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邹小姐：13326633089 -
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都说(shuo)LED（半导体(ti)发光二极管）是(shi)继火、白炽灯(deng)、荧光灯(deng)后人类照(zhao)明的第四次革(ge)命(ming)，其发光效率(lv)是(shi)白炽灯(deng)的10倍，同时寿命(ming)长(zhang)达10000h，具有节能、环保、寿命长、体(ti)积小等特点。得益于(yu)其(qi)各种优(you)秀品(pin)质，LED受到了许多领域的青睐，从(cong)应(ying)用(yong)产品市场细分上看，LED的应用主要有显示屏、照明、背光等三大子市场。
高功率(lv)LED
显然，亮度和(he)寿(shou)命是LED的杀手锏。但是要真正发挥出它的优势，LED的取光效率一定要跟上，而决定LED取光效率的其中一个重要部分，就是LED的封装材料。
LED封装的意(yi)义(yi)
LED封(feng)装是(shi)指发(fa)光芯片的封(feng)装。LED封装相比集成电路封(feng)装有较大不同——一(yi)般来说，封装(zhuang)的功能在于提供芯(xin)片足够的保护，防止芯(xin)片在空气(qi)中长期暴露或机械损伤而失效，以(yi)提高芯(xin)片的稳定性；对于LED封装，还需要具有良好光取出效率和良好的散热性，好的封装可以让LED具备更好的发光效率和散热环境，进而提升LED的寿命。所以LED的封装对封装材料有特殊的要求。
LED结构(gou)
LED封(feng)装(zhuang)材料有什么讲究？
目前随着相(xiang)关技(ji)术(shu)的进步，二极(ji)管芯片(pian)内部发光效(xiao)率已达90% 以上，不过碍于构装形式和封装材料影响， LED最终外部取光效率少于20%，因此其所使用的封装材料一直是近年来的研究重点。
造成(cheng)外部取光效率(lv)低的(de)原因(yin)，主(zhu)要归咎于(yu)半导体芯片与透明封装材料折射(she)率(lv)差异过大，一(yi)般来说，当(dang)前常用(yong)于(yu)白光LED的芯片有GaN (n = 2.5) 与GaP (n = 3.45)两种，其折射率均远高于目前泛用的环氧树脂或硅氧烷树脂封装材料(n = 1.40~1.53)。
根据Snell’s定律，当(dang)光(guang)(guang)从高折射(she)率（光(guang)(guang)密(mi)介质）材料(liao)进入低折射(she)率（光(guang)(guang)疏介质）介质时(shi)，其入射(she)角(jiao)比临界角(jiao)大，光(guang)(guang)会停止进入另一介质，光(guang)(guang)波(bo)不再产生折射(she)，而(er)将全(quan)部反射(she)回高折射(she)率介质中，此(ci)现象称为全反射(she)。而这(zhei)些被(bei)局(ju)限的光将被(bei)构装(zhuang)材料(liao)所吸收而产生大量之热量，促(cu)使LED效能与寿命降低。
LED芯片对于封装材的(de)折射率
所以，为了提(ti)高LED产品封装的取光效率，必须提高封(feng)装(zhuang)材料的折射率，以提高产品的(de)临界角，减少(shao)全内反射(she)的(de)发(fa)(fa)生(sheng)，从而提高产品的(de)封装发(fa)(fa)光效率，对LED 亮度的提升十分有帮助。
如(ru)何提高(gao)封(feng)装材料的折射率(lv)？
提高封装材(cai)料折射率(lv)，有两(liang)个(ge)关键(jian)点，一是(shi)基体(ti)材(cai)料的(de)(de)选择，二(er)是(shi)往里(li)添加的(de)(de)高(gao)折射率透(tou)明(ming)陶瓷材料。它们都能(neng)起到提(ti)高(gao)取光效率、增(zeng)加封装材料的导热性能、延长元件(jian)寿命(ming)的作用。
1.基体材料的选择
在国内，环氧树脂是使(shi)用最多的封装材料(liao)，具有优良的电(dian)绝缘性(xing)能(neng)，密着性、介电性能、透(tou)明、粘(zhan)结性好，固化主要依靠开环加(jia)成聚合，收缩率低，贮存稳定性好等优点。但它固化后交联密(mi)度高，内应力大，脆性(xing)大，耐(nai)冲击性差，使用(yong)温度一般不超(chao)过150℃，故其应用(yong)受到一定限制。
目前许多LED封装企业改用硅(gui)树(shu)脂代替环氧(yang)树脂作为封(feng)装材料，以提高LED的寿命。硅树脂材料抗热和抗紫外线能力更强，而且环氧树脂相(xiang)比(bi)具(ju)有(you)更(geng)好(hao)的透(tou)明度，在(zai)紫外光区有大(da)于95%的透过率。而且有机聚硅氧(yang)烷可(ke)以实现较(jiao)高的折射(she)率，因为它(ta)的(de)有机基团R可以是含硫、苯、酚、环氧基等高折射率的基体。
2.陶(tao)瓷材(cai)料的添加
解(jie)决LED 封装提升树脂折射率的另一途径，就是将一些(xie)高折射率的纳米粉体(ti)添加入树脂中。常见的(de)高折射(she)纳米粉体有(you)二氧化钛(tai)(TiO2)、二氧(yang)化锆(ZrO2)、氧化钽(Ta2O5)和氧化锌(xin)(ZnO)等。
二氧化钛粉体(ti)
不过(guo)当(dang)有(you)机/无机材(cai)料混合时，必须要考虑纳(na)米粉体所产(chan)生的瑞利散射(Rayleigh Scattering)现象而造成穿透度下降，因此需(xu)要谨慎选(xuan)择纳米粉体的(de)粒(li)径大小，最好小于可见光波长十分之一（一(yi)般(ban)<25 nm），以避免Rayleigh 散射。另外，高含量纳米粉体(ti)容易造成粉体(ti)聚(ju)集使得(de)封装材料透明度降低(di)，所(suo)以粉体必须做(zuo)表(biao)面改性/修饰获得(de)亲树脂特(te)性，以防止粒子之间产生严重(zhong)的聚集。
资料来源：
高折射(she)率添加剂于LED封装之应用，杨博(bo)仁、刘荣昌、锺明(ming)桦、陈建明(ming)。
大功率LED器件封装材料的研究现状，吴启保，青(qing)双桂，熊陶，王(wang)芳，吕维忠，罗仲宽。
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