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Portuguese Derzeit umfassen die häufig genutzten Verkapselungsmaterialien für LED-Elektronikkomponenten hauptsächlich Epoxidharz, Silikon und andere Materialien mit hoher Transparenz. Epoxidharz hat sich dank seiner hervorragenden Haftungseigenschaften, elektrischen Isolierfähigkeit, dielektrischen Leistung, niedrigen Kosten und einfachen Formbarkeit zum Hauptmaterial für die Verkapselung von Niedrigleistungs-LEDs entwickelt. Für Hochleistungs-LEDs und Leiterplatten jedoch beeinträchtigen angeborene Defizite wie starke Feuchtigkeitsaufnahme, leichte Alterung, geringe Hitzebeständigkeit und Stoßfestigkeit von Epoxidharz direkt die Lebensdauer der LED, und die Verfärbung unter hohen Temperaturen und kurzwelligem Licht wirkt sich unmittelbar auf die Lichtausbeute aus. Es erfüllt bei weitem nicht die Anforderungen an Verkapselungsmaterialien in Bezug auf einen hohen Brechungsindex, niedrige Spannungen und hohe Temperaturbeständigkeit und ist somit nicht als Material für die Verkapselung von Hochleistungs-LEDs geeignet.
Hochleistungs-Silikon-Verguss- compounds und Verkapselungs- materialien verfügen über eine Reihe exzellenter Eigenschaften, wie etwa hohe Lichtdurchlässigkeit, geringe innere Spannung, ausgezeichnete Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit, Feuchtigkeitsisolierung, Beständigkeit gegen UV- und Ozonalterung, gute Hydrophobizität und elektrische Isolierfähigkeit, und haben sich weitgehend als ideale Wahl für LED-Verguss- und Verkapselungsanwendungen etabliert.
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Leistungsanforderungen von LEDs Verguss Materialien
Unterschiedliche Vergussformen erfordern unterschiedliche Materialien. In den letzten Jahren entwickeln sich LEDs in Richtung hoher Leistung, hoher Energieeffizienz, hoher Helligkeit und hoher Zuverlässigkeit. Dies stellt höhere Anforderungen an die optischen Eigenschaften, mechanischen Eigenschaften, Alterungsbeständigkeit und Verarbeitungseigenschaften von Silikon-Verguss- und -Verkapselungsmaterialien. Gute optische Eigenschaften gewährleisten eine effektivere LED-Lichtabgabe, während gute mechanische und Haftungseigenschaften die LED-Chip-empfindlichen Komponenten besser schützen. Gute Alterungsbeständigkeit verlängert die Lebensdauer der LED, und gute Verarbeitungseigenschaften können die Effizienz des Vergussverbunds verbessern.
Eigenschaften von Silikonmaterialien
Silikonmaterialien sind Polymere mit der Si-O-Si-Bindung als Hauptkette und Seitenketten, die über Siliziumatome mit verschiedenen organischen Gruppen verbunden sind.
Silikonmaterialien besitzen sowohl die Merkmale organischer Polymere als auch anorganischer Materialien, mit hoher Bindungsenergie (452 KJ/mol), großer Bindungslänge (0,165 nm), Bindungswinkel (109) der Si-O-Bindung, geringer Rotationshindernis der Si-O-Bindung und gute Flexibilität der Kettensegmente, sowie guter Wärmeleitfähigkeit.
Diese inhärenten Eigenschaften verleihen Silikonkautschukmaterialien eine Reihe hervorragender chemischer Beständigkeitseigenschaften zum Schutz elektrischer Komponenten: ausgezeichnete Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit, die einen Einsatz im Temperaturbereich von -50°C bis 250°C ermöglicht; hervorragende Alterungsbeständigkeit (Hitzebeständigkeit, UV-Beständigkeit, Ozonbeständigkeit) mit mehreren Jahrzehnten Lebensdauer in natürlicher Umgebung; gute Hydrophobie mit einer Oberflächenenergie von nur 21-22 mN/m²; hohe Lichtdurchlässigkeit und sehr geringe innere Spannungen; ausgezeichnete elektrische Isolierung für Kühlkörper-Dichtungsanwendungen, gute Flexibilität für Vibrationsisolierungsanwendungen usw.
Welche Klassifizierung gibt es für Silikonverkapselungsmaterialien? mWerkstoffe
Silikonverkapselungsmaterialien lassen sich nach ihrem Verwendungszweck in zwei Kategorien einteilen: solche mit niedrigem Brechungsindex und solche mit hohem Brechungsindex. Bei einigen speziellen Anwendungen gibt es auch Produkte mit mittlerem Brechungsindex dazwischen.
Der Brechungsindex von Verkapselungsmaterialien mit niedrigem Brechungsindex liegt bei 1,40 bis 1,45, wobei es sich meist um Silikonmethyl-Verkapselungsmaterialien handelt. Der Brechungsindex von Silikonverpackungsmaterialien mit hohem Brechungsindex liegt bei 1,50 bis 1,55, wobei es sich meist um Phenylsilikon-Verpackungsmaterialien handelt.
Aufgrund des großen Unterschieds zwischen dem Brechungsindex des Silikonverpackungsklebers mit niedrigem Brechungsindex und dem Brechungsindex des Chips wird jedoch ein Teil des Lichts vollständig in den Chip zurückreflektiert, was den Lichtaustritt beeinträchtigt.
Derzeit ist die Herstellung von phenylhaltigem Vinylpolysiloxan und wasserstoffhaltigem Polysiloxan, um hochbrechende Verkapselungsmaterialien zu erhalten, eine der ausgereifteren und weit verbreiteteten Methoden. Silikon-Hochbrechungs-Verkapselungsmaterialien verwenden in der Regel ein Zweikomponenten-Additionsvernetzungssystem.
Was ist das Härtungsprinzip von Silikon-Verkapselungsmittel?
Grundsätzlich basiert das Vernetzungsprinzip von Silikonverkapselungsmaterialien auf der Verwendung von Vinylsilikonharz oder Silikonöl als Grundmasse, Si-H-haltigem Silanoligomer als Vernetzungsmittel und Platin-Komplex als Katalysator, um das Verkapselungs-Elastomer widerstandsfähig gegen Bewitterung, hohe oder niedrige Temperaturen, thermischen Schock usw. zu machen. Die Additionsvernetzungs-Reaktion bei Raumtemperatur findet zwischen Si-CH=CH2 und Si-H des Silikonpolymers unter Wirkung des Katalysators statt.
Was ist die Zusammensetzung von Silikon-Verkapselungsmittel?
Silikon-Verguss- und Verkapselungsrohstoffe sind zweikomponentige, farblose und transparente flüssige Substanzen. Komponente A enthält in der Regel Grundmasse, Katalysator und Haftvermittler, Komponente B in der Regel Grundmasse, Vernetzungsmittel und Inhibitor. Je nach Verwendung können geringe Mengen an Verstärkungsfüllstoff und Pigment hinzugefügt werden.
1. Basiskleber
Es handelt sich hauptsächlich um ein R-Vinylsilikonharz / R-Vinylsilikonöl, das Vinylgruppen bereitstellt, die an der Reaktion teilnehmen können. Die R-Gruppen können Methyl, Phenyl, Tetrachlorphenyl und Aminopropyl usw. sein, wodurch durch Anbindung unterschiedlicher Gruppen verschiedene Verpackungseigenschaften verliehen werden.
Gängige Synthesemethoden umfassen hauptsächlich die Hydrolysekondensation von funktionellem Siloxan, die anionische ringöffnende Polymerisation von Cyclosiloxan, die katalytische Gleichgewichtsmethode von Siloxan usw. Vinylsilikonöl oder Silikonharz kann auch durch kationische Polymerisation mit Säurekatalysatoren wie Trifluormethansulfonsäure und Kationenaustauschharz hergestellt werden.
2. Vernetzer
Es handelt sich in der Regel um ein niedrigviskoses wasserstoffhaltiges Silikonöl (wie z.B. die XJY-702 Methylhydrosiloxan, Dimethylsiloxan-Copolymer -Serie) oder Silikonharz (wie z.B. XJY-8206 Vinyl-MQ-Silikonharz). Durch Kontrolle des Molekulargewichts des wasserstoffhaltigen Silikonöls, der Funktionsgruppenverteilung sowie des Gehalts und der Verteilung von aktivem Wasserstoff kann die Leistung von Silikonverkapselungsmaterialien verbessert werden. Die gängigen Synthesemethoden für wasserstoffhaltiges Silikonöl sind in der Regel Hydrolysekondensation oder kationische Ringöffnungspolymerisation unter sauren Bedingungen.
3. Katalysator
Bei dieser Art von Reaktion dient der Katalysator hauptsächlich dazu, die Additionsreaktion von Vinyl und aktivem Wasserstoff zu beschleunigen, um eine schnelle Aushärtung zu erreichen. Hierfür werden in der Regel Komplexe wie Platin und Palladium als Katalysatoren eingesetzt. Unter diesen weisen platinbasierte Katalysatoren mit höherer katalytischer Effizienz bereits bei einer Konzentration von 10- eine hohe katalytische Wirkung auf.100 ppm.
Allerdings stellen Silikonmaterialien für die LED-Verkapselung hohe Anforderungen an Transparenz und katalytische Aktivität. Es gibt derzeit Literatur, die zeigt, dass der Karstedt-Katalysator und der Speier-Katalysator aufgrund der Verwendung von Tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxan, Tetramethyldivinyldisiloxan, Methylvinylphenylcyclopolysiloxan oder einer Isopropanollösung als Koordinationslösungsmittel die Kompatibilität mit Silikonharzen erhöhen und die Gesamtleistung verbessern und somit zu den derzeit am häufigsten verwendeten Synthesekatalysatoren für Silikonverpackungsmaterialien geworden sind.
4. Inhibitoren
Obwohl die im Reaktionssystem verwendete Menge sehr gering ist, spielt sie eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Lagerstabilität des Reaktionssystems, der Inhibierung der Hydrosilylierungsreaktion und der Verhinderung einer übermäßigen Vernetzung. Häufig verwendete Inhibitoren umfassen Ethinylcyclohexanol, Triphenylpropargylalkohol, Schwermetallionenverbindungen, 6- bis 12-gliedrige cyclische Siloxan-Oligomere mit Olefingruppen und Benzotriazole.
Ethinylcyclohexanol
Triphenylpropargylalkohol
5. Haftvermittler
Da sich auf der Substratoberfläche keine reaktiven Gruppen befinden, weisen gewöhnliche additionsvernetzende Silikonmaterialien nur geringe Haftung zum Substrat auf. Um eine gute Abdichtung zwischen dem Verpackungsmaterial und der LED-Vorrichtung aufrechtzuerhalten, muss das Verpackungsmaterial eine gute Haftung zum LED-Träger und zur Bodenplatte aufweisen. Material. Eine gebräuchliche Lösung besteht darin, Haftvermittler in LED-Verpackungsmaterialien einzubringen. Häufig verwendete Haftvermittler umfassen Silanhaftvermittler und modifizierte (epoxid-, acryloxy- und vinylhaltige) Polysiloxane. Zahlreiche Experimente haben bestätigt, dass der mit dem Silanhaftvermittler modifizierte Silikonhaftvermittler die Haft- und Dichtungseigenschaften zum Substrat erheblich verbessern kann, ohne dessen Transparenz und mechanische Eigenschaften zu beeinträchtigen.
Durch Silanhaftvermittler modifizierter Polysiloxan-Haftvermittler
6. Verstärkungsfüllstoffe
Bei traditionellen zweikomponentigen additionsvernetzenden Silikonmaterialien gibt es Probleme mit den mechanischen Eigenschaften, weshalb ein verstärkender Füllstoff erforderlich ist, um die mechanischen Eigenschaften der Verpackungsmaterialien zu erfüllen.
Häufig verwendete verstärkende Füllstoffe umfassen vor allem pyrogene Kieselsäure und MQ-Silikonharz usw. Aufgrund der speziellen Anforderungen von LED-Verpackungsmaterialien an Transparenz ist derzeit das am häufigsten verwendete verstärkende Füllmittel für Silikonverpackungsmaterialien MQ-Silikonharz mit guter Kompatibilität zum System. MQ-Silikonharz ist eine Art Silikonharz, das sowohl monofunktionale Si-O-Ketteneinheiten (M) als auch tetrafunktionale Si-O-Ketteneinheiten (Q) enthält. MQ-Silikonharze wie Vinyl-MQ-Silikonharz und wasserstoffhaltiges MQ-Silikonharz weisen eine gute Kompatibilität mit dem Silikonverpackungsmaterial-System für LEDs auf und der Verstärkungseffekt ist deutlich.
Mit der kontinuierlichen Steigerung von Leistung und Helligkeit und der raschen Entwicklung von weißen LEDs haben Silikonverkapselungsmaterialien Vorteile gegenüber EP-Verkapselungsmaterialien. Unter diesen werden hochbrechende Silikonverpackungsmaterialien die idealen Matrixharze für Hochleistungs-LED-Verpackungen sein. Mit dem kontinuierlichen Durchbruch technischer Barrieren wird der Anwendungsbereich hochbrechender Silikonverpackungsmaterialien weiter ausgedehnt werden, und viele inländische LED-Beleuchtungshersteller werden sie fördern und anwenden.
XJY Silicones – Erstanbieter von Silikonrohmaterialien für Vergussmassen und Verkapselungsmaterialien
| XJY Silicones, einer der führenden Hersteller von Silikon-MQ-Harz in China, verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung in Forschung und Entwicklung sowie Fertigung und über mehr als 15 verwandte Patente in der Silikonindustrie und kann die Produkte auch nach Ihren Anforderungen für Verguss- und Verkapselungsanwendungen anpassen. |  |
Methylvinyl-VMQ-Silikon
| XJY-8206 Methylvinyl-VMQ-Silikonharzpulver: hochtransparentes und hartes Silikon, additionsvernetzendes Silikonkautschuk-Verstärkungsfüllmittel |  |
| XJY-8206N VMQ-Silikongellösung: LED-Verkapselungssilikon, hochtransparentes und hochreißfestes Silikon |
Vernetzungsmittel: Wasserstoffhaltiges Silikonöl
| XJY-701 Polymethylhydrosiloxan: Vernetzungsmittel für additionsvernetzendes Flüssigsilikon |  |
| XJY-702 Methylhydrosiloxan, Dimethylsiloxan-Copolymer: Vernetzungsmittel für additionsvernetzenden Flüssigsilikonkautschuk |  |
| XJY-705 1,3,5,7-Tetramethylcyclotetrasiloxan (TMCTS): ein spezieller Vernetzungsmittel für die Synthese von raumtemperaturvulkanisiertem Siliconkautschuk und Additiv-Formsiliconkautschuk |  |
| XJY-707 Hydridterminiertes Polydimethylsiloxan (HPDMS): Kettenverlängerer für flüssigen Siliconkautschuk, ein Vernetzungsmittel für die Bildung von heißvulkanisiertem Siliconkautschuk |  |
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XJY-711 Hydridterminiertes Methylhydrosiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymer: Spezialvernetzer für flüssiges Silicon |
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