大功率LED封裝膠組成及原理

加成型LED有機(jī)硅雙組份灌封膠主要以含-C=C基聚二甲基硅氧烷為基礎(chǔ)聚合物，含-H的聚二甲基硅氧烷固化體系，鉑金的聚硅氧烷螯合物為催化劑，特殊填料及增粘劑等助劑組成。的聚二甲基硅氧烷固化體系，鉑金的聚硅氧烷螯合物為催化劑，特殊填料及增粘劑等助劑組成。

加成型液體硅橡膠灌封料具有無色透明、無低分子副產(chǎn)物、應(yīng)力小、可深層硫化、無腐蝕、交聯(lián)結(jié)構(gòu)易控制、硫化產(chǎn)品收縮率小等優(yōu)點(diǎn);膠體既可在常溫下硫化，又可通過加熱硫化;固化后膠體具有耐冷熱沖擊、耐高溫老化和耐紫外線輻射等優(yōu)異的性能;此外，還具有粘度低、流動(dòng)性好，工藝簡(jiǎn)便、快捷的優(yōu)點(diǎn)。因此，加成型硅膠是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的功率型LED理想封裝材料。

大功率LED封裝膠:指用于大額定工作電流的發(fā)光二極管的加成型液體硅橡膠。

雙組分加成型硅橡膠有彈性硅凝膠和硅橡膠之分。

特點(diǎn)及應(yīng)用:前者強(qiáng)度較低，硬度很低，固化后仍有優(yōu)異的粘附性能，可用于帶PC透鏡的LED等的灌封。后者強(qiáng)度較高，可耐高溫，過回流焊，用于不帶PC透鏡的灌封。

卡夫特K-5508，K-5508L，K-5508T 折射率1.41。加成型有機(jī)硅凝膠硫化前為無色透明的油狀液體，硫化后成為柔軟透明的有機(jī)硅凝膠。這種凝膠可在-65~200℃溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期保持彈性，它具有優(yōu)良的電氣性能和化學(xué)穩(wěn)定性能、耐水、耐臭氧、耐氣候老化、憎水、防潮、防震、無腐蝕,且具有生理惰性、無毒、無味、易于灌注、能深部硫化、線收縮率低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，有機(jī)硅凝膠在電子工業(yè)上廣泛用作電子元器件的防潮、絕緣的涂覆及灌封材料，對(duì)電子元件及組合件起防塵、防潮、防震及絕緣保護(hù)作用。如采用透明凝膠灌封電子元器件,不但可起到防震防水保護(hù)作用，還可以看到元器件并可以用探針檢測(cè)出元件的故障，進(jìn)行更換，損壞了的硅凝膠可再次灌封修補(bǔ)。 硅凝膠由于純度高，使用方便，又有一定的彈性，因此是一種理想的晶體管及集成電路的內(nèi)涂覆材料,可提高半導(dǎo)體器件的合格率及可靠性;有機(jī)硅凝膠也可用作光學(xué)儀器的彈性粘接劑。

卡夫特K-5505，K-5506， 折射率1.41。加成型有機(jī)硅彈性體硫化前為無色透明的油狀液體，硫化后成為高強(qiáng)度透明的有機(jī)硅彈性體。

1. 室溫固化:固化溫度范圍在20~30℃

2. 中溫固化:固化溫度范圍在32.2~98.9℃

3. 適 用 期:也稱可使用時(shí)間、適用壽命。指從A、B組分混合開始，直到體系粘度上升到不能使用的最大時(shí)間止，即為可使用時(shí)間或適用期。一般適用期隨固化劑的種類、添加量以及環(huán)境溫度等而變化。

4. 固化時(shí)間:是指基礎(chǔ)聚合物完全固化所需的時(shí)間。

5. 錐 入 度:錐入度是衡量稠度及軟硬程度的指標(biāo)，它是指在規(guī)定的負(fù)荷、時(shí)間和溫度條件下錐體落入試樣的深度。其單位以0.1mm表示。錐入度值越大，表示潤(rùn)滑脂或凝膠越軟，反之就越硬。

6. 硬度:材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。硬度是衡量材料軟硬程度的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的綜合指標(biāo)。硬度試驗(yàn)根據(jù)其測(cè)試方法的不同可分為靜壓法(如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等)、劃痕法(如莫氏硬度)、回跳法(如肖氏硬度也叫邵氏，邵爾，英文SHORE))及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。

7. 拉伸強(qiáng)度:拉伸強(qiáng)度(tensile strength)是指材料產(chǎn)生最大均勻塑性變形的應(yīng)力。 在拉伸試驗(yàn)中，試樣直至斷裂為止所受的最大拉伸應(yīng)力即為拉伸強(qiáng)度，其結(jié)果以MPa表示。有些錯(cuò)誤的稱之為抗張強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等。拉伸強(qiáng)度是指材料承受載荷后抵抗發(fā)生斷裂或超過容許限度的殘余變形的能力。

8. 透 光 率:表示顯示設(shè)備等的透過光的效率，它直接影響到觸摸屏的視覺效果。指透過透明或半透明體的光通量與其入射光通量的百分率。

9. 光通量:是每單位時(shí)間到達(dá)、離開或通過曲面的光能數(shù)量。流明 (lm) 是國(guó)際單位體系 (SI) 和美國(guó)單位體系 (AS) 的光通量單位。

10. 彈性體:材料在受力發(fā)生大變形再撤出外力后迅速回復(fù)其近似初始形狀合尺寸。熱固性彈性體

11. 凝膠:在液體持留時(shí)間中，由聚集體的網(wǎng)絡(luò)組成的半固體體系。又稱凍膠。溶膠或溶液中的膠體粒子或高分子在一定條件下互相連接，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)空隙中充滿了作為分散介質(zhì)的液體(在干凝膠中也可以是氣體)，這樣一種特殊的分散體系稱作凝膠。沒有流動(dòng)性。內(nèi)部常含有大量液體。

12. 斷裂伸長(zhǎng)率 :斷裂伸長(zhǎng)率 elongation at break ，試樣在拉斷時(shí)的位移值與原長(zhǎng)的比值。以百分比表示(%)

13. 線性膨脹系數(shù) :線膨脹系數(shù); 亦稱線脹系數(shù)。固體物質(zhì)的溫度每改變1攝氏度時(shí)，其長(zhǎng)度的變化和它在O℃時(shí)長(zhǎng)度之比，叫做"線膨脹系數(shù)"。單位為1/開。符號(hào)為αl。由于物質(zhì)的不同，線膨脹系數(shù)亦不相同，其數(shù)值也與實(shí)際溫度和確定長(zhǎng)度1時(shí)所選定的參考溫度有關(guān)，但由于固體的線膨脹系數(shù)變化不大，通?？梢院雎?，而將a當(dāng)作與溫度無關(guān)的常數(shù)。

14. 介電強(qiáng)度 :是材料抗高電壓而不產(chǎn)生介電擊穿能力的量度，將試樣放置在電極之間，并通過 一系列的步驟升高所施加的電壓直到發(fā)生介電擊穿，以次測(cè)量介電強(qiáng)度。盡管所得的結(jié)果是以kv/mm為單位的，但并不表明與試樣的厚度無關(guān)。因此，只有在試樣厚度相同的條件下得到各種材料的數(shù)據(jù)才有可比性。介電常數(shù), 用于衡量絕緣體儲(chǔ)存電能的性能. 它是兩塊金屬板之間以絕緣材料為介質(zhì)時(shí)的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質(zhì)或真空時(shí)的電容量之比。 介電常數(shù)代表了電介質(zhì)的極化程度，也就是對(duì)電荷的束縛能力，介電常數(shù)越大，對(duì)電荷的束縛能力越強(qiáng)。電容器兩極板之間填充的介質(zhì)對(duì)電容的容量有影響，而同一種介質(zhì)的影響是相同的，介質(zhì)不同，介電常數(shù)不同。

15. 體積電阻率 :體積電阻率，是材料每單位立方體積的電阻，該試驗(yàn)可以按如下方法進(jìn)行:將材料在500伏特電壓下保持1分鐘，并測(cè)量所產(chǎn)生的電流，體積電阻率越高，材料用做電絕緣部件的效能就越高。 損耗因子也指耗損正切，是交流電被轉(zhuǎn)化為熱能的介電損耗(耗散的能量)的量度，一般情況下都期望耗損因子低些好。

16. 介電常數(shù) :介質(zhì)在外加電場(chǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷而削弱電場(chǎng)，原外加電場(chǎng)(真空中)與最終介質(zhì)中電場(chǎng)比值即為介電常數(shù)(permittivity),又稱誘電率。如果有高介電常數(shù)的材料放在電場(chǎng)中，場(chǎng)的強(qiáng)度會(huì)在電介質(zhì)內(nèi)有可觀的下降。

17. 彈性模量:材料在彈性變形階段，其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系(即符合胡克定律)，其比例系數(shù)稱為彈性模量。彈性模量的單位是達(dá)因每平方厘米。"彈性模量"是描述物質(zhì)彈性的一個(gè)物理量，是一個(gè)總稱，包括"楊氏模量"、"剪切模量"、"體積模量"等。所以，"彈性模量"和"體積模量"是包含關(guān)系。

膠料應(yīng)密封保存?；旌虾玫哪z料應(yīng)一次性用完，避免造成浪費(fèi)。

使用時(shí)允許操作時(shí)間與環(huán)境溫度有關(guān)，環(huán)境溫度越高，允許操作時(shí)間會(huì)縮短;混合好的膠料應(yīng)一次用完，避免造成浪費(fèi)。

應(yīng)避免與含有N、P、S等有機(jī)化合物，Sn、Pb、Hg、Sb、Bi、As等重金屬的離子性化合物，含有乙炔基等不飽和基的有機(jī)化合物接觸;

應(yīng)避免與有機(jī)酸等可能與固化劑反應(yīng)的物質(zhì)接觸;

混合材料時(shí)候請(qǐng)使用金屬或塑膠刮刀;

使用手套時(shí)請(qǐng)使用聚乙烯材質(zhì)，不使用橡膠材質(zhì);

使用前請(qǐng)盡量保持基板的清潔干燥狀態(tài);

固化速度慢或者不干

原因:1)、AB膠配比不準(zhǔn)。2)、配膠后攪拌不充分。3)催化劑中毒

灌封固化后有氣泡

原因:1)灌封速度快，外界引入氣泡; 2)支架未烘干，

大功率LED封裝主要涉及光、熱、電、結(jié)構(gòu)與工藝等方面，如圖1所示。這些因素彼此既相互獨(dú)立，又相互影響。其中，光是LED封裝的目的，熱是關(guān)鍵，電、結(jié)構(gòu)與工藝是手段，而性能是封裝水平的具體體現(xiàn)。從工藝相容性及降低生產(chǎn)成本而言，LED封裝設(shè)計(jì)應(yīng)與晶片設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，即晶片設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮到封裝結(jié)構(gòu)和工藝。否則，等晶片制造完成后，可能由于封裝的需要對(duì)晶片結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而延長(zhǎng)了產(chǎn)品研發(fā)周期和工藝成本，有時(shí)甚至不可能。

具體而言，大功率LED封裝的關(guān)鍵技術(shù)包括:

(一)低熱阻封裝工藝

(二)高取光率封裝結(jié)構(gòu)與工藝

(三)陣列封裝與系統(tǒng)集成技術(shù)

(四)封裝大生產(chǎn)技術(shù)

(五)封裝可靠性測(cè)試與評(píng)估

LED集成光源封裝膠，又稱大功率LED集成模組面光源混熒光粉用硅膠，以硅-氧(Si-O)鍵為主鏈結(jié)構(gòu)。

封裝膠是指可以將某些元器件(如電子行業(yè)的電阻電容法線路板等)進(jìn)行密封、包封或灌封的一類電子膠水或粘合劑，灌封后可以起到防水、防潮、防震、防塵、散熱、保密等作用。

常見的封裝膠主要包括環(huán)氧類封裝膠、有機(jī)硅類封裝膠、聚氨酯封裝膠以及紫外線光固化封裝膠等。封裝膠的顏色可以是透明無色的，也可以根據(jù)需要做出幾乎任意顏色。

環(huán)氧類封裝膠:一般都是剛性硬質(zhì)的，大部分為雙組份需要調(diào)和后使用，少部分單組份的需要加溫才能固化。

有機(jī)硅類封裝膠幾乎都是軟質(zhì)彈性的，與環(huán)氧相同，其中大部分為雙組份需要調(diào)和后使用，少部分單組份的需要加溫才能固化。