[發明專利]納米SiO2改性的COB-LED灌封用透明有機硅膠的制備方法

無效

• 申請號: 201210337400.2
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102876282A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 賀英;邱細妹;施周;蔡計杰;潘照東;張瑤斐;王均安
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C09J183/06
• 分類號: C09J183/06;C09J11/04;C09C1/28;C09C3/12;H01L33/56
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明涉及一種納米SiO₂改性的COB-LED（Chip?on?Board，板上芯片封裝）灌封用透明有機硅膠的制備方法，屬于COB-LED光源模板封裝膠技術領域。

背景技術

半導體LED因在照明方面具有壽命長、高效節能、綠色環保等特點，LED作為新型照明光源替代傳統照明光源具有相當大的潛力，是解決目前能源危機的有效途徑之一。隨著功率型白光LED制造技術的不斷完善，其發光效率、亮度和功率都有大幅度提高。因此，LED封裝材料開始面臨巨大的挑戰，制備出具有高光折射率，高耐紫外能力和耐熱老化能力，低應力，高熱導率的封裝材料，有望提高照明器件的光輸出功率和使用壽命。有數據顯示，LED光源比白熾燈節電87%、比熒光燈節電50%，而壽命比白熾燈長20～30倍、比熒光燈長10倍。LED光源因具有節能、環保、長壽命、安全、響應快、體積小、色彩豐富、可控等一系列獨特優點，被認為是節電降能耗的最佳實現途徑。COB封裝是一種芯片直接貼裝技術，是將裸芯片直接粘貼在印刷電路板上，然后進行引線鍵合，再用有機膠將芯片和引線包封保護的工藝。COB-LED光源具有高效率、低損耗、長壽命、光色純、耐振動、響應速度快等優勢。當LED面光源采用COB工藝生產時，摒棄了草帽管和貼片燈珠的金屬支架封裝模式，可直接將芯片貼裝在導熱性能極佳的金屬基板上，散熱效率比燈珠式LED光源提高幾十倍，將大幅度降低LED光源的光衰，有效保證LED燈具的使用壽命。LED面光源是整面封裝，先進的工藝將完美的解決LED燈珠色光不均的問題，整面出光，光照均光效果好，是未來室內照明用節能光源的不二之選。

一般來講，LED的封裝材料有如下幾種：環氧樹脂、硅膠、硅樹脂。但是結合目前市場主流的三種LED封裝材料來看，環氧樹脂封裝材料雖然在透光性和成本上具有優勢，但是在亮度衰減、抗UV、耐熱等方面略顯不足。硅樹脂在耐熱、抗UV和亮度衰減等方面的性能比環氧樹脂要強，且和環氧樹脂結合得較好無界面問題，比較適合用在白光和一些低衰減要求的封裝上（如顯示屏、線路板、接線盒等），但不足之處是不適合用在大于0.5W以上的高功率產品上，價格相對也較為昂貴。硅膠相對前兩者來說，在抗UV、耐熱和亮度衰減上有較大的優勢，特別適合用在大功率LED產品和部分低衰減及白光產品上，但缺點是結合力較差，和環氧結合容易產生界面問題，易吸濕，防塵性較差。

在高溫環境下，封裝材料可能引起碳化，在器件表面形成褐色覆蓋層，致使器件失效。本研究將聚合物與無機納米粒子復合，可使復合材料既具有聚合物的易加工和抗沖擊性，又具有無機材料的高導熱和耐摩擦等特性。向聚硅氧烷產品中加入耐熱添加劑是一種既實用又簡便的方法，納米二氧化硅是無色有機硅高聚物體系中應用最普遍的一種填料。本發明采用納米二氧化硅作填料，對有機硅膠起到了增稠、觸變、補強、增加機械強度，同時達到高光澤、高透明性、高塑性成型等效果。該膠黏劑具有優異的耐高低溫、耐老化、透明度高，成型性好，固化條件溫和等優點。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種納米SiO₂改性的COB-LED灌封用有機硅膠的制備方法，最終得到固化的納米SiO₂改性的高亮度、大功率COB-LED用有機硅封裝膠。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種納米SiO₂改性的COB-LED灌封用透明有機硅膠的制備方法，具體步驟如下：

a.?表面處理劑溶液的配制：將一定量的表面處理劑，即硅烷偶聯劑溶解于適量的有機溶劑中，表面處理劑為γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的任一種；有機溶劑為甲苯、苯、乙醇中的任一種，其體積比為1：（1.0～10.0）；

b.?納米SiO₂的改性處理：將一定量的納米SiO₂與上述的表面處理劑溶液混合；納米SiO₂與表面處理劑即硅烷偶聯劑的質量配比為100?：（0.01～1.00）；在不斷攪拌下于110～130℃溫度下加熱回流3～6?h；然后冷卻，并在烘箱中干燥，以揮發掉剩下的有機小分子物質；