěn)定。因此, 硅樹脂具有良好

13、的耐紫外光特性。1.2.3 耐熱性LED封裝對材料的耐熱性提出了更高的要求。從圖3可以看出,環(huán)氧樹脂和硅 樹脂具有較好的承受紫外光 輻照的能力。因此, 對其熱穩(wěn)定性進行了研究。圖3 表示這兩種材料在高溫老化后 mm- 1厚度時透過率隨時間的變化情況?？梢钥吹? 環(huán)氧樹脂的耐熱性較差, 經(jīng)過連續(xù)6天 的高溫老化后 , 各個波長的透過率都發(fā)生了較大的衰減, 紫外光范圍的衰減尤其嚴重, 環(huán)氧樹脂樣品顏色從最初的清澈透明 變成了黃褐色。硅樹脂表現(xiàn)出了優(yōu)異的耐熱性能。在150 e 的高溫環(huán)境下, 經(jīng)過14 days的老化后，可見光范圍的樣品mm-1厚度時透過率只有稍微的衰減，在紫外光范 圍也僅有少量的衰

14、減 ,顏色仍然保持著最初的清澈透明。與 環(huán)氧樹脂不同,硅樹脂以Si-0-Si鍵為主鏈，由于Si-0鍵具有較高的鍵能和離子化傾向,因此具有優(yōu)良的耐熱性。1.2.4光衰特性傳統(tǒng)封裝的超高亮度白光 L ED,配粉膠一般采用 環(huán)氧樹脂或有機硅材料。如圖4所示, 分別用環(huán)氧樹脂和有機硅材料配粉 進行光衰實驗的結(jié)果?？梢钥闯? 用有機硅材料配粉的白光 L ED 的壽命明 顯比環(huán)氧樹脂的長很多。原因之一是用有機硅材料和 環(huán)氧樹脂配粉的封裝 工藝不一樣, 有機硅材料烘烤溫度 較低, 時間較短, 對芯片的損傷也小; 另外, 有機硅 材料比環(huán)氧樹脂更具有彈性, 更能對芯片起到保護作用。1.2.5 苯基含量的影響提

15、高LED封裝材料折射率可有效減少折射率物理屏障 帶來的光子 損失，提高光量子效率，封 裝材料的折射率是一個重要指 標，越高越好。硅樹脂中苯基含量越大，就越硬，折射 率越高（合成的幾乎全苯基的硅 樹脂折射率可達 1 .57），但因熱塑性太大，無實際使 用價值，苯基含量一般以20%50%（質(zhì)量分數(shù)）為宜。實驗發(fā)現(xiàn)苯基含量 為40%時（質(zhì) 量分數(shù)）硅樹脂的折射率 約 1.51，苯基含量為50%時硅樹脂的折射率大于 1.54，如圖5 所示。所合成的都是高苯基硅 樹脂，苯基含量都在45%以上，其折射率都在 1.53以上 ， 其中一些可以達到 1.54以上。1.3有機硅封裝材料 應(yīng)用原理及分析有機硅封裝材

16、料一般是雙 組分無色透明的液體狀物 質(zhì)，使用時按A:B=1:1的比例稱量準確，使用專用設(shè)備行星式重力攪拌機攪拌，混合均勻，脫除氣 泡即可用于點膠封裝，然后將封裝后的部件按 產(chǎn)品要求加 熱固化即可。有機硅封裝材料的固化原理一般是以含乙 烯基的硅樹脂做基礎(chǔ)聚合物，含SiH 基硅烷低聚物作交 聯(lián)劑，鉑配合物作催化 劑配成封裝料，利用有機硅聚合物的 Si CH = CH 2與Si H 在催化劑的作用下，發(fā)生硅氫化加成反應(yīng)而交聯(lián)固化。我們可以用 儀器設(shè)備來分析 表征一些技 術(shù)指標有如折射率、粘度、透光率、無機離子含量、固化后硬度、 線性膨 脹系數(shù)等等。1.3.1 紅外光 譜分析有機硅聚合物的Si CH

17、= CH 2與Si H在催化 劑的作用下，發(fā)生硅氫化加成反 應(yīng)而交聯(lián)。隨著反應(yīng)的進行，乙烯基含量和硅 氫基的 濃度會逐 漸減少，直到穩(wěn)定于一定的量，甚至 消失?？刹捎眉t外光譜儀測量其固化前后不同 階段的乙 烯基和硅氫基的紅外光譜吸收 變化情況2。我們只列舉合成的高苯基乙 烯基氫基硅樹脂固化前和固化后的 紅外光 譜為例：如圖6所示，固化前:3071,3050 cm 1是苯環(huán)和CH 2=CH-不飽和氫的伸縮振動，2960 cm 1是CH 3的C-H伸縮振動，2130cm 1是Si H的吸收峰，1590 cm 1是一CH = CH2不飽和碳的吸收峰，1488 cm1是苯環(huán)的骨架振動， 1430， 1

18、120 cm1是 Si Ph 的吸收峰，1250 cm 1 是 Si CH 3 的吸收峰，1060 cm 1 是 Si-0-Si的吸收峰；固化后：2130cm 1處的Si H的吸收峰和1590 cm 1處的一CH=CH2不飽和碳的吸收峰均消失。1.3.2 熱失重分析有機硅主鏈si-0-si屬于 無機結(jié)構(gòu)” si-0鍵的鍵能為462kJ/mol,遠遠高于C-C鍵的鍵能347kJ/mol,單純的熱運動很難使si-0鍵均裂，因而有機硅聚合物具有良好的 熱穩(wěn)定性，同時對 所連烴 基起到了屏蔽作用 提高了氧化 穩(wěn)定性。有機硅聚合物在燃 燒時會生成不燃的二氧化硅灰燼而自熄。 為 了分析封裝材料的耐 熱性，

19、及硅樹脂對體系耐 熱性的影響，我們進行了熱失重分析， 如圖7圖8所示，樣品起始分解溫度大 約在400E , 800E的殘留量在65%以上。封裝 材料在400C范圍內(nèi)不降解耐熱性好，非常適用于大功率LED器件的封裝。1.3.3 DSC分析我們采用DSC （差示熱量掃描法）分析了硅樹脂固化后的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度Tg。 一般， Tg 的大小取決于分子 鏈的柔性及化學 結(jié)構(gòu)中的自由體 積，即交聯(lián)密度， Tg 隨交聯(lián)密度的增加而升高，可以提供一個表征固化程度的參數(shù)。我 們采用DSC分 析了所制備的凝膠體、彈性體、樹脂體的Tg，如表1所示，顯然隨著凝膠體、 彈性體、樹脂體的交 聯(lián)密度的增加，玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度

20、Tg升高。同樣也列舉合成的高苯基乙 烯基氫基硅樹脂固化后的差示 熱量掃描分析圖 譜，女圖9所示，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg約72C。封裝應(yīng)用應(yīng)根據(jù)封裝實際的需求，選用不同的形態(tài)。表1有機硅樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg厠脂體TeTOOL 20 匸圖9高苯基乙烯基氫基硅樹脂DSC分析圖譜1.4有機硅封裝材料的分 類及與國外同類產(chǎn)品的對比為了提高LED產(chǎn)品封裝的取光效率，必須提高封裝材料的折射率，以提高 產(chǎn)品的臨界角，從而提高 產(chǎn)品的封裝取光效率。根據(jù) 實驗結(jié)果，比起熒光膠和外封膠折射率都 為1.4時，當熒 光膠的折射率比外封膠高 時，能顯著提高LED產(chǎn)品的出光效率，提升LED產(chǎn)品光通量。目前業(yè)內(nèi)的混熒光粉膠折

21、射率一般 為1.5左右，外封膠的折射率一般 為1.4左右，故大功率白光LED灌圭寸膠應(yīng)選取透光率高（可見光透光率大于99%）、折射率高1（4-1.5）、耐熱性較好（能耐受200C的高溫）的雙組分有機硅封裝材料LED50l. 55島折射卓IMJtt休山折射略和甲t休卓欄膽協(xié)有機硅封裝材料，固化后按彈性模量劃分，可分為凝膠體，彈性體及樹脂等三大類； 按折射率劃分，可分為標準折射率型與高折射率兩大 類，見表2:韓性體fllQOV-ZOV表2 LED有機硅封裝材料的分 類L 501- 5S訕I(yè)時和打出riffr射訂州件I冷榊陸休與國外同類產(chǎn)品進行了對比，其參數(shù)如表3表4所示，可知各項性能參數(shù)較接近,

22、經(jīng)部分客戶試用反映良好。表3自制低折色率產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品的比較；耳們監(jiān)華護th*WK1住地筑ft. UH.tattr-oitMia t-rit w rarccsyifew*S1G1iitiAT .1| 1I.3DQMH3M90KLWIWmo/xr M-r A/feliJk/Bit(11A/tiMiWA月 1.1 ii |c LIl即XIC Iq 3 ) ii iPi命州電ECSNitirfl21 C l 工二125U 再 ZihJO匚已比丄rtT&t K Ll： 2 hi flcT i niML. 41 41l nl it*；啊-95w表4自制高折色率產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品的比較lilil1-i

23、vrtftktiit|總曲中1APw*ian*4SK?$5Q:E慌卻:ooniaHMW/35fiO：iDa/7wiI5a/3MX1A/1igA s 1F 1 :lg 1Jx= 1 1- 3. I 1= i3(Ic 】iSWWMIW40VX /Vi+WX./ULl制 i rgl真* 4iVi i./u他 L/lt誨：IL.11盯卜歸pJt*2959fi椀幅PQttXltBO卄人理KU)M(DF闘I針對LED 封裝行業(yè)的不同部位的具體要求開 發(fā)五個應(yīng)用系列的有機硅材料，不同的封裝要 求，在封裝材料的粘度，固化條件，固化后的硬度（或彈性），外折光率等方面有 差異。具體分類介紹如下：141混熒光粉有機

24、硅系列AP-25W MilHJlCLfi 型沿*1 t- i 巧丫KOO髦側(cè)瑙勺敢厲uit avt i ac45Wft 陽 it HI1SI血hIWfe 1JiVALSO V V. IhWK tShor*斷豹專欝匸兒53血壯申IK W傳統(tǒng)封裝的超高亮度白光L ED，配粉膠一般采用環(huán)氧樹脂或有機硅材料。如圖9所示，分別用環(huán)氧樹脂和有機硅材料配粉 進行光衰實驗的結(jié)果?？梢钥闯?，用有機硅材料配粉的白光L ED的壽命明顯比環(huán)氧樹脂的長很多。原因之一是用有機硅材料和環(huán)氧樹脂配粉的封裝 工藝不一樣,有機硅材料烘烤溫度 較低，時間較短,對芯片的損傷也?。涣硗?，有機硅 材料比環(huán)氧樹脂更具有彈性,更能對芯片起到

25、保護作用。142 MODING封裝材料有機硅系列AP-255OH慢鴉參數(shù)Hit*點？11*2m.；曲他常勺iP*w ISV*1500 ItiL 畑介】Ifr i Fa- s 35 V K1500I制此劌It 1rJl蠹汗扁枯川nFsi 1 25C 1000輒唯博化雜ftrx)h +IKVJ hIfilttM闖透期評性株地迎(Share-A祈 If t 2SV ):1. 12込圮宅宀、1W za) M1.4.3TOP貼片封裝材料有機硅系列1同化前夜組分）攔邑進10!液休枯應(yīng)1 25V 1外A!無邑14嶼淋怵祜性廿亠,25V *35M便用比列l(wèi)i 1mfr拆粘厘山蠱r “臚C、IOOO典中調(diào)化條件

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27、腐蝕性，但某些材料會影響封裝材料的固化。固晶 膠一般為環(huán)氧樹脂材料，它的固化劑種類很多，如果其中含有N , P , S 等元素，會導致封裝材料與固晶膠接觸部分不固化。如果 對某一種基材或材料是否 會抑制固化存在疑 問，建議先做一個相容性 實驗來測試某一種特定應(yīng)用的合適性。 如果在有疑問的基材和固化了的彈性體材料界面之間存在未固化的封裝料，說明不 相容，會抑制固化這些最值得注意的物質(zhì)包括:1、有機錫和其它有機金屬化合物2、硫、聚硫化物、聚砜類 物或其它含硫物品3、胺、聚氨酯橡膠或者含氨的物品4、亞磷或者含 亞磷的物品5、某些助焊劑殘留物有機硅封裝材料有很好的耐濕氣，耐水性及耐油性，但對濃 硫酸，

28、濃硝酸等 強酸 ，氨水，氫氧化 鈉等強堿，以及甲苯等芳香 烴溶劑的抵抗能力差。下表定性的列出 有 機硅封裝材料耐化學品性。有機硅封裝材料耐化學品性表iUpt i(I?LIW豐Hr12氯軾化衲（1CM）良甲苯L3氯軌化鈉J 50S）39礦物油鑑酸鈉水湃涵悴）L430515*鹽木（2fi）31水16Mi酸銅水辭液I 50%）良/.H11三、膠水的應(yīng)用與風險防范3.1使用:A、B兩組分1:1稱量，用行星式重力攪拌機（自公轉(zhuǎn)攪拌脫泡機）攪拌均勻即可點膠。或者 在一定溫度下，于 10mmHg的真空度下脫除氣泡即可使用。建 議在干燥無塵環(huán)境中操作生 產(chǎn)。3.2注意事項A、有機硅封裝材料在稱量，混合，轉(zhuǎn)移，

29、點膠，封裝，固化過程中使用 專用設(shè)備，避免 與其他物 質(zhì)混雜帶 來不確定的影響。B、某些材料、化學制劑、固化劑和增塑劑可以抑制 彈性體材料的固化。這些最值得注意的物質(zhì)包括：B-1、有機錫和其它有機金屬化合物B-2、硫、聚硫化物、聚風類物或其它含硫物品B-3、胺、聚氨酯橡膠或者含氨的物品B-4、亞磷或者含亞磷的物品B-5、某些助焊劑殘留物如果對某一種基材或材料是否會抑制固化存在疑 問，建議 先做一個相容性 實驗 來測試某一種特定 應(yīng)用的合適性。如果在有疑 問的基材和固化了的 彈性體材料界面 之間存在未固化的封裝料， 說明不相容，會抑制固化。C、在使用封裝材料 時避免 進入口眼等部位；接觸封裝材料

30、后 進食前需要清洗手；封裝 材料不會腐 蝕皮膚，因個人的生理特征有差異，如果感 覺不適應(yīng)暫停相關(guān)工作或就 醫(yī)。D、機ED生產(chǎn)中很可能會 產(chǎn)生的問題是芯片封裝 時，杯內(nèi)汽泡占有很大的不良比重，但是 產(chǎn) 品在制作 過程中如果汽泡 問題沒有得到很好的解決或防治，就會造成 產(chǎn)品衰減加快 的一個因素。影響氣泡 產(chǎn)生的因素比 較多,但是多做一些工程 評估，即可逐步解決。一般情況下，工藝成熟后，氣泡的不良比重 不會太高。以下是相關(guān)因素：（1）環(huán)境的溫度和濕度 對氣泡 產(chǎn)生有較 大的影響。（2）模條的溫度也是產(chǎn)生氣泡的一個因素。（3）氣泡的產(chǎn)生與工 藝的調(diào)整有很大關(guān)系。例如，有些工廠沒有抽真空也沒有氣泡，而有

31、些即使抽了真空也有氣泡，從 這一 點看不是抽不抽真空的 問題，而是操作速度的快慢、熟 練程度的 問題。同時與環(huán)境溫 度也是分不開的。環(huán)境溫度變化了，可以采取相應(yīng)的措施加以控制。若常溫是15C, 如讓膠水的溫度達到60C,這樣做杯內(nèi)氣泡就不會出 現(xiàn)。同時要注意很多細節(jié)問題 如在滾筒預(yù)沾膠時產(chǎn)生微小氣泡，肉眼和 細微鏡下看不到，但一 進入烤箱體內(nèi)， 熱 脹氣泡擴漲。如果此時溫度太高，氣體 還沒有躍出就固化所以 產(chǎn)生氣泡現(xiàn)象。LED 表面有氣泡但沒破，此 為打膠時產(chǎn)生氣泡。 LED 表面有氣泡已破，原因是溫度太高。手工 預(yù)灌膠前，支架必須預(yù)熱。預(yù)熱預(yù)灌的AB 組分進行2小時調(diào)換一次。只要你保持 AB

32、料、支架都是熱的，氣泡問題不難解。因為AB組分冷時流動性差, 遇到冷支架容易把氣泡 帶入。操作時要注意以下 問題：（1 ）操作人員的操作技巧不熟 練（整條里面有一邊出現(xiàn)氣泡）；（2）點膠機的快慢和膠量沒有控制好（很容易出 現(xiàn)氣泡的地方）；（3）機器是否清潔（此點不一定會引起氣泡，但很容易產(chǎn)生類似冰塊一樣的東 西 ，尤其是環(huán)已酮）；（4）往支架點膠時，速度不能快，太快帶入的空氣將 難以排出；（5）膠要常換、膠筒清洗干凈，一次混膠量不能太多， A ， B 組分混合就會開始反 應(yīng)，時間越長膠越稠，氣泡越 難排出；E、大多數(shù)封裝客戶都發(fā)現(xiàn)做好的產(chǎn)品在初期做點亮 測試老化之后都有不 錯的 表現(xiàn)，但是隨著

33、時間的推移，明明在抽檢都不錯的產(chǎn)品，到了應(yīng)用客戶開始應(yīng)用的時 候或者不久之后，就發(fā)現(xiàn)有膠層和PPA支架剝離、LED 變色（鍍銀層變 黃發(fā)黑）的情況發(fā)生。那這到底是什么原因引起的？是在制程的 過程 中工藝把握不好 導致封裝膠固化不好 嗎？當然有可能，但是隨著客 戶工藝的不斷成 熟，這種情況 發(fā)生的機率會越來越少。有以下因素供大家參考；1）PPA與支架剝離的原因是：PPA中所添加的二氧化 鈦因晶片所發(fā)出的藍光造成其引起的光觸媒作用、 PPA 本身慢慢老化所造成的，硅膠本身沒老化的情況下，由于 PPA 老化也會 導致剝離想象的 發(fā)生；二氧化鈦吸收太陽光或照明光中的紫外 線，產(chǎn)生光 觸媒作用，會產(chǎn)生分

34、解力與 親水性的能力。特別具有分解有機物的能力。2以LED變色問題為例、現(xiàn)階段大致分三類：？硫磺造成 鍍銀層生硫化銀而變色？鹵素造成鍍銀層生鹵化銀而變色？鍍銀層 附近存在無機碳。?有機硅封裝材料、固晶材料并不含有 S 化合物、鹵素化合物 ,硫化及 鹵化物的 發(fā)生取決于使用的 環(huán)境。?無機碳的存在 為環(huán)氧樹脂等的有機物因 熱及光的分解后的殘渣。在 鍍銀層 以環(huán)氧等 固晶膠作 為藍光晶片接合的 場合頻繁發(fā)生。?有機硅封裝材料即使被 熱及光分解也不會 變成黑色的碳。?若是沒有使用 環(huán)氧等的有幾物的 場合有發(fā)現(xiàn)無機碳存在的 話有可能是由外部所 帶?上述的 3種變色現(xiàn)象是因藍光、鍍銀、氧氣及濕氣使其加速

35、催化所造成綜上所述，我們發(fā)現(xiàn) ，以上的主要原因是由于有氧氣，濕氣侵入到 LED 內(nèi)部以及有無機碳的存在而帶來的一系列的 問題，那么我們應(yīng)該 如何解決呢。（1）在封裝過程中避免使用 環(huán)氧類的有機物，比如固晶膠；（2選擇 低透氣性的封裝材料，盡量避免使用橡膠系的硅材料，盡量 選用樹脂型的硅材 料；（3 在制程的 過程中盡量采用清洗支架，盡可能的增加烘烤流程。如何解決隔 層問題 ？出現(xiàn)隔層，一般是膠水沾接性能不好，先膨 脹后收縮所致。 也有粉膠與外封膠膨 脹系數(shù)差異太大 產(chǎn)生較大內(nèi) 應(yīng)力，在金線部位撕裂。故升溫太 快 有裂層或固化不好，而分段固化，反 應(yīng)沒那么 劇烈，消除一些內(nèi)應(yīng)力。3.3貯存及運輸

36、：3-1、陰涼干燥處貯存，貯存期為6個月（25C）。3-2、此類產(chǎn)品屬于非危 險品，可按一般化學品運 輸。3-3、膠體的A、B組分均須密封保存，在運輸，貯存過程中防止泄漏。3.4封裝工藝A. LED 的封裝的任 務(wù)是將外引線連接到LED芯片的電極上，同時保護好LED 芯片，并且起到提高光取出效率的作用。關(guān) 鍵工序有裝架、壓焊、封裝。B. LED 封裝形式LED封裝形式可以說是五花八門，主要根據(jù)不同的應(yīng)用場合采用相應(yīng)的外形尺 寸，散熱對策和出光效果。LED按封裝形式分類有Lamp-LED、TOP-LED、Side- LED 、SMD-LED 、High-Power-LED 等。C. LED 封裝

37、工 藝流程1. 芯片檢驗鏡檢：材料表面是否有機械損傷及麻點麻坑（lockhill） ；芯片尺寸及電極大小是否符合工 藝要求 ；電極圖案是否完整 。2. 擴片由于LED芯片在劃片后依然排列 緊密間距很小（約0.1mm ），不利于后工序的操作。我們采用擴片機對黏結(jié)芯片的膜進行擴張，是LED 芯片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴張，但很容易造成芯片掉落浪 費等不良問題。3. 點膠在LED支架的相應(yīng)位置點上銀膠或絕緣膠。對于GaAs、SiC 導電襯底，具有背面電極的紅光、黃光、黃綠芯片，采用銀膠。對于藍寶石絕緣襯底 的藍光、綠光LED芯片，采用絕緣膠來固定芯片。） 工藝難點在于點膠量的控制，在膠體高度、點膠位置均有 詳細的工藝要求。 由于銀膠和絕緣膠在貯存和使用均有 嚴格的要求，銀膠的醒料、攪拌、使用時間都是 工藝上必須注意的事 項。4. 備 膠和點膠相反，備膠是用備膠機先把 銀膠涂在 LED背面電極上，然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED 支