经济部技术处ITIS计画/产业分析师 林志勋
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。
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资料来源:技术情报协会(2003)
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。