Meetodid LED-kiipide ühtse kapseldamise tagamiseks epoksüvaiguga, protsessi raskused ja lahendused

 

LED-tehnoloogia kiire arenguga on seda laialdaselt kasutatud paljudes valdkondades, nagu valgustus, kuvar, autoelektroonika jne. Epoksiidvaigul kui LED-ide tavaliselt kasutataval kapselmaterjalil on head optilised, isoleerivad ja mehaanilised omadused. Ühtlust saavutada pole aga kerge ülesanne LED-kiipide kapseldamine epoksüvaiguga, mis on otseselt seotud LED-ide peamiste jõudlusnäitajatega, nagu valguse ühtlus, soojuse hajumise jõudlus ja pikaajaline stabiilsus. Seetõttu on suure praktilise tähtsusega uurida, kuidas tagada LED-kiipide ühtlane kapseldamine epoksüvaiguga ja lahendada sellega seotud protsessiraskused.

Ühtsuse tagamise meetodid LED-kiipide kapseldamine epoksüvaiguga

(1) Täpne kronsteini disain

1. Mõistlik kiibi paigutamise ala

Klambri kujundamisel tuleks kiibi paigutusala kuju ja suurus sobitada LED-kiibiga ning pind peab olema tasane ja sile. See võimaldab epoksüvaigul valamisprotsessi ajal ühtlaselt ümber kiibi voolata, vältides kohalikku kogunemist või tühimikke. Näiteks kasutage kronsteini valmistamiseks ülitäpseid vorme, et tagada laastude paigutusala mõõtmete täpsus väga väikeses tolerantsi vahemikus.

2. Drenaažikonstruktsiooni projekteerimine

Seadke kronsteinile drenaažisooned või -augud ja muud konstruktsioonid, et juhtida epoksüvaigu voolusuunda, võimaldades sellel kiipi ühtlasemalt kapseldada. Neid drenaažistruktuure saab optimeerida vastavalt kiibi kujule ja asukohale, et epoksüvaik saaks sujuvalt katta kõik kiibi osad.

(2) Valamisprotsessi täpne juhtimine

1. Doseerimis- või valamisseadmete valik

Kasutage ülitäpseid doseerimismasinaid või valamisseadmeid, mis suudavad täpselt juhtida epoksüvaigu valamise kogust ja kiirust. Näiteks kruvitüüpi doseerimismasinal on ülitäpsed mõõtmis- ja juhtimisfunktsioonid, mis võimaldavad epoksüvaigu mikro- ja ühtlast valamist. Samas on ülioluline ka seadmete otsiku disain. Sobiv düüsi kuju ja suurus võivad panna epoksüvaigu ühtlase voolukiirusega välja voolama.

2. Valamistee planeerimine

Vastavalt kiibi ja kronsteini struktuurile kavandage mõistlik valamistee. Epoksiidvaigu ühtlaseks voolamiseks erinevatest suundadest kiibi poole saab kasutada mitmepunkti- või punkt-punkti valamise meetodeid. Valamise ajal pöörake tähelepanu valamise järjestusele ja ajaintervallile, et vältida epoksüvaigu liigset kogunemist või halba voolamist teatud piirkonnas.

(3) Degaseerimistöötlus

1. Vaakumdegaseerimine

Pärast epoksüvaigu segamist pange see degaseerimiseks vaakumdegaseerimismasinasse. Vaakumkeskkonnas tõusevad epoksüvaigus olevad mullid sisemise ja välise rõhu erinevuse tõttu ja lõhkevad, eemaldades mullid. Degaseerimisaega ja vaakumiastet tuleb mõistlikult reguleerida vastavalt epoksüvaigu omadustele ja annusele. Üldiselt reguleeritakse vaakumi astet vahemikus -0.08 MPa kuni -0.1 MPa ja degaseerimisaeg on 10–20 minutit.

2. Tsentrifugaalne degaseerimine

Lisaks vaakumdegaseerimisele saab kasutada ka tsentrifugaaldegaseerimist. Pange segatud epoksüvaik tsentrifugaalseadmesse ja kiirel pöörlemisel tekkiv tsentrifugaaljõud paneb mullid koonduma epoksüvaigu pinnale ja seejärel eemaldage mullid sisaldav pinnakiht. Tsentrifugaalse degaseerimise kiirust ja aega tuleb samuti optimeerida vastavalt tegelikule olukorrale.

(4) Kõvenemisprotsessi juhtimine

1. Temperatuuri ühtlane jaotus

Kõvenemise ajal on oluline tagada kuumtöötlusahjus ühtlane temperatuurijaotus. Epoksiidvaiku ühtlaseks kuumutamiseks kõvenemisprotsessi ajal saab kasutada ülitäpset temperatuuri reguleerimissüsteemi ja head soojusjuhtivuse disaini. Näiteks kasutage kuuma õhu tsirkulatsioonisüsteemiga kõvendusahju, mis võib muuta temperatuuri ahjus ühtlasemaks ja vältida epoksüvaigu ebaühtlast kõvenemist liiga kõrgete või madalate kohalike temperatuuride tõttu.

2. Sobiv kõvenemiskiirus

Kõvenemiskiiruse reguleerimine võib samuti mõjutada epoksüvaigu ühtlast kapseldamise efekti. Liiga kiire kõvenemiskiirus võib põhjustada epoksüvaigu kõvenemise enne, kui see on täielikult voolanud ja kiibi kapseldanud, samas kui liiga aeglane kõvenemiskiirus mõjutab tootmise efektiivsust. Vastavalt epoksüvaigu koostisele ja omadustele valige sobiv kõvenemistemperatuuri kõver ja aeg, mis võimaldab epoksüvaigul kõvenemisprotsessi sobiva aja jooksul lõpule viia ja kiibi ühtlaselt kapseldada.

 

Ühised protsessi raskused

(1) Mulliprobleem

1. Mullide tekke põhjused

Epoksüvaigu segamise, valamise ja kõvenemise käigus võivad tekkida mullid. Näiteks segamise ajal ebaühtlane segamine toob kaasa õhu ja moodustab mullid; liiga kiire valamise kiirus või vale valamismeetod toob epoksüvaikusse ka õhku; lisaks mõjutavad mullide teket ja eemaldamist ka epoksüvaigu enda pindpinevus- ja viskoossusomadused.

2. Mullide mõju ühtlasele kapseldamisele

Mullide olemasolu hävitab epoksüvaigu ühtluse, mille tulemuseks on tühimikud või õõnsused kiibi ümber, mis mõjutab LED-i optilist jõudlust ja soojuse hajumist. Samal ajal võivad mullid kõvenemise ajal laieneda või lõhkeda, mõjutades veelgi epoksüvaigu kapseldamise efekti ja kapseldamise kvaliteeti.

(2) Epoksüvaigu voolavusprobleem

1. Ebapiisava voolavuse põhjused

Epoksüvaigu voolavust mõjutavad paljud tegurid, nagu temperatuur, viskoossus, koostis jne. Kui epoksüvaigu viskoossus on liiga kõrge, on valamisprotsessi ajal raske ühtlaselt ümber kiibi voolata, mille tulemuseks on ebaühtlane kapseldamine. Lisaks vähendab liiga madal ümbritseva õhu temperatuur ka epoksüvaigu voolavust, muutes kiibi ja kronsteini vaheliste tühimike täielikuks täitmiseks keeruliseks.

2. Sujuvuse väljakutsed ühtlaseks kapseldamiseks

Ebapiisav voolavus põhjustab epoksüvaigu lokaalse kogunemise kiibi ümber või ei suuda kiipi täielikult katta. See probleem on silmatorkavam eriti mõne keeruka struktuuriga kiibi või sulgude puhul. See ei mõjuta mitte ainult LED-i optilist jõudlust, vaid põhjustab ka kiibi ja epoksüvaigu vahelise ebaühtlase sidumisjõu, mis vähendab kapsli töökindlust.

(3) Kiibi asukoha kõrvalekalle

1. Positsiooni kõrvalekalde põhjused

Epoksiidvaigu valamise käigus võib laast vedeliku löögijõu või pindpinevuse tõttu oma asendist kõrvale kalduda. Lisaks võib kiibi asendi muutumist põhjustada ka stantsi sidumisliimi kõvenemine või ebatasasused stantsi sidumisprotsessi ajal.

2. Positsioonihälbe mõju ühtlasele kapseldamisele

Laastu asukoha kõrvalekaldumine põhjustab epoksüvaigu ebaühtlase kapseldamise kiibi ümber. See võib viia selleni, et epoksüvaik on mõnes osas liiga paks ja mõnes osas liiga õhuke või ei suuda isegi katta. See mõjutab tõsiselt LED-i optilist ja elektrilist jõudlust ning vähendab toote järjepidevust ja töökindlust.

(4) Epoksüvaigu ebaühtlane kõvenemine

1. Ebaühtlase kõvenemise põhjused

Ebaühtlase kõvenemise põhjuseks võib olla ebaühtlane temperatuurijaotus kuumtöötlusahjus, epoksüvaigu ebaühtlane koostis või kõvenemiskiiruse ebaõige reguleerimine. Lisaks võib kiibi ja kronsteini soojusjuhtivuse erinevus põhjustada ka epoksüvaigu erineva kõvenemiskiiruse erinevates osades.

2. Ühtlase kapseldamise ebaühtlase kõvenemise tagajärjed

Ebaühtlane kõvenemine muudab epoksüvaigu kiibi ümber erineva kõvaduse ja tihedusega, mõjutades selle kaitsvat ja toetavat toimet kiibile. Samal ajal võib see kaasa tuua ka ebaühtlase ühendusjõu epoksüvaigu ning kiibi ja kronsteini vahel ning pikaajalisel kasutamisel võivad tekkida sellised probleemid nagu pragunemine või koorumine.

 

Lahendused

(1) Mulliprobleemi lahendused

1. Optimeerige segamisprotsess

Epoksüvaigu segamisel kasutage sobivat segamismeetodit ja -kiirust, et epoksüvaik oleks täielikult segunenud ilma liigse õhu sissevooluta. Võib kasutada aeglase segamise ja segamisaja pikendamise meetodit ning püüda vältida segamise ajal ägedat segamist. Lisaks saab epoksüvaigu komponente enne segamist eelkuumutada, et vähendada selle viskoossust ja parandada segamisefekti.

2. Parandage valamise protsessi

Epoksiidvaigu valamisel kontrollige valamise kiirust, et vältida õhu toomist liiga kiire valamise tõttu. Võib kasutada aeglast ja ühtlast valamismeetodit ning teha valamisprotsessi ajal sobiv paus, et epoksüvaigul saaks täielikult voolata ja mullid tühjendada. Samal ajal valige sobivad valamisseadmed ja düüsid, et epoksüvaik saaks laastu sujuvalt voolata.

3. Tugevdage degaseerimisprotseduuri

Lisaks eelnevalt mainitud vaakumdegaseerimisele ja tsentrifugaaldegaseerimisele võib epoksüvaigule lisada ka sobiva koguse vahueemaldajat. Vahusti võib vähendada epoksüvaigu pindpinevust, muutes mullide lõhkemise ja eemaldamise lihtsamaks. Siiski pöörake tähelepanu lisatud vahueemaldi kogusele, kuna liiga palju vahueemaldajat võib mõjutada epoksüvaigu toimivust.

(2) Lahendused epoksüvaigu voolavusprobleemile

1. Reguleerige epoksüvaigu koostist

Reguleerige epoksüvaigu koostist, et vähendada selle viskoossust ja parandada selle voolavust. Võib lisada sobiva koguse lahjendit või valida madala viskoossusega epoksüvaigu maatriksi. Kuid koostise reguleerimisel pöörake tähelepanu epoksüvaigu muude omaduste (nt optilised, mehaanilised ja kõvenemisomadused) säilitamisele.

2. Kontrollige ümbritsevat temperatuuri

Enne epoksüvaigu valamist eelsoojendage epoksüvaiku ja kapseldamiskeskkonda sobiva temperatuurini, et parandada epoksüvaigu voolavust. Üldiselt vähendab temperatuuri tõus epoksüvaigu viskoossust ja suurendab selle voolavust. Kuid pöörake tähelepanu temperatuuri reguleerimisele mõistlikus vahemikus, et vältida epoksüvaigu enneaegset kõvenemist või liiga kõrge temperatuuri tõttu jõudluse halvenemist.

3. Optimeerige kronsteini struktuur

Optimeerige kronsteini struktuuri, et vähendada takistust epoksüvaigu voolamisele. Näiteks vähendage kronsteini teravaid nurki ja eendeid, et võimaldada epoksüvaigu sujuvamat voolamist. Samal ajal saab kronsteinile seada mõningaid abivoolukonstruktsioone, nagu ümbersuunamissooned või augud.

(3) Lahendused kiibi asukoha kõrvalekalde probleemile

1. Parandage liimimisprotsessi

Parandage matriitsi liimimisprotsessi täpsust ja stabiilsust, et tagada kiibi tugev kinnitus kronsteinile. Kasutage ülitäpseid stantsliimi ja kvaliteetseid liimimisliime, kontrollige liimimisliimi doseerimiskogust ja asendit ning tagage enne epoksüvaigu valamist laastu täpne asend. Lisaks saab pärast stantsi sidumist läbi viia sobiva kõvendustöötluse, et suurendada stantsi liimimise tugevust ja vältida kiibi kõrvalekaldumist järgnevate protsesside käigus.

2. Valamisprotsessi optimeerimine

Epoksiidvaigu valamisel kontrollige valamise kiirust ja suunda, et vähendada vedeliku löögijõudu kiibile. Epoksiidvaigu ühtlaseks jaotumiseks ümber kiibi ja vältida ülemäärasest kohalikust rõhust põhjustatud laastu kõrvalekaldeid, saab kasutada mitmepunktilise või järkjärgulise valamise meetodeid. Samal ajal saab valamisprotsessi ajal kronsteini nurka sobivalt reguleerida, et epoksüvaik saaks laastu ümber loomulikumalt voolata.

(4) Lahendused epoksüvaigu ebaühtlase kõvenemise probleemile

1. Optimeerige kuumtöötlusseadmeid

Kasutage suure täpsusega kõvendusseadmeid, et tagada kuumtöötlusahjus ühtlane temperatuurijaotus. Temperatuurianduri ja tagasiside juhtimissüsteemiga kõvendusahju saab kasutada ahju temperatuuri jälgimiseks ja reguleerimiseks reaalajas. Samal ajal hooldage ja kalibreerige kuumutusseadmeid regulaarselt, et tagada selle temperatuuri reguleerimise täpsus.

2. Reguleerige epoksüvaigu koostist

Optimeerige epoksüvaigu koostist, et muuta selle kõvenemisreaktsioon ühtlasemaks. Valida saab suhteliselt stabiilse kõvenduskiirusega kõvendi ja kõvendi kogust saab mõistlikult reguleerida. Lisaks võib lisada ka ühtlast kõvenemist soodustavaid lisaaineid, näiteks latentseid kõvendeid või sidestusaineid.

3. Kontrollige kõvenemisprotsessi

Kõvenemisprotsessi ajal kontrollige rangelt kõvenemistemperatuuri ja -aega ning toimige vastavalt epoksüvaigu kõvenemiskõverale. Võib kasutada segmenteeritud kõvendusmeetodit, esmalt teostage eelkõvastumine madalamal temperatuuril, et epoksüvaiku saaks algselt kõveneda ja moodustada teatud tugevus, ning seejärel teostage täielik kõvendamine kõrgemal temperatuuril, et tagada epoksüvaigu ühtlane kõvenemine kiibi ümber.

Järeldus

Vormiriietuse tagamine LED-kiipide kapseldamine epoksüvaiguga on LED-i kapseldamise protsessi võtmelüli, mis mõjutab otseselt LED-ide jõudlust ja töökindlust. Selliste meetodite abil nagu täpne kronsteini kujundus, valamisprotsessi juhtimine, degaseerimistöötlus ja kõvenemisprotsessi juhtimine, saab epoksüvaigu kapseldamise ühtlust tõhusalt parandada. Samal ajal saab tavaliste protsessiraskuste, nagu mullide, epoksüvaigu voolavusprobleemide, laastu asukoha kõrvalekalde ja ebaühtlase kõvenemise korral kasutada vastavaid lahendusi kapsli kvaliteedi edasiseks parandamiseks. Tegelikus tootmises on vaja kapseldamisprotsessi pidevalt optimeerida ja tugevdada kvaliteedikontrolli, et rahuldada turu nõudlust kvaliteetsete LED-toodete järele ja edendada LED-tööstuse jätkusuutlikku arengut. Tulevikus, LED-tehnoloogia pideva arengu ja kasutusvaldkondade pideva laienemisega, muutuvad nõuded epoksüvaigu kapseldamise protsessile üha kõrgemaks. Tööstuse arenguvajadustega kohanemiseks on vaja pidevaid tehnoloogilisi uuendusi ja teadusuuringuid.

Lisateavet metalli ja plasti jaoks parima epoksüliimliimi valimise kohta saate külastada DeepMateriali aadressil https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ rohkem infot.