LED封装领域该如何突围?

Kim等以乙烯基三甲氧基硅烷和二苯基二羟基硅烷等为原料，采用溶胶—凝胶缩合法制备了含氢低聚树脂（混有含苯基和乙烯基的低聚硅氧烷）。研究表明：提纯后的苯基硅树脂在固化反应中表现出低收缩率和高透明度，并且在440℃左右保持良好的热稳定性、较高的折射率，适合作为LED用有机硅封装材料。

　　张伟等将乙烯基苯基硅油和含氢硅树脂、乙烯基硅树脂按比例混合后，在铂催化剂作用下进行固化，形成LED封装用有机硅树脂材料。研究表明：该材料具有折射率高（大于1.54）、透明度好、耐热性及热冲击稳定性能优异等特点，适用于LED封装用有机硅树脂材料。

　　加成型液体硅橡胶封装材料是以含乙烯基的线型聚硅氧烷为基础聚合物、乙烯基硅树脂为补强填料和含氢硅油为交联剂，采用共混法制成的。

　　Tabei等采用氯硅烷共水解缩合工艺制得乙烯基硅树脂，然后将其与含苯基硅氧链节的含氢硅油在铂催化剂作用下硫化成型，获得LED用封装材料。该材料的折射率高（可达1.50）、UV对其透光率影响较小（辐射500 h后，由95％降至92％）。

　　Miyosh向甲基苯基含氢硅油和乙烯基硅树脂中加入气相白炭黑、导热填料和阻燃剂等，在120～180℃时固化30～180 min后，所得材料的性能优异（折射率高达1.51；经400 nm波长光源辐射100 h后，透光率从95％降至92％，照射500 h后仍为92％）。

　　邵倩等将甲基苯基环硅氧烷（DnMe，Ph）与四甲基环四硅氧烷（D4H）进行开环共聚，制备了可用于LED封装材料的交联剂含氢硅油，其中开环共聚是通过向DnMe，Ph 中加入三氟丙基环三硅氧烷后完成的。研究表明：在乙烯基硅油分子链中引入三氟甲基硅氧链节，降低了乙烯基硅油的表面张力，有利于封装材料的真空脱泡，并可大幅提高其折射率。

　　徐晓秋等以四甲基氢氧化铵的硅醇盐作为催化剂，在100℃时催化DnMe，Ph 与八甲基环四硅氧烷和l，3，5，7-四甲基-1，3，5，7-四乙烯基环四硅氧烷等单体进行开环聚合反应，制得了折射率大于1.51的透明PDMS- PMPS-PMViS（聚二甲基-甲基苯基-甲基乙烯基共聚物）。研究表明：以该聚合物为基体配制而成的胶料，具有较高的折射率及透光率，是LED用良好的封装材料。

　　3、有机硅纳米复合封装材料

　　纯有机硅材料作为封装材料存在折射率低、低表面能所导致的与基材粘接力差等问题，不能完全满足高性能LED封装材料的使用要求。纳米材料技术是21世纪新型材料发展的核心。纳米材料具有尺寸小、表面无配对原子等特性，非常容易与高分子基体发生理化作用。采用纳米技术可赋予有机硅纳米复合封装材料较高的折射率、较好的抗UV辐射性和综合性能等，因而已成为国内外研究的发展方向。常用的与封装材料复合的纳米材料有CeO2（氧化铈）、TiO2（氧化钛）和 ZnO（氧化锌）等。

　　Basin等在LED有机硅封装材料中加入了纳米级TiO2和纳米ZrO2：（二氧化锆），进行有机硅纳米复合。研究表明：该封装材料的折射率、热稳定性、耐UV辐射性、拉伸强度和弹性模量等都明显提高；当W（TiO2和ZrO2）=3％～5％（相对封装材料总质量而言）时，LED的发光效率可提高 5％。然而，该试验中要实现纳米粒子的高分散性是比较困难的。

　　为满足LED有机硅封装材料良好的抗UV辐射性能，纳米CeO2是新型高效抗UV辐射的最佳材料之选。韩英在封装材料的研究过程中引入了经钙修饰过的纳米 CeO2，并对其结构和性能进行了分析。研究表明：随着纳米CeO2在有机硅树脂中掺量的不断增加，LED封装材料的发光效率有明显变化（出现升—降—升的趋势）；当w（CeO2）=0.12％时，发光趋于稳定，在UV照射下几乎不变（说明CeO2纳米颗粒起到了抗UV辐射性的作用）。然而，试验过程中无机纳米粉体与有机硅树脂的相容性较差，常用的硅烷偶联剂处理纳米粉体的方法存在一些弊端。

　　纳米ZnO对UV有很强的吸收和散射作用，是优异的UV屏蔽剂，并且具有无毒、高光热稳定性等优点，可提高有机硅的耐UV老化性能及热导率，延长LED的使用寿命。孙玉萍采用硅烷偶联剂（KH-570）对纳米ZnO与有机硅树脂进行复合，并进行了性能检测。研究表明：纳米ZnO的粒径大小对复合材料的介电常数影响不大，但随着纳米ZnO掺量及粒径的增加，纳米复合材料的热导率、UV屏蔽率呈增大趋势；当W（ZnO）=0.15％ 、平均粒径为（46±0.4）nm时，纳米复合材料的热导率为0.649 W／（m·K）为纯有机硅树脂的1.7倍，适用于大功率LED的封装。

　　4、结论

（1）作为LED封装材料，普通EP的缺陷决定其已不能满足封装材料的使用要求，故对该EP的改性势在必行。POSS分子既具有纳