Էպոքսիդային ծածկույթի ծերացման երևույթները և դրանց ազդեցությունը LED- ի աշխատանքի վրա

 

LED (Light Emitting Diode), որպես բարձր արդյունավետության, էներգախնայող և երկարատև լույսի աղբյուրի նոր տեսակ, լայնորեն կիրառվում է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են լուսավորությունը և ցուցադրումը: Իր լավ օպտիկական, էլեկտրական մեկուսացման և մեխանիկական կատարողականության շնորհիվ էպոքսիդային խեժը դարձել է սովորաբար օգտագործվող նյութ epoxy encapsulated LED. Այնուամենայնիվ, երկարաժամկետ օգտագործման ժամանակ էպոքսիդային խեժը անխուսափելիորեն կենթարկվի ծերացման երևույթների, ինչը զգալի ազդեցություն կունենա LED-ների աշխատանքի վրա: Էպոքսիդային խեժի ծերացման երևույթների և լուսադիոդային լուսադիոդային արդյունավետության վրա դրանց ազդեցության վերաբերյալ խորը հետազոտությունների իրականացումը մեծ նշանակություն ունի LED արտադրանքի որակի և հուսալիության բարձրացման համար:

Epoxy Ecapsulated LED-ների կառուցվածքը և սկզբունքը

LED չիպը լուսադիոդի հիմնական բաղադրիչն է լույս արձակելու համար, և դրա ստեղծած լույսը պետք է պաշտպանված լինի և օպտիմիզացվի պարփակված նյութի միջոցով: Ան epoxy encapsulated LED սովորաբար բաղկացած է LED չիպից, էլեկտրոդներից, աջակցության շրջանակից և էպոքսիդային պարկուճային շերտից: Էպոքսիդային ծածկույթի շերտը ոչ միայն դեր է խաղում չիպը արտաքին միջավայրից պաշտպանելու գործում, այլև կարող է բարելավել LED-ի օպտիկական աշխատանքը, ինչպես օրինակ՝ բարձրացնելով լույսի արդյունահանման արդյունավետությունը և գույնի հետևողականությունը:

 

Էպոքսիդային խեժի ծերացման երեւույթները երկարատև օգտագործման ժամանակ

(1) Օպտիկական ծերացման երևույթներ

1. ԴեղնումԵրկարատև օգտագործման ժամանակ, հատկապես այնպիսի գործոնների ազդեցության տակ, ինչպիսիք են ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները և ջերմությունը, էպոքսիդային խեժը կենթարկվի դեղնացման երևույթի: Դա պայմանավորված է նրանով, որ էպոքսիդային խեժի մոլեկուլների քիմիական կապերը կոտրվում և վերակազմակերպվում են՝ առաջացնելով որոշ քրոմոֆոր նյութեր, որոնք առաջացնում են էպոքսիդային խեժի գույնը դեղին գույնի։ Դեղնացումը կնվազեցնի էպոքսիդային խեժի լույսի թափանցելիությունը՝ ազդելով լուսադիոդի լուսավոր արդյունավետության և գունային բնութագրերի վրա:
2. Լույսի ցրման ավելացումԾերացման ընթացքում էպոքսիդային խեժի ներսում կարող են առաջանալ որոշ մանր ճաքեր, պղպջակներ կամ կեղտոտ մասնիկներ: Այս թերությունները կհանգեցնեն էպոքսիդային խեժում լույսի ցրման ավելացման: Լույսի ցրման աճը կդարձնի լուսադիոդի արձակած լույսը ավելի տարբեր՝ նվազեցնելով լույսի ուղղորդությունը և պայծառությունը:

(2) Ֆիզիկական ծերացման երեւույթներ

1. Կոշտության և ուժի նվազումՋերմային ցիկլերի երկարատև ազդեցությունը, մեխանիկական սթրեսը և այլն, կհանգեցնեն էպոքսիդային խեժի մոլեկուլային շղթաների թուլացմանը և կոտրմանը, ինչը հանգեցնում է դրա կարծրության և ամրության նվազմանը: Կարծրության և ամրության նվազումը կթուլացնի LED չիպի համար էպոքսիդային պարկուճային շերտի պաշտպանիչ կարողությունը՝ մեծացնելով արտաքին աշխարհի կողմից չիպի մեխանիկական վնասման վտանգը:
2. Չափային փոփոխությունԷպոքսիդային խեժը կընդլայնվի և կծկվի տարբեր ջերմաստիճանի և խոնավության պայմաններում: Երկարատև ջերմային ընդարձակման և կծկման ցիկլերը ներքին լարվածություն կառաջացնեն էպոքսիդային ծածկույթի շերտում, այդպիսով հանգեցնելով չափերի փոփոխությունների: Չափային փոփոխությունները կարող են առաջացնել բացեր ի հայտ գալ ինտերֆեյսներում ինկապսուլյացիայի շերտի, չիպի և աջակցության շրջանակի միջև՝ ազդելով LED-ի էլեկտրական աշխատանքի և կնքման վրա:

(3) Քիմիական ծերացման երեւույթներ

1. Հիդրոլիզի ռեակցիաԽոնավ միջավայրում քիմիական կապերը, ինչպիսիք են էսթերային կապերը էպոքսիդային խեժում, հակված են հիդրոլիզի ռեակցիաների ենթարկվելու: Հիդրոլիզի ռեակցիան կկոտրի էպոքսիդային խեժի մոլեկուլային շղթաները՝ նվազեցնելով դրա մոլեկուլային քաշը և արդյունավետությունը: Հիդրոլիզի արդյունքում առաջացած թթվային նյութերը կարող են նաև կոռոզիայի ենթարկել LED չիպը և էլեկտրոդները՝ ազդելով LED-ի էլեկտրական աշխատանքի վրա:
2. Օքսիդացման ռեակցիաԷպոքսիդային խեժը բարձր ջերմաստիճանի և թթվածնի ազդեցության տակ կենթարկվի օքսիդացման ռեակցիա՝ առաջացնելով որոշ ֆունկցիոնալ խմբեր, ինչպիսիք են կարբոնիլ խմբերը և կարբոքսիլ խմբերը: Օքսիդացման ռեակցիան կփոխի էպոքսիդային խեժի քիմիական կառուցվածքը և կատարումը՝ դարձնելով այն ավելի փխրուն և անկայուն:

 

Էպոքսիդային խեժի ծերացման ազդեցությունը լուսադիոդային արդյունավետության վրա

(1) Ազդեցություն օպտիկական կատարողականության վրա

1. Լուսավոր արդյունավետության նվազումԷպոքսիդային խեժի դեղնացումն ու լույսի ցրման ավելացումը կհանգեցնի նրան, որ ավելի շատ լույս կլանվի և ցրվի, այդպիսով նվազեցնելով լուսադիոդից արտանետվող լուսավոր հոսքը և նվազեցնելով լուսավորության արդյունավետությունը: Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ երբ էպոքսիդային խեժի դեղնացումը խիստ է, լուսադիոդի լուսավոր արդյունավետությունը կարող է նվազել ավելի քան 10%-ով:
2. Գույնի շեղումԷպոքսիդային խեժի ծերացումը կփոխի դրա հաղորդունակությունը և ցրման առանձնահատկությունները տարբեր ալիքի երկարությունների լույսի համար՝ հանգեցնելով LED-ի արձակած լույսի գույնի շեղմանը: Գույնի շեղումը կազդի լուսադիոդի գունային հետևողականության և ճշգրտության վրա լուսավորության և ցուցադրման ծրագրերում:

(2) Ազդեցությունները էլեկտրական աշխատանքի վրա

1. Էլեկտրամեկուսացման արդյունավետության նվազումԾերացման ռեակցիաները, ինչպիսիք են էպոքսիդային խեժի հիդրոլիզը և օքսիդացումը, կստեղծեն որոշ իոնային նյութեր դրա մեջ, ինչը կնվազեցնի էպոքսիդային խեժի էլեկտրական մեկուսացման արդյունավետությունը: Էլեկտրական մեկուսացման արդյունավետության նվազումը կարող է հանգեցնել LED չիպի և աջակցության շրջանակի միջև արտահոսքի՝ ազդելով LED-ի բնականոն աշխատանքի վրա:
2. Կոնտակտային դիմադրության բարձրացումԷպոքսիդային խեժի ծերացման հետևանքով առաջացած ինտերֆեյսի բացերի ձևավորումը և ծածկույթի շերտի ծավալային փոփոխությունները կարող են հանգեցնել չիպի և էլեկտրոդների միջև վատ շփման՝ բարձրացնելով շփման դիմադրությունը: Կոնտակտային դիմադրության աճը ոչ միայն կբարձրացնի LED-ի էներգիայի սպառումը, այլև կարող է առաջացնել չիպի տեղային գերտաքացում՝ արագացնելով LED-ի ծերացումը:

(3) Ազդեցությունները ջերմային աշխատանքի վրա

1. Ջերմային ցրման արդյունավետության վատթարացումԷպոքսիդային խեժի ծերացումից հետո ջերմության փոխանցման ներքին ուղիները կարող են վնասվել, ինչը հանգեցնում է ջերմային հաղորդունակության նվազմանը: Ջերմության արտանետման արդյունավետության վատթարացումը կդժվարացնի LED չիպի կողմից առաջացած ջերմության արդյունավետ ցրումը, ինչը կբարձրացնի չիպի ջերմաստիճանը և, հետևաբար, կազդի LED-ի լուսավոր արդյունավետության և կյանքի տևողության վրա:
2. Ջերմային սթրեսի ավելացումԷպոքսիդային խեժի ծերացման հետևանքով առաջացած ծավալային փոփոխությունները և կարծրության նվազումը կառաջացնեն ավելի մեծ ջերմային սթրես LED-ում ջերմային ցիկլերի ընթացքում: Ջերմային սթրեսի ավելացումը կարող է հանգեցնել չիպի, աջակցության շրջանակի և պարկուճային շերտի միջերեսների ճաքերի կամ շերտազատման, ինչը ավելի վատթարացնում է LED-ի աշխատանքը:

 

Էպոքսիդային խեժի ծերացման կանխարգելման և մեղմացման միջոցառումներ

(1) Էպոքսիդային խեժի բանաձևի օպտիմալացում

1. Հակատարիքային միջոցների ավելացում. էպոքսիդային խեժին հակատարիքային նյութերի, ինչպիսիք են ուլտրամանուշակագույն կլանիչներ, հակաօքսիդանտներ և հակահիդրոլիզի նյութեր ավելացնելը կարող է արդյունավետորեն արգելակել էպոքսիդային խեժի ծերացման ռեակցիաները: Օրինակ, ուլտրամանուշակագույն կլանիչների համապատասխան քանակի ավելացումը կարող է նվազեցնել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների վնասը էպոքսիդային խեժին և հետաձգել դեղնության առաջացումը:
2. Համապատասխան բուժիչ նյութի ընտրություն. տարբեր բուժիչ նյութեր կազդեն էպոքսիդային խեժի ամրացման աստիճանի և կատարողականի վրա: Համապատասխան բուժիչ նյութ ընտրելը կարող է մեծացնել էպոքսիդային խեժի խաչաձեւ կապի խտությունն ու կայունությունը և բարձրացնել դրա հակատարիքային կարողությունը:

(2) Էկապսուլյացիայի գործընթացի բարելավում

1. Սերմնավորման պայմանների վերահսկում. էպոքսիդային խեժի ամրացման ջերմաստիճանը, ժամանակը և ճնշումը և այլնի ճշգրիտ վերահսկումը կարող է ապահովել, որ էպոքսիդային խեժը լիովին բուժվել է և նվազեցնել ներքին թերությունների առաջացումը: Օպտիմիզացված ամրացման պայմանները օգտակար են էպոքսիդային պարուրման շերտի որակը և կատարումը բարելավելու համար:
2. Ընդգրկված պարփակման բարելավում. Ընդլայնված պարփակման պրոցեսների և կնքման նյութերի ընդունում՝ լուսադիոդային պարկուճի կնքումը բարելավելու համար՝ կանխելով արտաքին միջավայրի գործոնները, ինչպիսիք են խոնավությունը և թթվածինը, ներթափանցել էպոքսիդային պարկուճային շերտ՝ այդպիսով դանդաղեցնելով էպոքսիդային խեժի ծերացման արագությունը:

(3) Օգտագործման միջավայրի օպտիմալացում

1. Ջերմաստիճանի և խոնավության վերահսկում. Փորձեք վերահսկել LED աշխատանքային միջավայրի ջերմաստիճանը և խոնավությունը համապատասխան միջակայքում և խուսափեք LED-ի երկար ժամանակ աշխատել բարձր ջերմաստիճանի և բարձր խոնավության միջավայրում: Ջերմության ցրման դիզայնը և խոնավությունից պաշտպանող միջոցները կարող են ընդունվել LED-ի օգտագործման միջավայրը բարելավելու համար:
2. Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման նվազեցում. LED-ների կիրառման ժամանակ փորձեք նվազեցնել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների ճառագայթումը էպոքսիդային պարուրման շերտի վրա: Օրինակ, LED-ի մակերեսին կարող է ավելացվել ուլտրամանուշակագույն պաշտպանիչ շերտ կամ օգտագործել ուլտրամանուշակագույն դիմադրություն ունեցող պարուրակային նյութեր:

Եզրափակում

Երկարատև օգտագործման ժամանակ. epoxy encapsulated LED կզգան ծերացման տարբեր երևույթներ, ներառյալ օպտիկական, ֆիզիկական և քիմիական ասպեկտները: Այս ծերացման երևույթները զգալի ազդեցություն կունենան LED-ների օպտիկական, էլեկտրական և ջերմային աշխատանքի վրա: Միջոցառումների միջոցով, ինչպիսիք են էպոքսիդային խեժի բանաձևի օպտիմալացումը, պարփակման գործընթացի բարելավումը և օգտագործման միջավայրի օպտիմալացումը, էպոքսիդային խեժի ծերացումը կարող է արդյունավետորեն կանխվել և մեղմվել, իսկ LED-ների հուսալիությունն ու ծառայության ժամկետը կարող են բարելավվել: Ապագայում, LED տեխնոլոգիայի շարունակական զարգացման հետ մեկտեղ, էպոքսիդային ինկապսուլյացիայի նյութերի կատարողականի պահանջները գնալով ավելի են բարձրանալու: Անհրաժեշտ է հետագա խորը հետազոտություններ կատարել էպոքսիդային խեժի ծերացման մեխանիզմի և հակատարիքային տեխնոլոգիայի վերաբերյալ՝ LED արդյունաբերության զարգացման կարիքները բավարարելու համար: Միևնույն ժամանակ, անհրաժեշտ է նաև ուժեղացնել լուսադիոդային արտադրանքի ծերացման մոնիտորինգը և գնահատումը փաստացի օգտագործման ընթացքում՝ LED արտադրանքի որակի վերահսկման և կատարողականի օպտիմալացման ավելի ճշգրիտ հիմք ապահովելու համար:

Էպոքսիդային ծածկույթի լավագույն ծերացման երևույթների ընտրության և LED-ի կատարողականի վրա դրանց ազդեցության մասին ավելին իմանալու համար կարող եք այցելել DeepMaterial՝ https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ մանրամասն տեղեկությունների համար.