Utjecaj inkapsulacije epoksidne smole na optička svojstva LED dioda

 

LED (Light Emitting Diode), kao nova vrsta visokoefikasnog i štedljivog izvora svjetlosti, široko se koristi u mnogim poljima kao što su rasvjeta i displej. Epoksidna smola, zbog svoje dobre optičke prozirnosti, izolacijskih svojstava i mehaničkih performansi, postala je uobičajen materijal u LED inkapsulaciji. Optička svojstva LED dioda (kao što su intenzitet svjetlosti, konzistentnost boje, ugaona distribucija, itd.) direktno utiču na njihove performanse u različitim scenarijima primjene i korisničko iskustvo. Inkapsulacija epoksidnom smolom, kao ključna karika u procesu proizvodnje LED dioda, ima presudan utjecaj na optička svojstva LED dioda. Detaljno istraživanje uticaja inkapsulacija epoksidnom smolom na optička svojstva LED dioda je od velikog značaja za poboljšanje kvaliteta LED proizvoda i širenje polja njihove primjene.

Karakteristike epoksidne smole i LED inkapsulacije

Epoksidna smola je termoreaktivna smola sa odličnom optičkom transparentnošću, koja omogućava da svetlost koju emituje LED čip što je više moguće prođe kroz materijal za inkapsulaciju. Njegov indeks loma je općenito oko 1.5, što se razlikuje od materijala LED čipa (kao što je GAN, itd.). Tokom procesa inkapsulacije, nakon što se epoksidna smola pomiješa sa sredstvom za očvršćavanje, dolazi do reakcije umrežavanja zagrijavanjem i drugim metodama kako bi se formirala trodimenzionalna mrežna struktura čvrste tvari. Stvrdnuta epoksidna smola ima dobru mehaničku čvrstoću i hemijsku stabilnost, što može zaštititi LED čip od utjecaja vanjskog okruženja i također ima značajan utjecaj na optička svojstva LED-a.

 

Uticaj Enkapsulacija epoksidne smole o intenzitetu svjetlosti LED dioda

(A) Optička transparentnost i širenje svjetlosti

Optička prozirnost epoksidne smole jedan je od važnih faktora koji utiču na intenzitet svjetlosti LED dioda. Ako postoje nečistoće, mjehurići ili nepotpuno stvrdnjavanje u epoksidnoj smoli tokom procesa očvršćavanja, to će uzrokovati raspršivanje svjetlosti i apsorpciju tokom procesa širenja, čime se smanjuje propusnost svjetlosti i smanjuje intenzitet svjetlosti LED-a. Na primjer, sićušni mjehurići će promijeniti putanju širenja svjetlosti, čineći da se svjetlost reflektira i prelama više puta, povećavajući gubitak svjetlosti unutar epoksidne smole. A prisustvo nečistoća će apsorbirati svjetlost određenih valnih dužina, dodatno smanjujući intenzitet svjetlosti. Stoga je poboljšanje čistoće epoksidne smole i kvaliteta očvršćavanja, te smanjenje unutrašnjih defekata od ključne važnosti za povećanje intenziteta svjetla LED diode.

(B) Usklađivanje indeksa refrakcije

Stepen podudaranja indeksa prelamanja između LED čipa i epoksidne smole takođe utiče na intenzitet svetlosti. Kada svjetlost koju emituje LED čip uđe u epoksidnu smolu iz čipa, ako se indeksi prelamanja ova dva uvelike razlikuju, doći će do velike refrakcije i refleksije, što će rezultirati da dio svjetlosti neće moći efikasno izaći iz epoksidne smole, čime se smanjuje intenzitet svjetlosti. Odabirom odgovarajuće epoksidne smole ili dodavanjem modifikatora indeksa prelamanja epoksidnoj smoli, usklađivanje indeksa prelamanja može se optimizirati, gubitak refleksije svjetlosti se može smanjiti, efikasnost spajanja svjetlosti može se poboljšati, a samim tim i povećati intenzitet svjetla LED diode. Na primjer, korištenje epoksidne smole s visokim indeksom prelamanja može omogućiti više svjetla da uđe u epoksidnu smolu iz čipa i smanjiti refleksiju svjetlosti na sučelju.

(C) Debljina enkapsulacije

Debljina inkapsulacije epoksidne smole također ima određeni utjecaj na intenzitet svjetla LED diode. Deblji sloj inkapsulacije će povećati put širenja svjetlosti unutar epoksidne smole, čime se povećavaju šanse za raspršivanje i apsorpcija svjetlosti i smanjujući intenzitet svjetlosti. Osim toga, previše debeo sloj inkapsulacije također može uzrokovati akumulaciju topline oko čipa, što utiče na performanse čipa i indirektno smanjuje intenzitet svjetlosti. Međutim, debljina inkapsulacije ne može biti previše tanka, inače ne može pružiti dovoljnu mehaničku zaštitu i optičku uniformnost. Stoga, u skladu sa specifičnim zahtjevima primjene i karakteristikama LED čipa, debljina inkapsulacije epoksidne smole mora biti razumno kontrolirana kako bi se postigao najbolji intenzitet svjetlosti.

 

Utjecaj inkapsulacije epoksidne smole na konzistentnost boje LED dioda

(A) Promjena indeksa loma i pomak boje

Kao što je gore spomenuto, na indeks prelamanja epoksidne smole će uticati mnogi faktori, kao što su uslovi očvršćavanja, temperatura, vlažnost, itd. Kada se indeks prelamanja epoksidne smole promeni, brzina širenja i ugao prelamanja svetlosti različitih talasnih dužina u njoj će se takođe promeniti, što će rezultirati promenom boje. Na primjer, povećanje temperature može uzrokovati smanjenje indeksa prelamanja epoksidne smole, čineći brzinu širenja crvene svjetlosti relativno bržom, a brzinu širenja plave svjetlosti relativno sporijom, uzrokujući da se boja svjetlosti koju emituje LED pomiče prema crvenoj. Stoga, tokom procesa inkapsulacije LED-a, uslovi očvršćavanja i radno okruženje moraju biti strogo kontrolisani kako bi se osigurala stabilnost indeksa prelamanja epoksidne smole i na taj način osigurala konzistentnost boje.

(B) Disperzija i ujednačenost fosfora

U bijelim LED diodama, fosfor se obično dodaje epoksidnoj smoli kako bi se postigla emisija bijele svjetlosti. Ujednačenost disperzije fosfora ima važan uticaj na konzistenciju boje LED-a. Ako fosfori nisu ravnomjerno dispergirani u epoksidnoj smoli, to će dovesti do različitih koncentracija fosfora u različitim regijama, što će rezultirati razlikama u boji u svjetlosti koja se emituje iz različitih regija. Na primjer, pretjerano visoka koncentracija fosfora u lokalnom području učinit će da svjetlost koja se emituje iz tog područja bude žuta, dok područje s niskom koncentracijom fosfora može biti plavo. Kako bi se poboljšala ujednačenost disperzije fosfora, može se koristiti odgovarajući proces miješanja i aditivi kako bi se osiguralo da su fosfori ravnomjerno raspoređeni u epoksidnoj smoli.

(C) Starenje epoksidne smole i promjena boje

Vremenom i sa promenama u okruženju upotrebe, epoksidna smola će se podvrgnuti fenomenima starenja, kao što su žutilo, degradacija, itd. Ovi fenomeni starenja će promeniti optička svojstva epoksidne smole i na taj način uticati na konzistenciju boje LED-a. Na primjer, žutilo epoksidne smole će apsorbirati nešto plave svjetlosti, uzrokujući da se boja svjetlosti koju emituje LED pomjeri prema žutoj. Kako bi se odgodilo starenje epoksidne smole i poboljšala stabilnost boje, epoksidnoj smoli se mogu dodati agensi protiv starenja, ultraljubičasti apsorberi i drugi aditivi. U isto vrijeme, struktura inkapsulacije može se optimizirati kako bi se smanjio utjecaj vanjskog okruženja na epoksidnu smolu.

 

Utjecaj inkapsulacije epoksidne smole na kutnu distribuciju LED dioda

(A) Oblik inkapsulacije i refrakcija svjetlosti

Oblik inkapsulacije epoksidne smole će uticati na prelamanje i pravac širenja svetlosti, menjajući tako ugaonu distribuciju LED-a. Uobičajeni oblici inkapsulacije uključuju kružne, kvadratne, hemisferične, itd. Različiti oblici inkapsulacije će rezultirati različitim uglovima upada svjetlosti na površinu epoksidne smole, čime će utjecati na ugao prelamanja i smjer izlaska svjetlosti. Na primjer, hemisferična enkapsulacija može učiniti da se svjetlost ravnomjernije rasprši u svim smjerovima, postižući širu kutnu distribuciju; dok kvadratna inkapsulacija može uzrokovati da se svjetlost koncentriše u određenim smjerovima, formirajući užu kutnu distribuciju. Stoga, prema specifičnim zahtjevima primjene, odabirom odgovarajućeg oblika inkapsulacije može se podesiti kutna distribucija LED-a kako bi se zadovoljili različiti zahtjevi za osvjetljenje i prikaz.

(B) Gradijent indeksa loma i kontrola svjetlosti

Formiranjem gradijenta indeksa prelamanja u epoksidnoj smoli, može se postići preciznija kontrola svjetlosti, čime se mijenja kutna distribucija LED-a. Na primjer, materijal od epoksidne smole s gradijentnim indeksom prelamanja može se koristiti za postepenu promjenu smjera svjetlosti tokom procesa širenja kako bi se postigla specifična kutna raspodjela. Osim toga, mikrostrukture (kao što su nizovi mikroleća) mogu se dodati na površinu epoksidne smole, a efekti refrakcije i refleksije mikrostruktura mogu se koristiti za dalje podešavanje izlaznog kuta svjetlosti kako bi se postigla uža ili šira kutna raspodjela.

(C) Utjecaj procesa enkapsulacije na kutnu distribuciju

Preciznost i konzistentnost procesa enkapsulacije će takođe uticati na ugaonu distribuciju LED-a. Na primjer, tokom procesa inkapsulacije doziranja, ako je količina ljepila neujednačena ili je položaj doziranja neprecizan, to će dovesti do neravnomjerne distribucije epoksidne smole oko LED čipa, što će utjecati na širenje svjetlosti i kutnu raspodjelu. Osim toga, nepravilna kontrola temperature i vremena tokom procesa očvršćavanja također može uzrokovati neravnomjerno skupljanje epoksidne smole, mijenjajući oblik i optička svojstva inkapsulacije, a samim tim i utjecati na kutnu distribuciju. Stoga su optimizacija procesa enkapsulacije i poboljšanje tačnosti i konzistentnosti procesa ključni za osiguranje stabilnosti kutne distribucije LED diode.

 

Metode za optimizaciju inkapsulacije epoksidne smole za poboljšanje optičkih svojstava LED dioda

(A) Odabir i optimizacija materijala

Odabir epoksidne smole visoke čistoće i niskog sadržaja nečistoća, kao i očvršćivača i aditiva sa dobrom kompatibilnošću sa epoksidnom smolom, osnova je za poboljšanje optičkih svojstava LED dioda. Istovremeno, prema specifičnim zahtjevima primjene, može se odabrati materijal od epoksidne smole sa specifičnim indeksom prelamanja, termičkom stabilnošću i optičkim svojstvima. Na primjer, za LED diode velike snage, odabir epoksidne smole visoke toplinske provodljivosti i niske higroskopnosti može učinkovito smanjiti temperaturu čipa i smanjiti smanjenje optičkih svojstava.

(B) Poboljšanje procesa enkapsulacije

Optimizacija procesa inkapsulacije, kao što je precizna kontrola količine doziranja, položaja doziranja i uslova očvršćavanja, može poboljšati tačnost i konzistentnost inkapsulacije i smanjiti fluktuacije u optičkim svojstvima. Usvajanje naprednih tehnologija inkapsulacije, kao što su flip-chip pakovanje, pakovanje u skali čipa, itd., može skratiti put širenja svjetlosti, smanjiti gubitak svjetlosti i poboljšati intenzitet svjetlosti i stabilnost optičkih svojstava. Osim toga, uvođenje tehnologije mikro-nano obrade za izradu mikrostruktura na površini epoksidne smole može postići precizniju kontrolu svjetlosti i poboljšati kutnu distribuciju.

(C) Inspekcija i kontrola kvaliteta

Uspostavljanje kompletnog sistema kontrole kvaliteta za sveobuhvatno testiranje optičkih svojstava LED dioda inkapsuliranih epoksidnom smolom, uključujući detekciju indikatora kao što su intenzitet svetlosti, konzistencija boje i ugaona distribucija. Kroz praćenje u realnom vremenu i analizu podataka, problemi koji se javljaju tokom procesa enkapsulacije mogu se otkriti i riješiti na vrijeme kako bi se osigurala stabilnost i konzistentnost kvaliteta proizvoda.

zaključak

Inkapsulacija epoksidne smole ima značajan uticaj na optička svojstva (svjetlosni intenzitet, konzistenciju boje, kutnu distribuciju, itd.) LED dioda. Duboko razumijevanjem odnosa između karakteristika epoksidne smole, procesa enkapsulacije, procesa očvršćavanja i optičkih svojstava LED dioda, mogu se poduzeti odgovarajuće mjere za optimizaciju procesa enkapsulacije i poboljšanje optičkih svojstava LED dioda. U budućem razvoju, uz kontinuirani napredak LED tehnologije i kontinuirano širenje polja primjene, zahtjevi za inkapsulacijom epoksidne smole također će biti sve veći i veći. Moramo kontinuirano istraživati ​​nove materijale, procese i tehnologije kako bismo zadovoljili potrebe LED industrije za proizvodima visokih performansi i visoke pouzdanosti i promovirali održivi razvoj LED industrije.

Za više informacija o odabiru najboljeg utjecaja inkapsulacije epoksidne smole na optička svojstva LED dioda, možete posjetiti DeepMaterial na adresi https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ za više informacija.