貼片式LED(SMD)用液體硅樹脂的制備
出處:djtloveic 發(fā)布于:2012-12-28 09:49:32
作為照明工具的先驅(qū),白熾燈逐漸被新一代照明工具發(fā)光二極管(LED)取代,正逐步淡出人們的生活。過去幾年來,LED的顏色種類、亮度和功率都發(fā)生了極大變化。作為新型高效固體光源,LED具有體積小、節(jié)能、環(huán)保等顯著優(yōu)點,因此被廣泛用于指示燈、顯示屏和背光源等方面,發(fā)揮著傳統(tǒng)光源無可比擬的作用;然而到目前為止,它們還未能在家庭和公共照明領(lǐng)域充分發(fā)揮作用。有機硅材料憑借其優(yōu)異的性能正在為LED照明工具走進千家萬戶奠定基礎(chǔ)。
LED是一種發(fā)光半導(dǎo)體材料,是能直接將電能轉(zhuǎn)變成光能的發(fā)光顯示器件。LED的心臟是一個半導(dǎo)體晶片,通電即可發(fā)光。光源可以通過聚光透鏡或發(fā)散光透鏡來控制,透鏡通常由硅橡膠/硅樹脂、塑料、玻璃等材料制成。LED由于具有容易控制、低壓直流驅(qū)動、耗能少、穩(wěn)定性高、響應(yīng)時間短、多色發(fā)光等優(yōu)點,因此被廣泛應(yīng)用于屏幕顯示系統(tǒng)、指示燈,手機或數(shù)碼產(chǎn)品背光源等領(lǐng)域,在景觀照明、室內(nèi)裝飾燈、汽車車燈、地礦燈等方面的應(yīng)用也得到了積極的發(fā)展;但LED在功率性照明領(lǐng)域的使用還不成熟。目前,LED的封裝材料主要是環(huán)氧樹脂;但其耐熱、耐光性不足,受熱容易變黃,不能滿足高亮度發(fā)光二極管(大功率LED)的封裝要求。有機硅材料的光學(xué)性能好、透光率在90%以上,耐候、耐熱、高溫環(huán)境下不發(fā)黃,能吸引沖擊,粘接性好,柔軟,環(huán)保,因此正在逐漸取代環(huán)氧樹脂成為LED的主要粘接、封裝、涂層和光學(xué)材料。有機硅材料應(yīng)用于LED生產(chǎn)領(lǐng)域,無疑成為推動LED照明發(fā)展的重要因素。
1、 主要原料及儀器
四甲基二乙烯基二硅氧烷、乙烯基環(huán)體:寧波市恒昌新材料有限公司;八甲基環(huán)四硅氧烷(D4): KF-994,信越化學(xué)工業(yè)株式會社;含氫硅油:KF-99,信越化學(xué)工業(yè)株式會社;四甲基氫氧化銨:北京朝福試驗化工廠;四甲基二氫基二硅氧烷:嘉興聯(lián)合化學(xué)有限公司;六甲基二硅氧烷(MM):浙江新安化工集團股份有限公司;水玻璃:SiO2質(zhì)量分數(shù)為17.8%,SiO2/Na2O的質(zhì)量比為3.37,佛山市南海區(qū)大瀝中發(fā)水玻璃廠;乙烯基硅油:500 mPa.s, 乙烯基摩爾分數(shù)0.9%;抑制劑乙炔環(huán)己醇:安徽裕虹有機硅材料有限公司;鉑金絡(luò)合物:自制[1];對比實驗用光電封裝用硅橡膠 :KER-2500、OE-6636、IVS4542,分別為信越化學(xué)工業(yè)株式會社、道康寧公司、邁圖公司;功率型LED:3528型,香港真明麗集團公司。
強力電動攪拌器:JBD-90型,上海標本模具廠; 旋轉(zhuǎn)式黏度計:NDJ-79型,同濟大學(xué)機電廠; 轉(zhuǎn)子黏度計:NDJ-1型,上海金科儀器設(shè)備廠;電光分析天平:TG-380B,上海試驗儀器廠;三輥研磨機:SY-150,常州八方機械廠;拉力試驗機:GT-7010-AE,高鐵(東莞)檢測儀器有限公司; 沖片機:GT-7016-A,高鐵(東莞)檢測儀器有限公司;硬度計:LX-A,上海橡膠試驗廠;晶片:CB10G02隆達6G,臺灣隆達電子有限公司;支架:半鍍,真明麗公司;熒光粉:優(yōu)彩UC460-B,上海躍龍新材料股份有限公司。
電熱鍋:2 L,江蘇建湖實驗儀器設(shè)備廠;水浴槽:型號GH-10,廣州化玻儀器供應(yīng)站;行星攪拌機:2 L,佛山市金銀河機械設(shè)備有限公司:顯微鏡:型號 XHC-SE,東莞邁特光學(xué)儀器儀表有限公司; 大功率點亮器:TC-CSP06深圳眾和鑫科技有限公司; 恒溫恒濕機: MHU-408CASA,深圳眾和鑫科技有限公司;冷熱沖擊機:TS-T2CATT,東莞市宏展儀器有限公司;推拉力實驗機:AEF-10, 深圳市偉創(chuàng)科儀精密儀器有限公司;LED光電綜合測試儀:型號ZW-900,杭州中為光電技術(shù)有限公司;大功率老化設(shè)備:HP600,杭州中創(chuàng)電子有限公司;SMT貼片機:XHF-5100,沃特世科技(上海)有限公司;全自動點膠機:SEC-3030A,深圳世椿自動化設(shè)備有限公司。
2、 加成型雙組分液體硅樹脂的制備
2.1 乙烯基硅油的合成
將D4、四甲基二乙烯基二硅氧烷、乙烯基環(huán)體按100:0.43:0.12的質(zhì)量比加入三口燒瓶中,升溫至60~70 ℃,抽真空脫水1 h;去掉真空,加入四甲基氫氧化銨催化劑,升溫至110~115 ℃,攪拌聚合2 h;當物料黏度基本不變時迅速將物料升溫到190~200 ℃,恒溫破媒1 h后,抽真空脫除低分子,得到外觀無色透明、黏度為5000 mPa.s,乙烯基摩爾分數(shù)0.4%的乙烯基硅油。
2.2 端含氫硅油的制取
將D4、四甲基二氫基二硅氧烷、KF-99、酸性陽離子樹脂按100:2:100:3的質(zhì)量比投入三口燒瓶中,控制溫度在65~70 ℃,攪拌回流2 h;而后升溫至115~120℃,繼續(xù)攪拌聚合3 h;反應(yīng)結(jié)束后過濾,將濾液再投入三口燒瓶中,120 ℃減壓脫除低分子,得到分子通式為H(CH3)2SiO〔(CH3)2Si0〕m〔H(CH3)si0〕nSi(CH3)2H、黏度25 mPa?s、活性氫含質(zhì)量分數(shù)為0.8%的含氫硅油。
2.3 乙烯基MQ樹脂的合成
先將1 220 mL濃度為35%~38%的鹽酸加入反應(yīng)器中,再將1 800 g水玻璃用1 900 g水稀釋;在快速攪拌下將水玻璃稀釋液注入反應(yīng)器中,再加入由126 g四甲基二乙烯基二硅氧烷、148 g MM和1980 g乙醇組成的混合溶液,在50~60 ℃攪拌反應(yīng)30 min;加入3 000 g MM作稀釋劑,繼續(xù)反應(yīng)1 h;靜置分層,除去下層的稀鹽酸乙醇溶液。上層樹脂溶液在攪拌下加入300 g濃硫酸,在室溫下攪拌反應(yīng)2 h;然后分出硫酸,用水洗至中性,再經(jīng)無水氯化鈣干燥后,蒸出MM,制得化學(xué)通式為[(CH3)3SiO0.5]a[(CH2=CH)(CH3)2SiO0.5]b[SiO2]c(式中,a+b/c=0.7)、乙烯基摩爾分數(shù)為2.5%~3.0%、無色透明的乙烯基MQ硅樹脂。
2.4 含氫MQ樹脂的合成
先將1 220 mL濃度為35%~38%的鹽酸加入反應(yīng)器中,再將1 800 g水玻璃用1 900 g水稀釋;然后在快速攪拌下將水玻璃稀釋液注入反應(yīng)器中,再加入由120 g四甲基二氫基二硅氧烷、148 g MM和1980 g乙醇組成的混合溶液,在50~60 ℃攪拌反應(yīng)30 min;加入3 000 g MM作稀釋劑,繼續(xù)反應(yīng)1h;靜置分層,除去下層的稀鹽酸乙醇溶液。上層樹脂溶液在攪拌下加入300 g濃硫酸,在室溫下攪拌反應(yīng)2 h;然后分出硫酸,用水洗至中性,再經(jīng)無水氯化鈣干燥后,蒸出MM,制得化學(xué)通式為(Me3SiO0.5)a(HMe2SiO0.5)b(SiO2)c、無色透明的含氫MQ硅樹脂。
2.5加成型雙組分液體硅樹脂的配制
膠料的制備工藝見圖1。

2.6 液體硅樹脂的應(yīng)用工藝
首先稱取加成型雙組分液體硅樹脂A、B組分各50 g,混合攪拌均勻,抽真空30 min排除汽泡;通過自動點膠機點膠于LED 3528支架,放置80 ℃烤箱烘烤1 h,再于150 ℃烘烤2 h;烘烤結(jié)束后冷卻1 h,用于信賴度測試。
更多來源
| http://m.58mhw.cn/product/infomation/855419/2012122112440356.html |
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