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,還遠達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 由藍光芯片涂覆YAG熒光粉混合得到的白色LED來說,藍光波長的漂移,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,當入射角達到一定值,即大于等于臨界角時,會發(fā)生全發(fā)射。以GaN藍色芯片來說,GaN材料的折射率是2.3,當光線從晶體內(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 40-50lm/W(在遠方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。
了解各種LED照明特點
LED照明在歐美、日本等國得以廣泛應(yīng)用,相對于白熾燈而言,其特點鮮明于節(jié)能與環(huán)保。近日更是有美國的博客推薦由加拿大D-Rev公司主要用LED燈制造的D-Rev'sBrilliance用來治療嬰兒黃疸病的設(shè)備,在禁售白熾燈之前,我們來重新了解下LED照明的各大特點。
1、高節(jié)能 節(jié)能能源即為環(huán)保。直流驅(qū)動,低功耗(單管0.03-0.06瓦)電光功率轉(zhuǎn)換接近,相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。
2、高新尖 與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比,LED光源是低壓微電子產(chǎn)品,成功融合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等,所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品,是半導(dǎo)體光電器件“高新尖”技術(shù),具有在線編程,無限升級,靈活多變的特點。
3、利環(huán)保 環(huán)保效益更佳,光譜中沒有紫外線和紅外線,既沒有熱量,也沒有輻射,眩光小,而且廢棄物可回收,沒有污染不含汞元素,冷光源,可以安全觸摸,屬于典型的綠色照明光源。
4、壽命長 LED光源有人稱它為燈,意為熄滅的燈。固體冷光源,環(huán)氧樹脂封裝,燈體內(nèi)也沒有松動的部分,不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點,使用壽命可達6萬到10萬小時,比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。
5、多變幻 LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理,在計算機技術(shù)控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合,即可產(chǎn)生256×256×256=16777216種顏色,形成不同光色的組合變化多端,實現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像。
6、不易損壞 LED照明燈具是被完全的封裝在環(huán)氧樹脂里面,它比燈泡和熒光燈管都堅固。燈體內(nèi)也沒有松動的部分,使得LED照明燈具可以說是不易損壞的。
隨著禁售白熾燈的臨近、人們對LED燈的嘗試認識,同時大規(guī)模集成電路和計算機技術(shù)的不斷進步,LED照明燈具將逐漸擴展到通用照明領(lǐng)域,LED照明已成為現(xiàn)代城市一道靚麗的風景線。
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。被長年累月的風吹日曬雨淋后,還可以起到較好的保護密封作用。
■ 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。
二.產(chǎn)品特點
1.雙組分,半流動
2.高溫快速固化
3.耐高低溫性能好
4.導(dǎo)熱且與基材有良好的自粘接性
?
三.產(chǎn)品典型用途
1.電子元器件的導(dǎo)熱粘接
2.電源模塊的導(dǎo)熱粘接
3.PTC電子元器件的內(nèi)層粘接
4.金屬基材與非金屬基材粘接
四.產(chǎn)品使用方法
將粘接基材的表面清洗干凈,然后直接將產(chǎn)品按比例,混合后,真空脫泡處理10-20min。取出膠料灌注或涂敷于需粘接處,然后加熱固化即可。
?
五.注意事項
1.實際的固化時間與固化溫度、加熱的類型和效率,以及器件的大小、形狀和熱傳導(dǎo)率有較大的關(guān)系。因此,實際使用時,應(yīng)根據(jù)具體情況進行試驗,確定適合的固化溫度和固化時間;
2.本產(chǎn)品硫化前,應(yīng)避免接觸不飽和的碳氫增塑劑、助焊劑殘余物,以及含胺、磷、硫、砜、砷、有機錫等的有機化合物,否則會造成硅橡膠硫化不完全或甚至不硫化。因此,使用本產(chǎn)品前,建議首行硅橡膠與基材的相容性試驗;
3.本產(chǎn)品未被測試或陳述適用于醫(yī)用或藥用;
4.本資料數(shù)據(jù)僅供參考.
?
六.清洗
未固化的硅橡膠,可以使用碳氫化合物,如甲苯或120#汽油進行洗凈,而極性溶劑如酮和醇的化合物是不合適的選擇。
?
七.產(chǎn)品包裝
本產(chǎn)品提供兩種包裝桶規(guī)格:1KG桶裝和5KG桶裝.
?
八.產(chǎn)品貯存及運輸
單組分液體硅橡膠屬于非危險品,可以按照非危險品運輸。
密封保存在陰涼干燥環(huán)境中,有效期為6個月。
九.安全須知
液體硅橡膠的主要成份,經(jīng)國內(nèi)外多年的應(yīng)用,證實屬于基本無害的產(chǎn)品,毋須特別的安全措施,使用中僅要求采用一般的工業(yè)安全衛(wèi)生保健條例.
本資料不包括所需的產(chǎn)品安全使用信息,使用前應(yīng)先閱讀產(chǎn)品說明。如需材料的相關(guān)安全數(shù)據(jù)表可以與我們聯(lián)系并索取。