LED手電（diàn）筒的（de）電路芯片矽膠封裝知識（shí）解（jiě）析

封裝用（yòng）有機矽材料的發展

　　有機（jī）矽材料主鏈（liàn）為Si—O—Si鍵，側鏈連接不（bú）同的功能性基團（tuán），整個分子（zǐ）鏈（liàn）呈螺（luó）旋狀，這種（zhǒng）特（tè）殊的雜鏈分子結構賦予其許多優異性能：耐低溫（wēn）陛能、熱穩定性和耐候性優良，工作溫（wēn）度範圍較寬(﹣50—250℃)、具有良好的疏水性和極弱的吸濕性(<0.2％)，可（kě）以有效阻止溶液和濕氣侵入內部，從而提（tí）高LED的使用（yòng）壽（shòu）命。有機矽（guī）材料除了上述特點，還（hái）具有透光率高、耐（nài）紫外光強等優點，且透光率和折射率可以通過（guò）苯（běn）基與有機基團的比值來調節，其性能明（míng）顯優於環氧樹（shù）脂，是理想的LED封裝材料。

　　隨著功率型LED的發（fā）展（zhǎn），環氧樹脂已不能滿足要（yào）求，但其作為（wéi）LED封裝材料具有良好的粘接性能、介（jiè）電性能（néng），且價格低廉、操作簡便，鑒於有機（jī）矽材（cái）料性能上的優點及降低成本上的考慮，通過物理共（gòng）混和化學共聚的方法使有（yǒu）機矽改性環氧樹脂成（chéng）為眾多研究方向。通（tōng）過有機矽（guī）材料（liào）增韌改性環氧樹（shù）脂可以（yǐ）改善其分子鏈（liàn）的柔性，降低其內應力，進而改善開裂問題；利用有機矽的良好耐熱性和強耐紫（zǐ）外光特性進行改性以提高環氧樹脂的耐老化性、差耐熱性（xìng）、耐紫外光等問題。

　Part 2

　　封裝用有機矽材料的關鍵（jiàn）技術

　　2.1 高折射率

　　LED封（fēng）裝技術的最（zuì）大挑戰就是提（tí）高LED芯片到空（kōng）氣（qì）的光取出率，根據斯（sī）涅耳方程：

　　式中，i為芯片（piàn）和封裝材（cái）料界麵的（de）光學臨界角，n1為封（fēng）裝材料的折（shé）射率，n2為LED芯片的折射率，η0為光取出率。從公式(1)、(2)可以看出，隻有當n1和n2的差越小，i越接近180？，光取出率越大。因此功率型LED器件封裝材料對折射率有很高的要求，需>1.5。

　　折射（shè）率nd可由Lorentz-Lorentz方程表示：

　　式中，nd為折（shé）射率，RLL為摩爾折射（shè）度，V為摩爾體積。從（cóng）式(3)可以看（kàn）出，折射率與摩爾折射度成正比，分子摩爾體積成反比。摩爾（ěr）折射（shè）度具有加和性，因（yīn）此，在分子鏈中引入摩爾折射度和分子體積（jī）比值較大（dà）的原子或基團可以提高聚合物的折射（shè）率，常見原子的折射度及形成化（huà）學鍵時的折射度增量見表1。

　　由表1可知，鹵素的折射度增量較大，但是引入鹵素會使有機矽材料的密度增大，耐候性差，易黃（huáng）變，因此可通過引入苯、硫、氮等基團來提高有機矽材料的折射率，但是，Liu Jingang等指出引入芳香基團、硫（liú）原子、除（chú）氟外的鹵素（sù）原子以及金屬有機化合物，其最高折射（shè）率很難超（chāo）過1.8。由於苯環具有較高的摩爾（ěr）折射度和（hé）相對較小的分子（zǐ）體積，因此，高折射率封裝材料（liào）以苯基型有機矽材料為主，折射率在1.40～1.7內變化，也是（shì）目前研究最成（chéng）熟的方法（fǎ）之一。有研究表明：苯基質量分（fèn）數（shù）越大，有機矽封裝材料的折射率越高，同時還使材料的收縮率降（jiàng）低（dī）、耐冷熱循環衝擊性能提高，苯基質量分數為40％時矽材料的折射率為1.51，苯基含量（liàng）為50％時折射率>1.54，全苯基時折（shé）射率達1.57；然而，當苯基含量過高(超過50％)時，封裝（zhuāng）材料的透光（guāng）率會下降，熱塑性太大而使產品失去使用價值，當W苯基=20％-40％時，產物（wù）的綜合性能相對最好。