シリコーン樹脂のパイオニア
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LED用シリコーン封止材を選ぶ理由

現在、LED電子部品の一般的な封止材料は、主にエポキシ樹脂、シリコーン、その他の高透明性を有する材料を含みます。エポキシ樹脂は、優れた接着性能、電気絶縁性、誘電特性、低コストおよび成形の容易さから、低出力LED封止の主流材料となっています。しかし、パワーLEDおよびプリント回路基板においては、エポキシ樹脂の強い吸湿性、経年劣化しやすい、耐熱性・耐衝撃性の低いなどの固有欠陥がLEDの寿命に直接影響を及ぼし、高温および短波長光下での変色は発光効率に直接影響します。高屈折率、低応力、耐高温老化性の面で封止材料の要求を満たすには程遠く、したがってパワーLED封止材料には適していません。.

 

高性能シリコーン樹脂ポッティング コンパウンド類 ならびに封止 材料は、高い光透過率、低い内部応力、優れた耐高温・耐低温性、防湿絶縁性、耐紫外線・耐オゾン老化性、良好な疎水性および電気絶縁性など、一連の優れた特性を有し、LEDポッティングおよび封止用途材料の理想的な選択肢として広く採用されています。.

 

  1. ベース樹脂
  2. 架橋剤
  3. 触媒
  4. 阻害剤
  5. 粘着付与剤
  6. 強化充填材

LEDの性能要件 encapsulation  materials

Different encapsulation forms require different materials. In recent years, LED has been developing in the direction of high power, high energy efficiency, high brightness and high reliability. This puts forward higher requirements for the optical properties, mechanical properties, aging resistance and construction properties of silicone potting and encapsulation materials. Good optical properties can ensure that LED light can be output more effectively, and good mechanical and adhesive properties can make LED chip-sensitive components better protected. Good aging resistance can prolong the service life of LED, and good construction performance 封止コンパウンドの効率を向上させることができる。.

シリコーン材料の特性

シリコン材料は、Si-O-Si結合を主鎖とし、側鎖がシリコン原子を介して様々な有機基団で結合された高分子である。.

 

シリコン材料は、有機高分子と無機材料の両方の特性を備えており、高い結合エネルギー（452KJ/mol）、大きな結合長（0.165nm）、, Si-O結合の結合角（109）、Si-O結合の回転障害が低く、鎖セグメントの柔軟性が良く、熱伝導性が良い。.

 

これらの固有の特性により、シリコンゴム材料は、電気部品を保護するための一連の優れた耐薬品性を有する：優れた高低温度耐性で、-50℃～250℃の温度範囲で動作可能；優れた耐老化性（耐熱性、耐紫外線性、耐オゾン老化性）で、自然環境で数十年の寿命を持つ；良好な疎水性で、表面張力はわずか21-22mN/m²；高い光透過率と非常に低い内部応力；放熱器漏れ封止用途での優れた電気絶縁性、防振用途での良好な柔軟性など。.

シリコン封止剤の分類は何か materials

シリコン封止剤材料は、用途に応じて低屈折率と高屈折率の2つのカテゴリーに分類できる。一部の特殊な用途では、その間に中屈折率製品が存在する。.

 

低屈折率の封止材料の屈折率は1.40～1.45で、そのほとんどがメチルシリコン封止材である。高屈折率シリコン封止材料の屈折率は1.50～1.55で、そのほとんどがフェニルシリコン封止材である。.

 

ただし、低屈折率のシリコン封止剤の屈折率とチップの屈折率の差が大きいため、光の一部が完全にチップ内に反射され、光取り出し効率に影響を与える。.

 

現在、高屈折率封止材料を得るために、フェニルを含むビニルポリシロキサンと水素含有ポリシロキサンを調製する方法が、より成熟し広く使用されている方法の一つである。シリコン高屈折率封止材料は一般に二成分付加硬化システムを使用する。.

シリコン封止剤の硬化原理は何か

Generally, the curing principle of silicone encapsulant material is to use vinyl silicone resin or silicone oil as the base glue, Si-H containing silane oligomer as the crosslinking agent, and platinum complex as the catalyst to form the encapsulant elastomer resists weathering, high or low temperatures, thermal shock and so on. The addition crosslinking room temperature curing reaction occurs between Si-CH=CH2 and Si-H of silicone polymer under the action of the catalyst.

付加反応式

シリコン封止剤の組成は何か

シリコン注型・封止用原料は、二成分の無色透明な液体物質である。成分Aには通常、ベースゲル、触媒、粘着剤が含まれ、成分Bには通常、ベースゲル、架橋剤、阻害剤が含まれる。用途に応じて、少量の強化充填剤と顔料を添加できる。.

1. ベースゲル

主として R-ビニルシリコーン樹脂 / R-ビニルシリコーンオイル, 反応に参加可能なビニル基を提供します。R基はメチル、フェニル、テトラクロロフェニル、アミノプロピルなどであり、異なる基を結合させることで異なる封止特性を付与します。.

 

一般的な合成方法としては、主に官能性シロキサンの加水分解縮合法、シクロシロキサンのアニオン開環重合法、シロキサンの触媒平衡法などがあります。ビニルシリコーンオイルやシリコーン樹脂は、トリフルオロメタンスルホン酸やカチオン交換樹脂などの酸触媒を用いたカチオン重合法によっても調製可能です。.

2. 架橋剤

一般的に低粘度の 水素含有シリコーンオイル （例： XJY-702 メチルヒドロシロキサン、ジメチルシロキサン共重合体 シリーズ）またはシリコーン樹脂（例： XJY-8206 ビニルMQシリコーン樹脂）、水素含有シリコーンオイルの分子量と官能基分布、活性水素含有量と分布を制御することで、シリコーン封止材料の性能を向上させることができます。水素含有シリコーンオイルの一般的な合成方法は、通常、酸性条件下での加水分解縮合またはカチオン開環重合です。.

3. 触媒

この種の反応において、触媒は主にビニルと活性水素の付加重合を触媒して速硬化を促進するために用いられ、通常は白金やパラジウムなどの錯体が触媒として使用されます。その中でも、触媒効率の高い白金系触媒は10-100 ppmの濃度で高い触媒効果を示します。.

 

ただし、LED封止用シリコーン材料は透明性と触媒活性に高い要件があります。現在のところ、カーステッド触媒とシュパイアー触媒は、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン、テトラメチルジビニルジシロキサン、メチルビニルフェニルシクロポリシロキサン、またはイソプロパノール溶液を配位溶媒として使用することで、シリコーン樹脂との相溶性を高め、全体性能を向上させており、現在のシリコーン封止材料において最も一般的に使用されている合成触媒となっています。.

4. 阻害剤

反応系における使用量は非常に少ないものの、反応系の保存安定性向上、ヒドロシリル化反応の抑制、過剰架橋の防止において極めて重要な役割を果たします。一般的に使用される阻害剤には、エチニルシクロヘキサノール、トリフェニルプロパルギルアルコール、重金属イオン化合物、オレフィン基を含む6-12員環シクロシロキサンオリゴマー、ベンゾトリアゾール類などがあります。.

エチニルシクロヘキサノール

トリフェニルプロパルギルアルコール

5. 粘着剤

基材表面に反応性基が存在しないため、通常の付加型シリコーン材料は基材への接着性が低いです。封止材料とLEDデバイス間の良好なシール性を維持するためには、封止材料がLEDリードフレームと基板に対して良好な接着性を持つ必要があります。 素材。一般的な解決策としては、LED封止材に粘着剤を導入することが挙げられる。一般的に使用される粘着剤には、シランカップリング剤およびシランカップリング剤で修飾された（エポキシ、アクリロキシ、ビニル基含有）ポリシロキサンがある。多くの実験により、シランカップリング剤で修飾されたシリコーン粘着剤は、透明性や機械的特性に影響を与えることなく、基材との接着・封止性能を大幅に向上させることが確認されている。.

シランカップリング剤で修飾されたポリシロキサン粘着剤

6. 補強充填剤

従来の2液性付加型シリコーン材料には機械的特性に課題があるため、封止材料の機械的特性を満たすには補強充填剤が必要となる。.

 

一般的に使用される補強充填剤は、主にフュームドシリカやMQシリコーン樹脂などがある。LED封止材の透明性に対する特別な要求を考慮し、現在最も一般的に使用されるシリコーン封止材料用の補強充填剤は、システムとの相溶性に優れたMQシリコーン樹脂である。MQシリコーン樹脂は、単機能性Si-O鎖単位（M）と四機能性Si-O鎖単位（Q）の両方を含有するシリコーン樹脂の一種である。ビニルMQシリコーン樹脂や水素含有MQシリコーン樹脂などのMQシリコーン樹脂は、LED用シリコーン封止材料システムとの相溶性が良く、補強効果が顕著である。.

 

電力と輝度の継続的な向上、および白色LEDの急速な発展に伴い、シリコーン封止材料はEP封止材料よりも優位に立っている。特に高屈折率シリコーン封止材料は、高出力LED封止の理想的なマトリックス樹脂となるであろう。技術的障壁が継続的に突破されていくにつれ、高屈折率シリコーン封止材料の応用範囲は拡大し続け、多くの国内LED照明メーカーがその普及と応用を推進していくであろう。.

XJYシリコーンズ - 封止材料の第一選択シリコーン原料サプライヤー および封止材料

中国を代表するシリコーンMQ樹脂メーカーの一つであるXJY Siliconesは、30年以上の研究開発及び製造経験を持ち、シリコーン業界において15件以上の関連特許を有しており、お客様のポッティング及び封止用途の要件に応じて製品のカスタマイズも可能である。. 

メチルビニルVMQシリコーン

XJY-8206 メチルビニルVMQシリコーン樹脂粉末高透明・高硬度シリコーン、付加形シリコーンゴム補強充填剤
XJY-8206N VMQシリコーンオイル溶液LED封止用シリコーン、高透明・高耐裂性シリコーン

架橋剤：水素含有シリコーンオイル

XJY-701 ポリメチルヒドロシロキサン: 付加形液状シリコーンの架橋剤
XJY-702 メチルヒドロシロキサン、ジメチルシロキサン共重合体: 付加形液状シリコーンゴムの架橋剤
XJY-705 1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン (TMCTS)室温硬化形シリコーンゴムおよび付加成形シリコーンゴム合成用の特殊架橋剤
XJY-707 ヒドリド末端ポリジメチルシロキサン (HPDMS)液状付加形シリコーンゴム用の連鎖伸長剤、熱硬化形シリコーンゴム形成用の架橋剤

 

XJY-711 ヒドリド末端メチルヒドロシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体: 液状シリコーン用特許架橋剤

 

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