LED封裝領(lǐng)域該如何突圍?

　　中國是全球最大的LED應用市場，但在高端LED等領(lǐng)域發(fā)展相對滯后，產(chǎn)能不足，遠遠不能滿足市場的需求，科銳、飛利浦、歐司朗、京瓷、住友電工、日亞化學等國外品牌廠商長期以來占據(jù)著國內(nèi)高端市場。

　　另外，高端LED材料的核心技術(shù)基本掌握在歐美企業(yè)手中，國內(nèi)企業(yè)大都處于產(chǎn)業(yè)低端，在同國外企業(yè)競爭中難占上風。而且，一些領(lǐng)域同質(zhì)化競爭趨勢開始顯現(xiàn)，以次充好、惡意降價等擾亂市場秩序的現(xiàn)象更進一步削弱了國內(nèi)企業(yè)的市場競爭能力，從而限制了國內(nèi)LED材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

　　LED封裝材料的不斷發(fā)展帶動了相應封裝技術(shù)的不斷提升。封裝材料對LED芯片的功能發(fā)揮具有重要的影響，散熱不暢或出光率低均會導致芯片的功能失效，故封裝材料必須具備熱導率高、透光率高、耐熱性好及耐UV（紫外光）屏蔽佳等特性。隨著白光LED的快速發(fā)展，外層封裝材料必須在可見光范圍內(nèi)保持高透明性，并對紫外可見光具有較好的吸收（以防止紫外可見光的輻射） 。

　　傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂（EP）具有易變黃、內(nèi)應力大及熱穩(wěn)定性差等缺點，故其不能滿足白光LED的封裝要求，取而代之的是性能優(yōu)異的有機硅材料。有機硅封裝材料因其結(jié)構(gòu)同時兼有有機基團和無機基團，故其具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐水性及透光性，并且已成為國內(nèi)外LED封裝材料的重點研究方向；然而，有機硅仍存在著某些缺點（如耐UV老化性欠佳、熱導率低等）。近年來，國內(nèi)外研究者采用納米技術(shù)對有機硅進行改性研究，并受到廣泛關(guān)注。

　　1、POSS改性EP封裝材料

　　EP是指分子中含有2個或2個以上活性環(huán)氧基的高分子化合物，能與胺、酸酐和PF（酚醛樹脂）等發(fā)生交聯(lián)反應，形成不溶且具有三維網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物 。因此，EP具有優(yōu)異的粘接性、良好的密封性和低成本等優(yōu)點，是LED和集成電路等封裝用主要材料。然而，隨著科技的快速發(fā)展，對封裝材料的性能要求也越來越高，傳統(tǒng)的EP封裝材料存在著老化速率快、易變色及材料易脆等弊病，故改性EP封裝材料勢在必行。

　　POSS是由硅、氧元素構(gòu)成的無機內(nèi)核和有機外圍基團組成的、具有三維立體結(jié)構(gòu)和含有機—無機雜化納米籠形結(jié)構(gòu)的化合物。與傳統(tǒng)無機納米粒子相比，POSS因分子結(jié)構(gòu)特殊而具有良好的耐熱性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及熱力學性能，并且POSS分子結(jié)構(gòu)還可根據(jù)需要進行“裁剪”與“組裝”。因此，采用POSS 改性EP，可克服傳統(tǒng)EP封裝材料的缺點。

　　Xiao等首先合成了（3-氧化縮水甘油丙基）二甲基硅氧基POSS和乙烯基環(huán)氧環(huán)己烷二甲基硅氧基POSS，再與4，4’-二苯基甲烷和四甲基鄰苯二甲酸混合后，制成相應的雜化材料。研究表明：隨著同化溫度的不斷升高，POSS改性EP的硬度逐漸降低；雖然在低溫時復合材料的熱膨脹系數(shù)大于雙酚A型 EP（DGEBA），但其膨脹系數(shù)對溫度的依賴性較小，并且其熱膨脹系數(shù)仍然較低，從而能有效改善光穩(wěn)定性及耐熱性。

　　Fu等采用含巰丙基的POSS改性EP。研究表明：雖然改性EP的Tg（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）有明顯降低，但EP的高溫光穩(wěn)定性、耐熱性和耐UV老化性明顯提高。

　　周利寅等以g-（2，3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷為基礎(chǔ)，采用水解縮聚法制備了與DGEBA相容性較好的環(huán)氧倍半硅氧烷（SSQ-EP）；然后將 SSQ-EP與DGEBA進行雜化，改善了DGEBA耐熱性差、易黃變等缺點，并能使DGEBA/SSQ-EP雜化材料保持較高的透光率。研究表明：當 m（DGEBA）：m（SSQ-EP）=1：1時，雜化材料的綜合性能相對最佳（其折射率為1.51、透光率為92.07％且耐熱老化性優(yōu)異）。

　　黎學明等將EP與含有環(huán)氧基的POSS交聯(lián)、雜化，制備了環(huán)氧聚有機硅倍半硅氧烷（EP/POSS）雜化材料。研究表明：POSS與EP在UV固化過程中經(jīng)快速原位雜化后形成雜化材料，獲得的環(huán)氧聚有機硅倍半硅氧烷雜化材料具有透光率高、熱膨脹系數(shù)小及耐UV老化性好等優(yōu)點，克服了LED用EP材料柔性差、有機硅改性EP需高溫固化等缺點，適用于LED的封裝。