LED封装硅橡胶及其黏结性能的研究

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通过甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷水解与KH560(3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)、KH570(γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)以及硼酸三丙酯等,调节偶联剂投料比例以及硼酸三丙酯的投料比,在浓盐酸催化下脱醇缩合得到一系列增粘剂。通过调节含氢硅油与甲基乙烯基MQ硅树脂的配比,以及增粘剂的添加量,在不影响硅橡胶力学性能和透光率的前提下,提高硅胶与PPA(聚对苯二酰对苯二胺)和铝基镀银层的粘接。并对硅橡胶的透光率、力学性能、抗红墨水渗透性、耐高温性、抗热冷冲击性能、应用贴合性以及使用可靠性进行研究。结果表明,硬度70A,混合粘度4000cs左右的硅橡胶最能符合LED封装对硅胶力学性能的要求。在此力学性能要求下,含氢硅油含氢量越大,硅胶固化后撕裂强度越差;含氢硅油含氢量越小,硅胶固化后撕裂强度越好,但过小的含氢量会导致硅胶硬度降低,因此优选0.75-0.8%含氢量的含氢硅油;甲基乙烯基MQ硅树脂在M/Q=0.8-1.0并且固含量在50%、乙烯基含量2-3%、粘度5000-7000cs的时候,与含氢硅油配合使用能得到拉伸强度7.5Mpa,断裂伸长率150%,邵氏硬度70A,透光率96%的加成型液体硅胶,用于LED贴片、模顶、集成等封装,能有效保护芯片和金线,并增大光通量。以二苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷自浓盐酸催化下水解,得到甲基苯基预聚物,然后脱除水分和部分羟基,与KH560(3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)、KH570(γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)、硼酸三丙酯等进行反应得到苯基高折LED封装硅胶硅硼增粘剂。通过调节苯基含氢硅树脂与苯基乙烯基硅树脂的配比,以及增粘剂合成工艺以及增粘剂的用量,在保证硅胶透光率的前提下,提高硅胶与PPA(聚对苯二酰对苯二胺)和镀银层的粘接,并对封装硅胶的透光率、力学性能、应用贴合性以及封装可靠性进行研究。结果表明,硬度30D,混合粘度5500cs,光折射率1.54,透光率97%的高折LED封装硅胶能符合LED封装对硅胶的要求。在此力学性能要求下,苯基含氢硅树脂并非含氢量越大越好,含氢量越大硅胶固化后内应力越大,难以通过冷热冲击测试,含氢量也并非越小越好,含氢量过小会导致硅胶硬度过低,因此优选0.25%含氢量、1200cs粘度、1.54折光率的苯基含氢硅树脂。苯基乙烯基硅树脂在粘度8000-20000cs、乙烯基含量5.0-6.0%、折光率1.54的时候,与苯基含氢硅树脂配合,能制备混合粘度5500cs左右,硬度30D,折光率1.54,透光率97%的苯基高折LED封装硅胶。用于高品质LED灯珠封装,能极大保护芯片金线提高灯珠光通量,提高户外使用LED灯具的抗硫化效果。
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