发光二极管（LED）在封装中的应用，你了解多少？

发光二极管（LED）以其绿色环保、节能高效、稳定可靠、成本低廉等优点，逐渐取代白炽灯和荧光灯，成为新一代照明光源。

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LED封装

作为下游产业，LED封装是LED产业化走向实用化和市场化的必由之路。 LED芯片放置在塑料外壳的散热片上并密封在封装中，可以保护芯片并完成电互连。 LED封装的主要用途是：

(1）保护芯片免受氧气、湿气、辐射等的影响；

（2）支持wire实现输入电信号；

（3）防止部件因机械振动和冲击而损坏；

(4）及时散热，提升LED性能

(5）根据不同应用需求进行封装设计，优化光学布局；

(6）在封装材料中加入荧光粉作为颜色转换层，提高光提取效率。

LED器件的封装结构如上图所示。 LED器件主要由芯片、引线、支架、环氧树脂或硅树脂密封剂、反射器等组成。

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包装材料

封装材料作为LED不可缺少的组成部分，保护和密封LED芯片免受环境湿度或温度的影响，保证其正常工作氧化钴结构，提高器件的实用性，传导芯片产生的辐射。散热，帮助散热，通过LED封装材料降低芯片与空气的折射率差，提高光输出。

为此，封装材料必须具有高折射率（RI）、高透光率、高导热性以及良好的耐热和耐候性。目前常用的LED封装材料包括环氧树脂、硅树脂、聚碳酸酯（PC）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。其中，PC和PMMA用作外镜片材料，环氧树脂和硅树脂主要用作封装材料氧化钴结构，也可用作镜片材料。目前在LED封装领域应用最为广泛的是环氧树脂和硅树脂。

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氧化锆在包装中的应用

目前纯树脂材料已经不能满足LED封装的要求。近年来，具有优异物理和化学性能的纳米粒子（二氧化钛、氧化锆、氧化锌、二氧化硅等）受到广泛关注。将纳米粒子引入有机聚合物中，可以有效提高其光学性能、机械性能和热稳定性。聚合物基复合材料的性能取决于纳米颗粒的尺寸、形状、浓度以及纳米颗粒与聚合物之间的相互作用。效果。

氧化锆（ZrO2）具有独特的性能，如高折射率、高硬度、高化学和热稳定性、在可见光和近红外光谱区域的低吸收和色散，因此适用范围广。应用于光学、传感、催化等领域，常用于制备有机-无机纳米复合材料，黄玉峰通过共混法和溶胶-凝胶法制备了用于高性能LED封装的氧化锆/有机硅纳米复合材料。研究发现掺杂氧化锆的有机硅具有优异的性能，提高了有机硅树脂在大功率LED封装领域的适用性。原位聚合得到环氧/氧化锆杂化材料，该方法制备的不同纳米粒子含量的纳米复合材料，ZrO2粒径不大于大于10nm，在可见光范围内。透光率达80%以上，当纳米粒子的用量从0%增加到20%时，材料的折射率从1.542增加到1.599。

另外，在LED封装基板材料中，ZTA（氧化锆增韧氧化铝）基板通过掺锆氧化铝陶瓷提高了可靠性、耐腐蚀性、化学稳定性好、断裂韧性和抗弯强度高、耐高温、高载流能力强、绝缘电压高、热容量和热扩散率高，以及与硅相似的热膨胀系数（CTE），使其成为DBC覆铜板和LED电路急需的高性能陶瓷材料板电路载体。

参考来源：[1]吴崇军等。 ZTA陶瓷基板的材料设计与电性能[2]黄玉峰． LED封装用二氧化锆/有机硅纳米复合材料的制备及性能