《新型高抗硫LED芯片保护材料的关键技术研究及产业化》

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该项目属于精细高分子材料领域。芯片的封装是LED生产的关键环节,普遍使用的贴片封装形式其芯片及电极均需要采用保护材料予以保护,使其在长期使用过程中免受氧气、湿气的侵蚀,延长其使用寿命。同时,芯片保护材料还必须满足LED贴片封装的制程要求,如高温回流焊要求材料具有优异的耐高温性能及低膨胀系数。芯片封装硅胶的性能决定了LED灯的使用性能及寿命,是制约LED发展的因素之一。该项目针对高性能LED封装硅胶完全依赖进口,价格畸高,抗硫性能(阻隔性能)差的问题,采用绿色化的工艺生产苯基改性硅树脂,通过硅树脂结构设计及配方的调配,制备了抗硫高折光率LED芯片封装硅胶,并完成了规模化生产及市场化推广。该项目取得的主要成果如下:1.开发出制备含乙烯基和含氢的苯基硅树脂生产新工艺。以苯基烷氧基硅烷单体为主要原料,采用两步工艺制备乙烯基苯基硅树脂和含氢苯基硅树脂。将混合单体在强酸性阳离子交换树脂的催化下,先进行水解和部分缩聚,然后采用分水回流的方法不断将反应生成的水蒸出,破坏反应平衡,提高Si-OH的缩聚完全程度。采用这种方法生成的硅树脂纯净度高,透明性好。该工艺只需要化学计量的水参加反应,无酸性废水排放,绿色环保。2.研制出了高抗硫(高阻隔性)高折光率LED芯片封装硅胶。在前期对含亚苯基聚硅氧烷制备及性能研究的基础上,采用分子设计的手段,在苯基硅树脂的主链中引入亚苯基,制备了主链含亚苯基,侧链含苯基的特殊结构硅树脂。主链中亚苯基的引入可以有效提高固化产物的致密性,从而提高胶体对氧气、湿气、硫等有害物质的阻隔性能。通过原料硅树脂制备工艺的改进,提高Si-OH的缩合程度,降低其吸水性,提高耐水性能;通过制备工艺的优化,降低原料硅树脂及硅油中低聚物的量,并且采用加成型固化方式,使产品具有较低的膨胀系数,提高其耐高温回流焊性能。3.进行了中试研究及产业化:在100L中试研究的基础上将生产规模逐步放大到单釜500L、1000L、2000L的规模进行生产。解决了放大过程中分子量下降、分子量分布变宽、共聚链段不均匀等问题。进行了生产线的设计,并建成一条600t/a的从半成品硅树脂的生产、产品配胶到性能检测的完整生产线,并投产成功,进行规模化生产。生产线相关技术申请实用新型专利7件。4.进行了应用推广:该成果已经在广东万木新材料科技有限公司进行了产业化,产品在中山木林森股份有限公司、江西奥其斯科技有限公司、广东华辉煌光电科技有限公司、广州澜彩光电子科技有限公司、江门市迪司利光电照明有限公司等十多家LED生产企业进行应用。新增销售额6120万元,新增利润2081万元。LED封装企业使用该项目产品新增销售额超12亿元,间接经济效益超2亿元。该项目共发表相关论文6篇,申请发明专利1件,实用新型专利授权7件。经专家鉴定,总体达到国际先进水平。

成果说明

本项目成果2013年5月已经在广东万木新材料科技有限公司进行了产业化,经过500L、1000L规模化稳定生产,又完成了第二次放大及扩产,单釜生产规模达到2000L,共新建半成品硅树脂生产装置17套(其中2000L反应釜11套,1000L反应釜4套,500L反应釜2套),配胶生产线6套,产能600吨/年,年产值超1亿元。经过3年的市场推广,新增销售6120万元,新增利润2081万元。本项目产品已经在中山木林森股份有限公司、江门市长利光电科技有限公司、江西奥其斯科技有限公司、广东华辉煌光电科技有限公司、广州澜

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