Influencia das diferentes condicións de curado no rendemento dos LEDs encapsulados con resina epoxi

 

O LED (Light Emitting Diode), como fonte de luz semicondutor altamente eficiente, de aforro de enerxía e de longa duración, aplicouse amplamente en numerosos campos como a iluminación, a pantalla e a comunicación. A resina epoxi converteuse nun material de uso habitual na encapsulación de LED debido ás súas excelentes propiedades, incluíndo unha boa transparencia óptica, illamento, resistencia mecánica e resistencia á corrosión química. Non obstante, o proceso de curado da resina epoxi ten un impacto vital no rendemento dos LED. As diferentes condicións de curado poden cambiar significativamente o estado de curado e as propiedades finais da resina epoxi, afectando así o rendemento xeral dos LED. Polo tanto, un estudo exhaustivo da influencia das diferentes condicións de curación no rendemento de LEDs encapsulados con resina epoxi é de gran importancia para mellorar a calidade dos produtos LED e optimizar o proceso de encapsulamento.

Influencia das condicións de curado na reacción de curado da resina epoxi

1. Influencia da temperatura

A temperatura é un dos factores clave que afectan a reacción de curado da resina epoxi. A reacción entre a resina epoxi e o axente de curado é unha reacción química exotérmica. Un aumento da temperatura acelerará a velocidade de reacción. Dentro dun determinado intervalo, unha temperatura máis alta intensifica o movemento térmico molecular, aumentando a frecuencia de colisión e a probabilidade de colisións efectivas entre as moléculas do axente de curado e as moléculas de resina epoxi, acelerando así o progreso da reacción de curado. Por exemplo, para o sistema común de axente de curado de amina e resina epoxi de tipo bisfenol A, aumentar adecuadamente a temperatura de curado pode acurtar significativamente o tempo de curado. Non obstante, se a temperatura é demasiado alta, a reacción de curado pode ser demasiado intensa, dificultando o control da reacción, xerando tensión interna e mesmo provocando a descomposición da resina epoxi e un descenso do seu rendemento. Pola contra, se a temperatura é demasiado baixa, a velocidade de reacción de curado será demasiado lenta, o que provocará un curado incompleto e afectará á dureza, resistencia e outras propiedades da resina epoxi.

2. Influencia do Tempo

O tempo de curado está moi relacionado coa temperatura. A unha determinada temperatura, é necesario tempo suficiente para garantir que a resina epoxi e o axente de curado reaccionan plenamente para lograr un estado de curado completo. A medida que aumenta o tempo de curado, o grao de reticulación da resina epoxi mellora gradualmente e fórmanse máis enlaces químicos entre as cadeas moleculares, mellorando gradualmente as propiedades da resina epoxi como a dureza, a resistencia e o módulo. Non obstante, cando o tempo de curado alcanza un certo punto, a mellora das propiedades da resina epoxi tende a estabilizarse. Continuar a prolongar o tempo de curado ten pouco efecto na mellora das propiedades pero reducirá a eficiencia da produción. Polo tanto, determinar o tempo de curado axeitado é fundamental para garantir as propiedades da resina epoxi e a eficiencia da produción.

3. Influencia da humidade

A humidade tamén ten unha certa influencia na reacción de curado da resina epoxi. Nun ambiente húmido, a humidade pode participar na reacción de curado da resina epoxi, cambiando o mecanismo de reacción e a estrutura dos produtos. Por unha banda, a humidade pode reaccionar co axente de curado, consumindo parte do axente de curado e provocando un curado incompleto. Por outra banda, a humidade pode formar pequenas burbullas ou poros dentro da resina epoxi, reducindo a compacidade e as propiedades da resina epoxi. Ademais, a humidade tamén pode afectar as propiedades da superficie da resina epoxi, como a tensión superficial e a humectabilidade, e así afectar a súa forza de unión co chip LED e outros materiais de encapsulación.

 

Influencia das condicións de curado nas propiedades ópticas dos LED

1. Influencia na intensidade luminosa

O grao de curado da resina epoxi afecta directamente á súa transparencia óptica, e así afecta a intensidade luminosa dos LED. Se o curado é incompleto, hai moléculas sen reaccionar e ocos no interior da resina epoxi, o que levará a un aumento da dispersión e absorción da luz, reducindo así a intensidade luminosa dos LED. Pola contra, unha resina epoxi densa e totalmente curada pode conducir mellor a luz, reducindo a perda de luz e aumentando a intensidade luminosa dos LED. Ademais, o estrés interno causado por condicións de cura inadecuadas tamén pode cambiar as propiedades ópticas da resina epoxi, como a xeración do fenómeno de birrefringencia, que afecta á dirección de propagación e á distribución da intensidade da luz.

2. Influencia na consistencia da cor

As diferentes condicións de curado poden causar cambios no índice de refracción da resina epoxi, afectando así a consistencia da cor dos LED. Cando o índice de refracción da resina epoxi non é uniforme, a luz de diferentes lonxitudes de onda experimentará diferentes graos de refracción e dispersión ao propagarse na resina epoxi, o que provocará unha desviación da cor. Por exemplo, se a temperatura é demasiado alta ou o tempo de curado é demasiado longo, a densidade de entrecruzamento da resina epoxi pode ser demasiado grande, aumentando o índice de refracción e provocando que a cor dos LED cambie cara á dirección de onda curta. Cando a humidade é alta, a presenza de humidade na resina epoxi pode reducir o seu índice de refracción, facendo que a cor se desprace cara á dirección de onda longa.

3. Influencia na desintegración da luz

A decadencia da luz é un dos indicadores importantes para medir a vida útil dos LED. As condicións de cura inadecuadas provocarán unha diminución da estabilidade da resina epoxi, facéndoa máis susceptible á influencia de factores ambientais externos (como a temperatura, a humidade, os raios ultravioleta, etc.) durante o seu uso a longo prazo, acelerando así a desintegración da luz. Por exemplo, unha resina epoxi curada incompletamente é propensa á degradación e ao envellecemento a altas temperaturas e á radiación ultravioleta, o que provoca un deterioro gradual das súas propiedades ópticas e unha aceleración da desintegración da luz. Non obstante, as condicións de curación adecuadas poden permitir que a resina epoxi forme unha estrutura de entrecruzamento estable, mellorando o seu rendemento anti-envellecemento e ralentizando a taxa de descomposición da luz.

 

Influencia das condicións de curado nas propiedades eléctricas dos LED

1. Influencia no rendemento do illamento

Como material illante para a encapsulación de LED, o estado de curado da resina epoxi ten unha influencia importante no rendemento de illamento dos LED. Se o curado é incompleto, hai grupos polares sen reaccionar e ocos no interior da resina epoxi, o que reducirá a súa resistencia de illamento e aumentará o risco de fugas. Ademais, a humidade tamén ten un impacto significativo no rendemento de illamento da resina epoxi. Para a resina epoxi curada nun ambiente húmido, a presenza de humidade reducirá aínda máis o seu rendemento de illamento. Pola contra, unha resina epoxi densa e totalmente curada ten un bo rendemento de illamento, que pode illar eficazmente o chip LED do circuíto externo e garantir o funcionamento normal dos LED.

2. Influencia nos parámetros eléctricos

Os cambios nas condicións de curado poden afectar os parámetros eléctricos dos LED, como a tensión directa e a corrente de fuga inversa. Unha resina epoxi curada ou estresada de forma incompleta pode exercer unha tensión mecánica sobre o chip LED, provocando a distorsión da estrutura de celosía dentro do chip e afectando así o seu rendemento eléctrico. Por exemplo, a tensión mecánica pode cambiar as características da unión PN do chip LED, o que provoca un aumento da tensión directa ou un aumento da corrente de fuga inversa. Ademais, as condicións de cura inadecuadas tamén poden afectar a resistencia de contacto interfacial entre a resina epoxi e o chip LED, e así afectar o rendemento eléctrico dos LED.

 

Influencia das condicións de curado nas propiedades térmicas dos LED

1. Influencia no rendemento da disipación de calor

Xérase unha gran cantidade de calor cando os LED funcionan, e un bo rendemento de disipación de calor é fundamental para garantir o rendemento e a vida útil do LEDs encapsulados con resina epoxi. A condutividade térmica da resina epoxi está estreitamente relacionada co seu estado de curado. Unha resina epoxi curada incompletamente ten máis ocos e defectos no seu interior, o que reducirá a súa condutividade térmica e dificultará a condución da calor. Ademais, cando a humidade é alta, a presenza de humidade na resina epoxi reducirá aínda máis a súa condutividade térmica porque a condutividade térmica da auga é moito menor que a da resina epoxi. Pola contra, unha resina epoxi densa e totalmente curada ten unha condutividade térmica máis alta, que pode conducir de forma máis eficaz a calor xerada polo chip LED, reducir a temperatura do chip e mellorar a estabilidade térmica dos LED.

2. Influencia no coeficiente de expansión térmica

A falta de coincidencia dos coeficientes de expansión térmica entre o chip LED, a resina epoxi e outros materiais de encapsulación provocará a xeración de estrés térmico cando a temperatura cambie, afectando así o rendemento e a fiabilidade dos LED. As condicións de curado afectarán ao coeficiente de expansión térmica da resina epoxi. En xeral, canto maior sexa o grao de curado, maior será a densidade de reticulación da resina epoxi e menor será o seu coeficiente de expansión térmica. Se as condicións de curado son inadecuadas, o coeficiente de expansión térmica da resina epoxi pode diferir moito do do chip LED e doutros materiais de encapsulación. Cando a temperatura cambia, xerarase unha gran cantidade de estrés térmico, que pode causar rachaduras na interface entre o chip e a resina epoxi, e mesmo danar o chip.

 

Influencia das condicións de curado nas propiedades mecánicas dos LED

1. Influencia sobre a dureza e a resistencia

As condicións de curado determinan directamente o grao de reticulación da resina epoxi, e o grao de reticulación está estreitamente relacionado coa dureza e resistencia da resina epoxi. O curado da resina epoxi a unha temperatura e tempo adecuados pode permitirlle formar unha estrutura de reticulación suficiente, aumentando gradualmente a súa dureza e resistencia. Non obstante, se a temperatura é demasiado alta ou o tempo é demasiado longo, a resina epoxi pode curarse en exceso, o que provoca unha excesiva reticulación das súas cadeas moleculares, aumentando a fraxilidade. Aínda que a dureza e resistencia aumentan ata certo punto, a tenacidade diminúe e é propenso a racharse. Pola contra, unha resina epoxi curada incompletamente ten baixa dureza e resistencia e non pode protexer eficazmente o chip LED.

2. Influencia na resistencia ao impacto

Os LED poden estar sometidos a impactos mecánicos durante o seu uso, polo que a resistencia ao impacto dos seus materiais de encapsulamento é moi importante. As condicións de curado adecuadas poden dotar á resina epoxi dunha boa dureza e resistencia, permitíndolle absorber e dispersar eficazmente a enerxía de impacto e protexer o chip LED de danos. Non obstante, debido aos defectos e á falta de homoxeneidade da súa estrutura interna, unha resina epoxi mal curada é propensa á propagación de rachaduras e á fragmentación cando se somete a un impacto, o que reduce a resistencia ao impacto dos LED.

Conclusión

En conclusión, as condicións de curado, como a temperatura, o tempo e a humidade, teñen importantes impactos multifacéticos no rendemento do LEDs encapsulados con resina epoxi. Durante o proceso de encapsulación de LED, o control razoable das condicións de curado é a clave para garantir o rendemento e a fiabilidade dos LED. Para obter o mellor rendemento do LED, é necesario optimizar con precisión os parámetros como a temperatura de curado, o tempo e a humidade segundo as características da resina epoxi e os requisitos de deseño dos LED, para lograr o curado completo da resina epoxi e un bo rendemento. Ao mesmo tempo, tamén é necesario estudar aínda máis a relación interna entre as condicións de curado, a reacción de curado da resina epoxi e o rendemento dos LED, e explorar continuamente novos procesos e tecnoloxías de curado para satisfacer os requisitos de calidade e rendemento cada vez máis elevados dos produtos LED. No futuro, co desenvolvemento continuo da tecnoloxía LED e a expansión dos seus campos de aplicación, a investigación e optimización do proceso de encapsulación de resina epoxi terá unha importancia aínda maior e espérase que proporcione un forte apoio ao desenvolvemento sostible da industria LED.

Para obter máis información sobre como escoller a mellor influencia das diferentes condicións de curado no rendemento dos LED encapsulados con resina epoxi, pode visitar DeepMaterial en https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ para máis información.