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LED（发光二极管）器件具有高效能、低功耗、高耐久性等优势，被广泛应用于大尺寸显示器、交通信号和照明等应用领域。伴随着LED应用技术的快速发展，对于封装材料的性能要求也越来越高。
热固性环氧树脂机械性能良好、固化体积收缩率低、对基材附着力优异，同时操作工艺可控性强，是目前LED的重要要封装体系之一。其中，脂环族环氧树脂，尤其是3,4-环氧环己基-3,4-环氧环己酯（TTA21）因其优异的加工性、高Tg点以及良好的耐候性而被优选地广泛应用于LED和光学器件封装胶中。
需要注意的是，脂环族环氧树脂的固化交联强度很高，容易因过强的内应力使固化物产生裂纹，从而限制产品的性能（在封装过程中，水分吸收和机械应力是两个影响产品可靠性的主要因素，其中机械应力是由于热膨胀系数（CTE）不匹配而引起的固化应力和冷却应力所致），通常在实际应用中会搭配双酚A型环氧树脂（或氢化双酚A型环氧树脂）来调整体系韧性，本文就树脂搭配时基本特性对比做简要分析供参考。
1.基本特性的对比
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树脂类型 |
双酚A型环氧树脂 |
脂环族环氧树脂 |
|
树脂结构 |
 |
 |
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性能对比 |
固化物韧性好 与胺类反应活性较好 |
粘度较低 不含氯离子 电性能优良 固化物透明度高 与阳离子类的反应活性较高 |
2.粘度—温度曲线比较
图1 TTA21与E51型环氧树脂的粘度-温度曲线图
E51：双酚A型环氧树脂，（环氧当量184~194g/eq）
结构式：
由图1可知，随着温度上升两种树脂的粘度都会下降，双酚A环氧本身粘度较大，相应的粘度变化幅度更大，是配方设计中要考虑的因素。
3. 树脂混合比例与粘度的关系
图2 TTA21的混合比例与粘度的关系图（25℃）
EP-4080：氢化双酚A环氧树脂，（环氧当量205g/eq，粘度1800mPa·s）
结构式：
由图2可知，当E51和EP-4080混入适量的TTA21时两者的粘度均有明显下降，TTA21可发挥高耐热环氧树脂稀释剂的作用。
4.不同环氧体系酸酐固化物性比较
固化体系
|
配比 |
比例 |
固化条件 |
|
环氧树脂 |
100 |
初期固化：110℃、2小时 |
|
乙二醇 |
1 |
后期固化：180℃、2小时 |
|
MH-700/环氧当量 |
0.6~0.9 |
- |
|
催化剂 |
0.5 |
酸酐固化型环氧树脂制成品物性比较
|
项目 |
测定条件 |
单位 |
条件 |
TTA21P |
E51 |
EP-4080 |
||
|
催化剂 |
MH-700/ 环氧当量 |
|||||||
|
光学性能 |
透过率 |
UV-2540 |
%-400nm |
U-CAT 5003 |
0.9 |
86.8 |
85.0 |
86.5 |
|
%-450nm |
90.5 |
90.0 |
90.4 |
|||||
|
%-550nm |
91.7 |
91.1 |
91.6 |
|||||
|
热性能 |
Tg |
TMA (30~300,5℃/min) |
Tg(℃) |
U-CAT 5003 |
0.6 |
113.0 |
85.8 |
63.9 |
|
0.75 |
178.9 |
112.1 |
83.8 |
|||||
|
0.9 |
211.7 |
140.4 |
109.0 |
|||||
|
物理性质 |
吸水率 |
JIS K6911 (23℃/24hr) |
% |
U-CAT 5003 |
0.6 |
0.22 |
0.06 |
0.10 |
|
0.75 |
0.26 |
0.07 |
0.09 |
|||||
|
0.9 |
0.31 |
0.09 |
0.08 |
|||||
|
机械性能 |
弯曲强度 |
JIS K6911 |
Mpa |
U-CAT 5003 |
0.9 |
51.83 |
112.21 |
94.55 |
|
弯曲模量 |
Mpa |
0.9 |
2858 |
2632 |
2503 |
|||
可以明显看到在相同条件下脂环族环氧树脂的耐热较好，在吸水率和弯曲强度方面双酚A型环氧树脂有更好表现。
5.结论
1）脂环族环氧的透明性和耐热性表现较好，适合高要求的LED环氧封装胶应用，与市场表现相符；
2）脂环族环氧在配方中的降粘效果明显，与普通环氧配合可以在提升整体性能的同时有效控制粘度，有更大的操作空间；
3）考虑吸水率和力学强度等方面的差异，配方要根据实际性能需求对几种环氧树脂的比例做合理搭配。
6.产能优势
年产能9500吨的泰特尔山东工厂近期已投入正式运营，使得TTA21的产能加速释放，做为脂环族环氧树脂领军企业，泰特尔始终致力于新材料开发，为行业技术创新、产业升级贡献自己的力量。
