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LED用环氧树脂解析

LED用环氧树脂图解
封装材料于LED产业应用,其具有:(1)决定光分布,(2)降低LED芯片与空气之间折射率以增加光输出,(3)提供LED保护等功能,因此封装材料对于LED
可靠性及光输出效果有绝对性影响。

白光LED一般以环氧树脂、Silicon系树脂及Urea系树脂等高透明性树脂作为材料。

但考虑成本、电气特性等因素,仍以环氧树脂为主流。

环氧树脂分子结构中含有两个或两个以上环氧基,它能与胺、咪唑、酸酐、酚醛树脂等类固化剂配合使用,得到制品具有优良机械性能、绝缘性能、耐腐蚀性能、粘着性能和低收缩性能。

其应用领域极为广泛,包括料、浇注料、塑封料、层压料、粘着剂等为重要化工材料。

环氧树脂种类很多,应用于LED环氧树脂必须具备有高透光率、高折射率、良好耐热性、抗湿性、绝缘性、高机械强度与化学稳定性等。

白光LED使用透明环氧树脂主要是利用酸无水物硬化效应,主剂与硬化剂两液使用前必须均匀混合才能使用,主剂成份是Epoxy Oligomer、粘度调整剂、着色剂等;硬化剂成份是酸无水物与触媒硬化促进剂,虽然硬化物性会随着主剂与硬化剂配合比改变,不过一般设计成当量比为1:1,就可获得最适宜物性。

图1是LED用透明环氧树脂主成份构造式。

一般而言所谓Epoxy Oligomer是以
Bis-Phenol A Glyciydyl Ather与Bis-Phenol F Type为主,此外会添加脂环式Epoxy,防止玻璃转移点变高或是树脂变色。

图1 LED封装用环氧树脂成份结构式
虽然有许多硬化剂与硬化促进剂可供环氧树脂选择,不过应用在LED密封时,必须是透明状硬化物,因此硬化剂使用受到相当程度限制,例如酸无水物通常会选用MeHHPA或是HHPA;硬化促进剂则以Amine系、Imidazole、Lin系为主,不过实际成份则是各厂商商业机密。

光二极管作为一种功率小,使用寿命长,能量损耗小的发光器件,在国内兴起有将近二十年的时间,由于其特殊的性能优越性,正逐步取代原有的发光器件,使用在工业和民用的各个角落。

尤其是随着人类能源的短缺,市场前景非常可观。

一、主剂的材料选择
1 环氧树脂:以透明无色、杂质含量低、粘度低为原则。

如道化学的331J、南亚的127、日本三井的139、大日本油墨的EP4000均可应用,中低挡市场采用宏昌的127也可。

2 活性稀释剂:一般采用脂环族的双官度活性稀释剂比较好,但国内基本上不能生产,要不就是单价太高,特殊场合可用南亚的AGE代替,但AGE对固化后的强度有影响,交联度也不够。

如果树脂的粘度较低,也可以不选择添加稀释剂。

3 消泡剂:以相容较好,消泡性好,无低沸点溶剂为准则。

如BYK-A530 、BYK-066、 BYK-141、德谦6500等可选用。

4 调色剂:一般以20%的透明油容性染料添加80%的主体环氧树脂后,加温搅拌混溶即可小量添加,可消除树脂及其他材料添加造成的微黄色,并可保证固化后颜色的纯正。

注意透明油容性染料的选择,需具备至少150-180度的耐温条件,以防止加温固化时变色。

如拜尔PEG-400。

5 脱模剂:以脱模效果好,兼容好,颜色浅为原则。

如广州科拉司公司(BYK代理商)的FINT-900、无锡三山电子材料厂的TMA脱模剂均可选用。

添加量依材料的不同有差别。

脱模剂可添加主剂也可添加固化剂中。

二、固化剂的材料选择
1 甲基六氢苯酐
2 促进剂
3 抗氧剂主要防止酸酐高温固化时被氧化。

要求兼容好,颜色浅
三、配方举例:(以下配方只供参考,不承担任何责任)
主剂:R-139 96.6 固化剂:甲基六氢苯酐 95.54
AGE 3 四丁基溴化胺 1.4
兰色染料色浆0.3 264抗氧剂 1.5
BYK-A530 0.05 甘油 1.5
FIN脱模剂 0.05 兰色染料色浆 0.01
合计 100份合计 100份
配比:100/100
四生产工艺
因不涉及合成反应,生产工艺比较简单,一般加温至80度以下,搅拌一小时左右,降温放料即可。

但要注意材料添加的顺序,如固体料先用液体料稀疏溶解后依次添加。

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