[发明专利]LED芯片粘结用有机硅特种树脂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED技术领域，具体地说，涉及一种LED芯片粘结用有机硅特种树脂的合成方法。

背景技术

发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED ）是一种将电能直接转化为光能的固态半导体器件。由于工作电压低，响应速度快，使用寿命长，具有高效节能，绿色环保等显著特点，已广泛应用于信号指示、显示屏、汽车、景观照明等领域，被誉为21世纪最具发展潜力的绿色照明光源。特别是在资源匮乏能源紧张的今天，LED作为一种新型照明产品，必然是未来发展的趋势，并成为全球争相竞逐的一个新兴产业“制高点”。

随着 LED 向高功率、高亮度发展，散热问题日渐突出，严重影响了 LED 的光输出特性和器件的寿命，已成为大功率 LED 封装必须解决的关键问题。而影响LED散热的因素很多，主要包括LED芯片结构、热界面材料与散热基板材料性能、封装结构与工艺等。其中，芯片与散热基板之间的粘结材料即固晶用热界面材料则扮演着重要的角色，不仅仅是起到固定芯片的作用，还要求具有良好兼耐老化和高导热的特性。目前，市面上所使用的主流固晶材料大部分是以环氧树脂为基材，因为其具有优良的粘结性、耐化学腐蚀性以及机械强度等。但是，在长期使用过程成中发现，环氧体系固晶材料会逐渐出现黄变及黑化现象，导致LED器件的光衰加剧，尤其是对于大功率LED而言，这种问题更加严重，以致不能满足照明用LED可靠性要求。

为了解决这一难题，美国道康宁、日本信越、三友等几家公司分别提出使用有机硅来替代传统环氧固晶材料，他们认为有机硅具有高亮度大功率LED所需的抗紫外光性和热稳定性，从提高LED可靠性的观点来看，其属于最佳的固晶材料。并先后推出高亮度LED用有机硅固晶材料系列产品，如KER-3000-M2、KER-3100-U2、KER-3200-T1、OE-8001、DT-208、DT-301等，其中信越的3000系列产品较佳，受到了业界的广泛关注和接受。目前国内固晶方面的研究仍集中在导电导热环氧领域，对于有机硅芯片粘结材料的报道很少，仅检索到几篇专利CN101775264A、CN101787255A、CN102191012A、CN103571428A 等，其中CN200910251588.7是在道康宁的OE-6630与信越的SCR-1012的基础上通过添加一些导热填料和助剂进行复配改性，CN200910233704.2和CN201310546699.7则是分别在苯基硅树脂中加入各种导热和导电填料，提高有机硅固晶材料的硬度和导热性能。这三篇专利均选用苯基树脂获得高硬度基体，然而由于结构中含有大量的苯基，其存在与环氧一样的耐紫外和抗老化黄变的问题，因此其在大功率LED的应用导致同样的问题。CN201110069207.0采用加成型甲基硅橡胶的基胶，通过加入大量导电填料制备一种单组分无溶剂的固晶胶，其特点是无溶剂挥发，胶层不会产生气孔，操作时间长。而CN201110172354.0设计合成酸酐/环氧基封端的有机硅化合物，然后通过配合促进剂、导电填料及偶联剂制备出耐紫外和耐高温的固晶材料。CN201110327797.2则是在分子结构中引入双马来酰亚胺结构，通过加成固化来提高材料的粘结强度和机械强度。然而，其光学性能高温稳定性方面存在严重缺陷，无法满足高亮度高可靠性LED的应用。目前，国内市场上还尚未发现类似KER-3200-T5、OE-8001的国产化有机硅产品及适合的基体树脂。随着大功率 LED 发光效率逐步提高，其在照明领域的应用逐渐亦成为现实，因此，克服传统环氧固晶胶所存在的问题，开发高可靠性有机硅芯片粘结材料并国产化非常必要和迫切，对于我国功率型LED器件的研制与规模化生产具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED芯片粘结用有机硅特种树脂的合成方法，制作出的有机硅特种树脂，具有高强度和高韧性。

本发明公开的LED芯片粘结用有机硅特种树脂的合成方法所采用的技术方案是：一种LED芯片粘结用有机硅特种树脂的合成方法，包括以下步骤：以三官能团的有机硅氧烷或氯硅烷（X-Si-Y3）为单体，溶解在有机溶剂中，滴加到水中进行水解缩聚反应，制备聚倍半硅氧烷；单官能团有机硅单体与多官能团的有机硅单体中的一种或几种进行反应，制备有机硅树脂；将合成的聚倍半硅氧烷和有机硅树脂进行加热缩合反应，再经过中和、水洗、减压和过滤，得到有机硅特种树脂。