EMC在LED封装中的应用
来源：新世纪LED论坛 时间：2014-08-18 09:11 [编辑：lufieliu] 【字体：大 中 小】
我来说两句
1 引言
Top LED器件主要采用热塑性(Thermoplastic plastics，TPP)支架，这是一种成熟的LED封装支架。目前，TPP支架塑封材料主要使用的是PPA、PA6T等热塑性树脂，这类支架的气密性问题一直无法得到改善，吸水性较强且PPA本身会变色，这些问题都会影响LED器件的可靠性[1]。近几年，国外一些LED企业从微电子封装领域引进一种新的封装形式，即环氧模塑料(Epoxy molding compound)封装，简称EMC封装。EMC是一种热固性塑料(Thermosetting plastic)，在日本已是非常成熟的技术，中国台湾地区也在几年前开始研发，内地则起步较晚[2]。由于EMC封装具有良好的性能优势，被很多LED 企业看好，已经逐渐成为一个十分热门的封装技术。 2 EMC材料简介
EMC是一种重要的微电子封装材料，通过封装工艺将半导体芯片包覆形成保护，以免受到外部环境的破坏;同时EMC也起到一定的散热效果。EMC具备可规模化生产和合理的可靠性特点，是半导体封装常见的封装材料之一[3~4]。
二十世纪中期，环氧、酸酐固化体系模塑料被应用在塑封晶体管中。随着技术的不断发展，各种具备如阻燃型、低水解氯、低应力、低膨胀、低翘曲等优良性能的EMC被研发出来，以提高半导体器件的性能和可靠性[3~4]。近几年，EMC开始被引入到LED封装领域，对提高LED封装器件的性能和可靠性有很大的帮助。
EMC的主要成分有填充剂、环氧树脂、固化剂、偶联剂、阻燃剂、脱模剂、改性添加剂等;其中填充剂含量最高，可以改善环氧树脂的参数和性能，如降低膨胀系数、提高热导率、增加弹性模量等;环氧树脂作为基体树脂将其他组分结合在一起，环氧树脂决定了EMC固化物的机械、电气、耐热等性能 [3~5]。随着半导体技术的飞速发展，人们不断研究EMC材料特性和优化工艺参数，使得EMC的性能得到不断提升。 3 EMC支架的主要特性
EMC具有高可靠性、高导热性、高耐热耐湿性和低应力、低膨胀系数等优良性能，十分适合于LED封装器件。LED EMC支架是一种高度集成化的支架，被人们称为第三代LED支架;相比于第一代PPA预塑封框架和第二代陶瓷基板，EMC支架可具有实现大规模生产、降低成本、设计灵活、尺寸更小等优势[2]。
由于LED是发光器件，封装材料除了要保证器件的良好散热和气密性要求外，还要使器件具备良好的取光效果，亦即材料必须要有高反射率，德国 Hankel公司生产的一款型号为GR10000402B的EMC，对460 nm左右蓝光的反射率高达94.8%。虽然传统PPA的反射率也可以达到93%左右，但在经过1 000 h的高温老化后，其反射率已降到50%以下，而Hankel公司的此款EMC支架经过1 000 h、150 ℃高温老化后，仍有80%左右的反射率。
表1是EMC支架和传统PPA支架的性能参数对比，从表中数据可以看出，EMC材料相比于传统PPA材料，在高温老化后光反射率、热膨胀系数、材料连接强度等方面均有较大改善和提升，更加适用于高品质、高功率LED器件封装。 表1 EMC支架和PPA支架的性能参数对比
4 EMC支架的优势
从表1中的对比数据来看，EMC有明显的封装性能优势，很适合用在LED封装器件。EMC支架相比PPA支架具有较大优势：
(1)PPA支架的气密性问题一直是LED器件的一个难题，而EMC有更低的热膨胀系数、良好的粘结性能和耐腐蚀性能，其气密性比PPA有很大的提升，进而提升LED器件的可靠性。
(2)EMC还具有抗紫外线能力，可以降低LED支架的黄化速度，用EMC做的LED器件可以更好地适应户外复杂环境。
(3)EMC较低的热膨胀系数可以让器件承受更高的温度而不影响器件可靠性。相同体积的LED器件，使用EMC的LED可以通过更高的电流。如传统PPA材料的3014 Top LED器件，正向电流IF不超过40 mA;而EMC封装的3014 正向电流可以达到150 mA，使得LED功率达到0.5 W。对于3030和3535EMC封装的LED可以通过350 mA，功率达到1 W以上[2]。
EMC1
