LED大功率灌封硅胶的使用

LED大功率灌封硅胶的使用

在LED使用过程中，辐射复合产生的光子在向外发射时产生的损失，主要包括三个方面：

1、芯片内部结构缺陷以及材料的吸收;

2、光子在出射界面由于折射率差引起的反射损失;

3、以及由于入射角大于全反射临界角而引起的全反射损失。

因此，很多光线无法从芯片中出射到外部。通过在芯片表面涂覆一层折射率相对较高的硅胶，处于芯片和空气之间，从而有效减少了光子在界面的损失，提高了取光效率。此外，硅胶的作用还包括对芯片进行机械保护，应力释放，并作为一种光导结构，加强散热，以降低芯片结温，提高LED性能。为提高LED封装的可靠性，硅胶还具有低吸湿性、低应力、耐老化等特性。目前常用的灌封胶包括环氧树脂和硅胶。研究表明，提高硅胶折射率可有效减少折射率物理屏障带来的光子损失，提高外量子效率，但硅胶性能受环境温度影响较大。随着温度升高，硅胶内部的热应力加大，导致硅胶的折射率降低，从而影响LED光效和光强分布。然而，硅胶的综合性能明显优于环氧树脂，在大功率LED封装中得到广泛应用。 

LED大功率硅胶的典型应用

LED硅胶主要应用在大功率LED的封装上，包括填充、模鼎、集成封装型等，还有贴片的封装及混荧光粉用的白光胶。

LED大功率硅胶的分类

按产品固化后分：凝胶型、橡胶型 、树脂型。

按折射率分目前有：高折射率（1.53左右）和普通折射率（1.41）

按工艺分:烘烤型和自干型

LED大功率硅胶的适用方法

填充型硅胶主要应用于透镜填充，由于硬度较底，外层有PC透镜保护，但是经常会出现气泡、隔层等问题，现主要的处理方案有：

1、将封装的硅胶填充到透镜后，第二天再加烘烤，以减少气泡、隔层等的产生（针对烘烤型硅胶）。

2、使用全隔层硅胶，使灯珠发出来的光更加均匀，但是该方法造成光通量相对降低。

同时该填充型产品有普通折射率和高折射率可供选择。

模鼎型硅胶主要应用在模鼎封装，硬度相对较高，会比较关注硅胶与底座的粘接能力，还有就是硅胶的脱模问题，在模型上使用脱模剂能够解决脱模的问题。

集成封装型硅胶主要应用在大功率集成LED的封装，对产品的硬度、黏度、粘接等要求比较大，根据工艺的不同做不同的调整。由于集成产品功率较大，热量几种，对胶的性能要求较高。

LED大功率硅胶的性能测试

主要测试有冷热冲击测试、黄变测试、折射率测试、透光率测试、耐湿热测试、加速老化测试等

LED大功率硅胶使用流程

3.1 基材表面应该清洁干燥。可以加热去除基材表面的湿气；可以用石脑油、甲基乙基酮肟（MEK）或其它合适的溶剂清洗基材表面。不应该使用对基材有溶解或腐蚀的溶剂，不应该使用有残留的溶剂。

3.2 按照推荐的混合比例——A:B = 1:1（重量比），准确称量到清洁的玻璃容器中，并充分混合均匀。使用高速的搅拌设备混合时，高速搅拌产生的热量有可能使胶的温度升高，从而缩短使用时间。

3.3 在10mmHg的真空下脱出气泡。一般在分配封装材料之前脱出气泡。根据需要在分配后也可以增加脱气泡的程序。

3.4 为保证胶料的可操作性，A、B混合后请在60分钟内用完。

3.5 最佳固化条件为在25℃下固化，3-4小时开始固化，完全固化需要24小时；亦可在50℃加热60min固化。当固化温度低于25℃时，适当延长固化时间或者提高固化温度有助于产品的完全固化

QSIL（昆腾）高透明有机硅胶有几十种其中广泛应用的硅凝胶有：QGEL310、QGEL300、QGEL330、QGEL910、QGEL331、QGEL312、QGEL323等等，高透明硅胶有：QSIL12、QSIL216、QSIL217、QSIL218、QSIL223、QLE1101等等。

QSil 216 

透明的液体硅胶

产品描述

QSil 216 是双组分透明的液体硅胶，适合于室温和加温快速固化。此产品具有低粘度的特点，可以在复杂部件中流动良好，具有较好的电绝缘性和抗震性能。

主要性能指标

.  简单的10:1混合比,适用于自动混合出胶设备和手工灌胶作业

.  不含溶剂

.  不黄变

.  有较好的水解稳定性和返还原性能

固化前性能

       PT-A部分                    PT- B部分

颜色             透明                  透明

粘度, cps         4000               500

比重                             1.02                      1.01

固化前混合后

混合比率            10：1重量比

颜色                透明无色

浓稠度              流动性好

操作时间            4小时

固化后性能（60分钟@100℃）

硬度（丢洛修氏A）    40

抗拉强度,          750psi

延伸强度(%),        100

线性收缩率         <~0.1%

折射率             1.406

电子性能

介电强度           500V/mil

绝缘常数@1000HZ    2.69

耗散因数@1000HZ    0.0006

体积电阻率         1.7Χ1015

导热性能

耐温范围           -60 to204C

导热系数           0.18W/m-k

热膨胀系数         27.5Χ10-5

比热               0.3

光学特性

折射率，589nm      1.405

透光率，400nm      90.3%

使用说明

混合

Qsil216以重量比1份A和1份B双组分混合，为获得最佳性能，请使用同一批次的A和B组分。

在干净且兼容的容器里混合A和B，储胶容器应有混胶量的3-4倍。可以手动作业或者点胶机作业混合A组分和B组分后搅拌直到完全混合。手动作业时准确的称重对于性能至关重要。

抽真空

混合过程中滞留的空气可在29英寸大气压下抽真空进行去除。抽真空过程中胶料会膨胀，需要间歇性进行。当胶料膨胀到2-3倍大的时候停止抽真空再静置2-4分钟。

储存和有效期

QSil 216 应该存放在不高于38℃ (100℉)下未开封的原包装内。如果可以一直存放在此种环境中，产品有效期为12个月。