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国产高端LED封装材料迎突破,LED封装告别进口依赖

2025-06-16 来源:电子发烧友
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关键词: LED封装胶 LED芯片光效 热稳定性 半导体封装材料 高端封装材料

电子发烧友网综合报道,LED封装胶作为关键材料,对LED芯片的光效、热稳定性和光学性能有着重要影响。近期,上海大学绍兴研究院张齐贤教授团队在先进半导体封装材料领域实现了核心技术突破,研发出了具有自主知识产权的高端封装材料。

团队通过对环氧树脂分子结构的深度优化,采用化学键能级跃升设计,构建了耐高温、高透光、低介损的分子网络骨架。这种设计突破了传统环氧树脂的耐温极限和介电性能天花板,实现了封装材料的“六维性能突破”。

在耐高温性上,该材料能够通过240℃/1000小时的持续老化测试,满足车规级AEC-Q102认证要求。其介损值仅为0.003,能够适配5G毫米波通信的需求,并且在高温环境下实现零黄变,支持Mini LED百万级分区控光。

这使得国内封装材料在耐温、高频、高压等关键性能上达到了国际先进水平,打破了国外在高端封装材料领域的技术垄断。

封装材料能够承受高温环境,就适用于新能源汽车电控系统(IGBT模块)、轨道交通变流器、航空航天电源模块等高温功率器件。而低介损值使其能够满足5G基站GaN功放模块、毫米波雷达射频前端、卫星通信T/R组件等高频通信器件的需求。

同时,该材料可以在高温环境下保持零黄变,支持Mini LED百万级分区控光,适用于Mini/Micro LED显示芯片、紫外激光器封装、光电传感器异质集成等光电集成封装领域。

在产品体系上,包括液态环氧模塑料(LMC)、电子芯片用单组份固晶胶、电子芯片用单组份导电银胶、宇航级单组份耐高温高压封装树脂。

其中LMC以改性环氧树脂为基体,配合环氧固化剂、电子级功能填料等组成。具有膨胀系数小于10⁻⁶、玻璃化转变温度≥150℃等技术指标,主要应用于芯片与芯片间集成固定,以及IC、LED、IR、红外接收头等半导体元器件的封装。

电子芯片用单组份固晶胶则专为LED芯片固晶工艺设计的高性能胶粘剂,具备无色透明、耐黄变特性。技术指标包括150℃/30分钟固化,可承受260℃高温回流焊,粘接力大于12MPa,适用期长于30天,透光率大于98%,适用于紫外激光器、Mini LED显示模块等对透光率和耐高温性要求极高的场景。

电子芯片用单组份导电银胶实现LED芯片与电极间的导电连接,适用于功率型LED、倒装芯片封装等场景。技术指标包括耐高温260℃回流焊、耐水煮(100℃/100小时)、电阻小于0.5Ω、粘接力大于18MPa、适用期长于72小时。

宇航级单组份耐高温高压封装树脂,则作为单组份真空浸渍树脂,介质损耗小于0.002,粘度小于200mPa·s(25℃),耐高电压抗电压强度35kV/mm,耐高温260℃,可承受-55~125℃的10个高低温循环冲击,10个循环的耐湿实验后绝缘电阻大于10¹¹Ω,产品性能达到国际先进水平,主要应用于卫星电子元器件、高压变压器和高压电机的浸渍封装,解决了我国宇航级电子元器件进口替代问题。

小结

上海大学绍兴研究院张齐贤教授团队在高性能LED封装材料领域取得的成果,不仅体现了其在半导体封装材料研发方面的强大实力,更为我国半导体产业的发展提供了关键材料支撑。该团队研发的封装材料具有耐温、透光、可靠等技术优势,推动了LED封装向高密度、高功率、高可靠性方向迈进,对于打破国外技术垄断、实现国产化替代具有重要意义。