[发明专利]一种LED封装用高性能有机硅固晶材料

说明书

技术领域

本发明属于半导体照明技术领域，具体涉及到一种LED封装用有机硅固晶材料。 

背景技术

发光二极管（Light Emitting Diode），简称LED，是一种可将电能转变为光能的半导体器件，属于固态光源。具有工作电压低、光效转化高、响应速度快、使用寿命长、安全可靠、节能环保等特点，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、汽车、照明等领域，被誉为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源。在资源匮乏能源紧张的今天，LED作为一种新型的绿色照明产品，必然是未来发展的趋势，已成为全球争相竞逐的一个新兴产业“制高点”。 

随着LED向高功率、高亮度发展，散热问题日渐突出，严重影响了LED的光输出特性和器件的寿命，已成为大功率LED封装必须解决的关键问题。而影响LED散热的因素很多，主要包括LED芯片结构、热界面材料与散热基板材料性能、封装结构与工艺等。其中，芯片与散热基板之间的粘结材料即固晶用热界面材料则扮演着重要的角色，不仅仅是起到固定芯片的作用，还要求具有良好兼耐老化和高导热的特性。目前，市面上所使用的主流固晶材料大部分是以环氧树脂为基材，因为其具有优良的粘结性、耐化学腐蚀性以及机械强度等。但是，在长期使用过程成中发现，环氧体系固晶材料会逐渐出现黄变及黑化现象，导致LED器件的光衰加剧，尤其是对于大功率LED而言，这种问题更加严重，以致不能满足照明用LED可靠性要求。 

为了解决这一难题，美国道康宁、日本信越、三友等几家公司分别提出使用有机硅来替代传统环氧固晶材料，他们认为有机硅具有高亮度大功率LED所需的抗紫外光性和热稳定性，从提高LED可靠性的观点来看，其属于最佳的固晶材料。并先后推出高亮度LED用有机硅固晶材料系列产品，如KER-3000-M2、KER-3100-U2、KER-3200-T1、OE-8001、DT-208、DT-301等，其中信越的3000系列产品较佳，受到了业界的广泛关注和接受。目前国内固晶方面的研究仍集中在导电导热环氧领域，对于有机硅固晶材料的报道很少，仅检索到两篇专利CN200910251588.7和CN200910233704.2，其中CN200910251588.7在道康宁的OE-6630与信越的SCR-1012的基础上通过添加一些导热填料和助剂进行复配改性，CN200910233704.2则是直接在苯基硅树脂中加入各种导热材料。尽管在成本上有一定的降低，但仍是依托国外的产品和技术，对于大范围的推广上仍存在技术瓶颈。因此，开发这类产品，打破技术壁垒，对于我国功率型LED器件的研制与规模化生产具有十分重要的意义。 

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种LED封装用高性能有机硅固晶材料。 

本发明针对以上现状，在充分理解有机硅特性的基础上，通过设计合成一种超支化的有机硅树脂， 并配合高效的增粘体系，获得一种耐高温、抗黄变，且粘结性好的有机硅固晶材料，以期满足大功率LED高可靠性封装要求，并为此类材料的开发提供一种思路和方法。 

对本发明的具体描述： 

一种有机硅固晶材料，以重量份计，其组分及含量如下： 

有机硅树脂50～80份； 

乙烯基硅油0～30份； 

固化剂10～30份； 

催化剂0.05～2份； 

增粘剂0.1～3% 

其他功能助剂0.05～5份。 

上述有机硅树脂是超支化型聚合物，符合如下结构通式：(R₁SiO1.5)x(R₂SiO_0.5)y，其中，R₁和R₂分别选自CH₃-、C₂H₅-、C₃H₆-、i-C₃H₆-、C₄H₉-、i-C₄H₉、t-C₄H₉、c-C₆H₁₂、CH₂＝CH-、H-、C₆H₅-、环己基中的任意一个或几个基团，x+y＝1。上述固化剂是线型的含氢硅油、环形或支化交联的含氢硅树脂，其分子结构中至少包含两个或两个以上的硅氢键(Si-H)；其分子结构式为：