1.表干時間:表干時間指的是從A、B組分開始混合攪拌算起,2小時不粘手。表干時間越長,表面光澤度越高。表干時間受溫度濕度影響,我司會根據(jù)客戶使用環(huán)境相應(yīng)調(diào)節(jié)??蛻羧缬刑厥庖?,我司技術(shù)人員可從30分鐘到3小時表干相應(yīng)調(diào)整。需注意的是,表干時間越短,操作時間越短。
2.硬度與附著力的關(guān)聯(lián):附著力相同,硬度越高的膠料越容易由于應(yīng)力集中而脫離基材;縮合型的灌封膠硬度過低則不耐老化。我司針對這情況,將膠料的硬度控制在10A°左右,附著力的同時膠料性能佳。
3.膠料表面出現(xiàn)紋路:如若客戶使用時出現(xiàn)紋路,原因如下:
①A、B組分沒有充分混合均勻?qū)е鹿袒俣绕顝亩a(chǎn)生紋路;
②灌封鋁材底部沒完全密封導(dǎo)致漏膠,膠固化過程中發(fā)生移動導(dǎo)致表面不平整;
③膠料臨近表干時發(fā)生了移動或震動導(dǎo)致表面不平整才出現(xiàn)以上紋路。
LED封裝的取光效率分析
常規(guī)LED一般是支架式,采用環(huán)氧樹脂封裝,功率較小,整體發(fā)光光通量不大,亮度高的也只能作為一些特殊照明使用。隨著LED芯片技術(shù)和封裝技術(shù)的發(fā)展,順應(yīng)照明領(lǐng)域?qū)Ω吖馔?LED產(chǎn)品的需求,功率型LED逐步走入市場。這種功率型的LED一般是將發(fā)光芯片放在散熱熱沉上,上面裝配光學(xué)透鏡以達(dá)到一定光學(xué)空間分布,透鏡內(nèi)部填充低應(yīng)力柔性硅膠。
功率型LED要真正進入照明領(lǐng)域,實現(xiàn)家庭日常照明,其要解決的問題還有很多,其中重要的便是發(fā)光效率。目前市場上功率型LED報道的高流 明效率在50lm/W左右,還遠(yuǎn)達(dá)不到家庭日常照明的要求。為了提高功率型LED發(fā)光效率,一方面其發(fā)光芯片的效率有待提高;另一方面,功率型LED的封 裝技術(shù)也需進一步提高,從結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料技術(shù)及工藝技術(shù)等多方面入手,提高產(chǎn)品的封裝取光效率。
一、影響取光效率的封裝要素
1.散熱技術(shù)
對于由PN結(jié)組成的發(fā)光二極管,當(dāng)正向電流從PN結(jié)流過時,PN結(jié)有發(fā)熱損耗,這些熱量經(jīng)由粘結(jié)膠、灌封材料、熱沉等,輻射到空氣中,在這個過 程中每一部分材料都有阻止熱流的熱阻抗,也就是熱阻,熱阻是由器件的尺寸、結(jié)構(gòu)及材料所決定的固定值。設(shè)發(fā)光二極管的熱阻為Rth(℃/W),熱耗散功率 為PD(W),此時由于電流的熱損耗而引起的PN結(jié)溫度上升為:
T(℃)=Rth×PD。
PN結(jié)結(jié)溫為:
TJ=TA+ Rth×PD
其中TA為環(huán)境溫度。由于結(jié)溫的上升會使PN結(jié)發(fā)光復(fù)合的幾率下降,發(fā)光二極管的亮度就會下降。同時,由于熱損耗引起的溫升增高,發(fā)光二極管亮 度將不再繼續(xù)隨著電流成比例提高,即顯示出熱飽和現(xiàn)象。另外,隨著結(jié)溫的上升,發(fā)光的峰值波長也將向長波方向漂移,約0.2-0.3nm/℃,這對于通過 由藍(lán)光芯片涂覆YAG熒光粉混合得到的白色LED來說,藍(lán)光波長的漂移,會引起與熒光粉激發(fā)波長的失配,從而降低白光LED的整體發(fā)光效率,并導(dǎo)致白光色 溫的改變。
對于功率發(fā)光二極管來說,驅(qū)動電流一般都為幾百毫安以上,PN結(jié)的電流密度非常大,所以PN結(jié)的溫升非常明顯。對于封裝和應(yīng)用來說,如何降低產(chǎn) 品的熱阻,使PN結(jié)產(chǎn)生的熱量能盡快的散發(fā)出去,不僅可提高產(chǎn)品的飽和電流,提高產(chǎn)品的發(fā)光效率,同時也提高了產(chǎn)品的可靠性和壽命。為了降低產(chǎn)品的熱阻, 封裝材料的選擇顯得尤為重要,包括熱沉、粘結(jié)膠等,各材料的熱阻要低,即要求導(dǎo)熱性能良好。其次結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理,各材料間的導(dǎo)熱性能連續(xù)匹配,材料之 間的導(dǎo)熱連接良好,避免在導(dǎo)熱通道中產(chǎn)生散熱瓶頸,確保熱量從內(nèi)到外層層散發(fā)。同時,要從工藝上確保,熱量按照預(yù)先設(shè)計的散熱通道及時的散發(fā)出去。
2.填充膠的選擇
根據(jù)折射定律,光線從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)時,當(dāng)入射角達(dá)到一定值,即大于等于臨界角時,會發(fā)生全發(fā)射。以GaN藍(lán)色芯片來說,GaN材料的折射率是2.3,當(dāng)光線從晶體內(nèi)部射向空氣時,根據(jù)折射定律,臨界角θ0=sin-1(n2/n1)。
其中n2等于1,即空氣的折射率,n1是GaN的折射率,由此計算得到臨界角θ0約為25.8度。在這種情況下,能射出的光只有入 射角≤25.8度這個空間立體角內(nèi)的光,據(jù)報導(dǎo),目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右,因此,由于芯片晶體的內(nèi)部吸收,能射出到晶體外 面光線的比例很少。據(jù)報導(dǎo),目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右。同樣,芯片發(fā)出的光要透過封裝材料,傳送到空間,也要考慮材料對取光效率的 影響。
所以,為了提高LED產(chǎn)品封裝的取光效率,提高n2的值,即提高封裝材料的折射率,以提高產(chǎn)品的臨界角,從而提高產(chǎn)品的封裝發(fā)光效率。同 時,封裝材料對光線的吸收要小。為了提高出射光的比例,封裝的外形好是拱形或半球形,這樣,光線從封裝材料射向空氣時,幾乎是垂直射到界面,因而不再產(chǎn) 生全反射。
3.反射處理
反射處理主要有兩方面,一是芯片內(nèi)部的反射處理,二是封裝材料對光的反射,通過內(nèi)、外兩方面的反射處理,來提高從芯片內(nèi)部射出的光通比例,減少 芯片內(nèi)部吸收,提高功率LED成品的發(fā)光效率。從封裝來說,功率型LED通常是將功率型芯片裝配在帶反射腔的金屬支架或基板上,支架式的反射腔一般是采取 電鍍方式提高反射效果,而基板式的反射腔一般是采用拋光方式,有條件的還會進行電鍍處理,但以上兩種處理方式受模具精度及工藝影響,處理后的反射腔有一定 的反射效果,但并不理想。目前國內(nèi)制作基板式的反射腔,由于拋光精度不足或金屬鍍層的氧化,反射效果較差,這樣導(dǎo)致很多光線在射到反射區(qū)后被吸收,無法按 預(yù)期的目標(biāo)反射至出光面,從而導(dǎo)致終封裝后的取光效率偏低。
我們經(jīng)過多方面的研究和試驗,研制成一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的使用有機材料涂層的反射處理工藝,通過這種工藝處理,使得反射到載片腔內(nèi)的光線吸收 很少,能將大部分射到其上面的光線反射至出光面。這樣處理后的產(chǎn)品取光效率與處理之前相比可提高30%-50%。我們目前1W白光功率LED的光效可達(dá) 40-50lm/W(在遠(yuǎn)方PMS-50光譜分析測試儀器上測試結(jié)果),獲得了很好的封裝效果。
4.熒光粉選擇與涂覆
對于白色功率型LED來說,發(fā)光效率的提高還與熒光粉的選擇和工藝處理有關(guān)。為了提高熒光粉激發(fā)藍(lán)色芯片的效率,熒光粉的選擇要合適,包括 激發(fā)波長、顆粒度大小、激發(fā)效率等,需全面考核,兼顧各個性能。其次,熒光粉的涂覆要均勻,好是相對發(fā)光芯片各個發(fā)光面的膠層厚度均勻,以免因厚度不均 造成局部光線無法射出,同時也可改善光斑的質(zhì)量。
二、結(jié)論
良好的散熱設(shè)計對提高功率型LED產(chǎn)品發(fā)光效率有著顯著的作用,同時也是確保產(chǎn)品壽命和可靠性的前提。而設(shè)計良好的出光通道,這里 著重指反射腔、填充膠等的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇和工藝處理,可以有效提高功率型LED的取光效率。對功率型白光LED來說,熒光粉的選擇和工藝設(shè)計,對光斑 的改善和發(fā)光效率的提高也至關(guān)重要。
有機硅灌封膠優(yōu)勢:
1、絕緣性:灌封膠不僅能夠絕緣阻燃,還可以抗震防塵,也很適合在戶外使用。
2、導(dǎo)熱性:由于有機硅灌封膠使用了導(dǎo)熱性很好的材質(zhì)制作而成,導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到了0.8W以上,非常適用于很多高溫領(lǐng)域。比如在200℃以上的高溫環(huán)境中依然能夠正常工作,不會受到高溫影響而縮短產(chǎn)品使用壽命。
3、粘接性:有機硅灌封膠可以廣泛應(yīng)用在很多材質(zhì)上,附著力很強。
4、膠層彈性:當(dāng)有機硅灌封膠全固化之后,不會輕易產(chǎn)生收縮,并形成一層安全保護膜。如果被保護的電子元器件需要維修,也可以直接拆卸,方便又簡單。
5、耐老化耐候性:對于工作環(huán)境沒有太多太高的要求,適應(yīng)能力好。被長年累月的風(fēng)吹日曬雨淋后,還可以起到較好的保護密封作用。
1.清潔:被粘物一定要保持三無(無油、無塵、無水)。粘接前,應(yīng)使用溶劑(異丙醇、丙酮、無水乙醇)等將材質(zhì)表面清除干凈,(注意鋁餅表面若有油污或雜質(zhì)可用金屬清洗劑浸泡,不可使用上述溶劑直接清洗否則會破壞表面膜層)使被粘接表面不留任何油脂,并待其干燥,方可粘合處理。
2.施膠:將適量的膠水滴于被粘物的中間,把氣泡排出,稍用力擠壓后膠液應(yīng)以剛好覆蓋為宜。
3.光照:使用波峰值為365nm的UVA紫。外線燈光強為透過玻璃不低于4mw/cm2的紫外線強度,光照時應(yīng)保持發(fā)光源從中間向周邊照射,并確認(rèn)紫外線確實能照射到粘合部位,光照時間應(yīng)控制在1~3分鐘內(nèi),不宜過度照射,否則會使膠層變脆。
■ 產(chǎn)品特性及應(yīng)用
QK-5883是一種低粘度、低硬度、加熱固化型液體硅橡膠。具有的防潮、密封防水、耐臭氧、耐輻射、耐氣候老化等特性,可在-60~+200℃長期使用,電器性能優(yōu)良,化學(xué)穩(wěn)定性好。本品固化前為淺藍(lán)色液體,在一定溫度下即可固化成低收縮率的彈性體,固化后具有高強度、高韌性、高透明度等特性,耐候性佳,能整體深層次固化。
■ 使用方法
1)清潔:注膠前將模具清理干凈。。
2)固化:將A組份和B組份按1:1(重量比/或體積比)的配比充分混合均勻。(建議用靜態(tài)混合器混合用液體機注射不用脫泡)。A/B組份要進行充分混合,如果混合不足可能會造成固化不完全或物理性能減弱。本品使用時允許操作時間與環(huán)境溫度有關(guān),環(huán)境溫度越高,允許操作時間越短。膠料混合密封后允許操作時間≥0.5小時/25℃。
3)如果在固化過程中發(fā)現(xiàn)有氣泡,可將前段固化溫度降低同時延長時間,待基本凝固后再提高溫度,可有效解決氣泡問題。
4)本品易被分子中含P(磷)、S(硫)、N(氮)元素的有機化合物毒化而影響固化,用時須注意清潔,防止雜質(zhì)混入。以下化學(xué)物質(zhì)可能影響該產(chǎn)品的固化,請在使用前作兼容性試驗。硫及含硫化合物,胺及有機錫等。
一、產(chǎn)品簡介:
1.本產(chǎn)品是一種無溶劑的加成型有機硅紙張隔離劑,主要適用于各類紙張的防粘離型。
2.雙組份無溶劑熱固化離型劑是一種通用的離型體系,應(yīng)用于標(biāo)簽行業(yè)。
3.雙組份無溶劑熱固化離型劑是在潛性催化劑的作用下,通過在加熱條件下加成反應(yīng)完成固化,對基材有良好的粘結(jié)力,提供優(yōu)良的離型性及較低的剝離力
4.產(chǎn)品的優(yōu)勢在于不含有機溶劑,安全,對人體不產(chǎn)生危害,對環(huán)境。此外相對于其他熱固化產(chǎn)品而言,無需蒸發(fā)溶劑,可以節(jié)約能源。