[发明专利]一种高折光率功率型LED封装有机硅

说明书

技术领域

本发明涉及有机硅高分子材料制备领域，更具体地，涉及一种用于LED灯具封装的大功率高折光指数封装硅胶及其制备方法。

背景技术

随着标示性LED灯具日趋普及，用于LED芯片封装材料的研发与生产也引起了企业的广泛关注。近年来，透光率高、耐紫外性能好、耐高低温性能好及强度高等物理和光学性能优良的有机硅材料逐渐取代了早期广泛使用的易于黄变、耐高低温性差和耐候性差的环氧树脂封装材料，这种转变基本满足了标示性LED封装要求。但是随着LED发展步入大功率型普通照明灯具领域，对芯片封装材料提出了更高的要求。

    功率型LED通常需要满足两个要求：一是要确保在大电流、高低温及强紫外条件下芯片工作的稳定性；二是要采用光学性能优良的封装材料来提高芯片的取光效率。为了满足上述要求，除了采用先进的倒装封装工艺以外，更重要的是开发新型导热、导电及光学性能好的封装材料。

    当前功率型LED的封装材料以甲基苯基有机硅树脂为主。高甲基含量有机硅树脂的热塑性好，但该型材料的折光指数通常较低，一般要低于1.5；提高有机硅树脂中苯基的含量可以提高折光指数，但高苯基有机硅树脂的塑性太大，耐冷热循环冲击性能差，调控苯基含量可以制备出粘接性能好的有机硅封装材料，但是取光效率不能得到显著改善，原因在于芯片与有机硅封装材料的折光指数差异较大。芯片的折光指数通常比较高（如GaN的折光指数为2.3左右），而目前市场上用于封装的有机硅材料的折光指数基本在1.58以下，因此在芯片与封装材料界面容易发生全反射现象，造成大量的光损失。如果采用以芯片的折光指数相当的有机硅封装材料，取光效率会大幅度提高。以GaN芯片的LED灯具为例，如果有机硅封装材料的折光指数从1.5提高1.6，取光效率将提高20%。由此可见，开发高折光指数、高透光率及物化性能和力学性能优良的封装材料尤为重要。

有文献资料报道在有机硅树脂中添加折光指数高的无机氧化物粒子（如TiO2等），不仅可以提高材料的折光指数，而且可以显著改善材料的耐紫外性能及综合性能。随之而来的问题是透光率降低以及氧化物粒子的分散性问题，都尚待研究解决。

    虽然国内外许多企业与机构围绕高折光指数的有机硅进行了深入研究（如中国专利CN201210294172.5报道的折光指数为1.57），但与国外著名封装企业相比仍有很大差距，而且国内企业生产的LED高折光率有机硅封装材料市场占有份额很小，几乎被国外企业所垄断。更为重要的是折光指数大于1.57的有机硅封装材料鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐折光指数大于1.57、高透光率、耐热耐紫外的高强度有机硅封装材料，可以满足大功率LED的封装要求。

    本发明首先提供一种高折光率功率型LED封装有机硅，由A组分和B组分按重量比为1: 1～1: 20配制而成，其中，按重量份计，A组分包括甲基苯基乙烯基聚硅氧烷100份，苯基硅油1～60份，金属氧化物-有机配位组合物1～75份，固化催化剂0.3～2份，功能性填料1～20份；按重量份计，B组分包括甲基苯基乙烯基聚硅氧烷100份，甲基苯基含氢硅油5～30份，金属氧化物-有机配位组合物1～75份，抑制剂0.01～5份，光稳定剂1～10份，

所述的甲基苯基乙烯基聚硅氧烷结构式如下：

CH₂=CH-Si(CH₃)₂-[O-Si(CH₃)₂]_a-[O-SiPh₂]_b-[O-Si(CH₃)(CH=CH₂)]_c-O-Si(CH₃)₂-CH=CH₂，式中，a为5～400, b为5～300, c为2～100，

所述的甲基苯基聚氢基硅氧烷结构式如下：

(CH₃)₃-[O-Si(CH₃)₂]_x-[O-SiPh₂]_y-[O-SiH(CH₃)]_z-O-Si(CH₃)₃，式中，x为5～300, y为5～200, z为1～50，

所述的金属氧化物-有机配位组合物中的金属为钛、锆或镧系稀土元素中的一种或几种。