שיטות להבטחת עטיפה אחידה של שבבי LED עם שרף אפוקסי, קשיים בתהליך ופתרונות

 

עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית LED, נעשה בו שימוש נרחב בתחומים רבים כמו תאורה, תצוגה, אלקטרוניקה לרכב וכו'. שרף אפוקסי, כחומר עטיפה נפוץ עבור נוריות LED, הוא בעל תכונות אופטיות, בידוד ומכני טובות. עם זאת, זו משימה לא פשוטה להשיג אחיד עטיפה של שבבי LED עם שרף אפוקסי, אשר קשור ישירות למדדי ביצועים מרכזיים של נוריות LED, כגון אחידות זוהרת, ביצועי פיזור חום ויציבות לטווח ארוך. לכן, ישנה משמעות מעשית רבה ללמוד כיצד להבטיח עטיפה אחידה של שבבי LED עם שרף אפוקסי ולפתור קשיי תהליך קשורים.

שיטות להבטחת אחידות עטיפה של שבבי LED עם שרף אפוקסי

(1) עיצוב סוגר מדויק

1. אזור מיקום צ'יפים סביר

בעת תכנון התושבת, יש להתאים את הצורה והגודל של אזור מיקום השבב לשבב ה-LED, והמשטח צריך להיות שטוח וחלק. זה מאפשר לשרף האפוקסי לזרום באופן שווה סביב השבב במהלך תהליך המזיגה, תוך הימנעות מהצטברות מקומית או חללים. לדוגמה, השתמש בתבניות ברמת דיוק גבוהה לייצור התושבת כדי להבטיח שהדיוק הממדים של אזור מיקום השבבים נמצא בטווח סובלנות קטן מאוד.

2. עיצוב מבנה ניקוז

הגדר חריצי ניקוז או חורים ומבנים אחרים על התושבת כדי להנחות את כיוון הזרימה של שרף האפוקסי, מה שיאפשר לו לעטוף את השבב בצורה אחידה יותר. ניתן לבצע אופטימיזציה של מבני ניקוז אלו בהתאם לצורה ולמיקום של השבב כדי להבטיח שרף האפוקסי יוכל לכסות בצורה חלקה את כל חלקי השבב.

(2) בקרה מדויקת על תהליך המזיגה

1. מבחר ציוד לחלוקה או מזיגה

השתמש במכונות מזיגה או בציוד מזיגה ברמת דיוק גבוהה, שיכולים לשלוט במדויק על כמות המזיגה ומהירותו של שרף האפוקסי. לדוגמא, למכונת חלוקה מסוג בורג יש פונקציות מדידה ובקרה ברמת דיוק גבוהה, המאפשרות מזיגה מיקרו ואחידה של שרף האפוקסי. יחד עם זאת, עיצוב הזרבובית של הציוד הוא גם מכריע. צורה וגודל זרבובית מתאימים יכולים לגרום לשרף האפוקסי לזרום החוצה בקצב זרימה אחיד.

2. תכנון שביל המזיגה

לפי מבנה השבב והתושבת, תכנן נתיב מזיגה סביר. ניתן לאמץ שיטות מזיגה מרובות נקודות או נקודתיות על מנת להבטיח שהשרף האפוקסי זורם באופן שווה לעבר השבב מכיוונים שונים. במהלך תהליך המזיגה, שימו לב לרצף המזיגה ולמרווח הזמן כדי למנוע הצטברות יתר או זרימה לקויה של שרף האפוקסי באזור מסוים.

(3) טיפול בהסרת גז

1. הסרת גז בוואקום

לאחר ערבוב שרף האפוקסי, הכניסו אותו למכונת הסרת גז בוואקום לצורך טיפול בהסרת גז. בסביבת ואקום הבועות בשרף האפוקסי יעלו ויתפוצצו בגלל הפרש הלחצים הפנימי והחיצוני, ובכך יוסרו הבועות. יש להתאים את זמן הסרת הגז ודרגת הוואקום באופן סביר בהתאם למאפיינים ולמינון של שרף האפוקסי. בדרך כלל, דרגת הוואקום נשלטת בין -0.08MPa ל-0.1MPa, וזמן הסרת הגז הוא 10 - 20 דקות.

2. הסרת גז צנטריפוגלי

בנוסף להסרת גז בוואקום, ניתן להשתמש גם בהסרת גז צנטריפוגלי. הכניסו את שרף האפוקסי המעורב למכשיר צנטריפוגלי, והכוח הצנטריפוגלי שנוצר על ידי סיבוב במהירות גבוהה גורם לבועות להתרכז על פני שרף האפוקסי, ולאחר מכן להסיר את שכבת פני השטח המכילה בועות. יש לבצע אופטימיזציה של המהירות והזמן של הסרת גז צנטריפוגלי בהתאם למצב בפועל.

(4) בקרה על תהליך הריפוי

1. חלוקת טמפרטורה אחידה

במהלך תהליך הריפוי, חיוני להקפיד על פיזור טמפרטורה אחיד בתנור הריפוי. ניתן להשתמש במערכת בקרת טמפרטורה ברמת דיוק גבוהה ועיצוב הולכת חום טוב כדי לאפשר חימום אחיד של שרף האפוקסי במהלך תהליך הריפוי. לדוגמה, השתמשו בתנור אשפרה עם מערכת זרימת אוויר חם, שיכולה להפוך את הטמפרטורה בכבשן לאחידה יותר ולמנוע אשפרה לא אחידה של שרף האפוקסי עקב טמפרטורות מקומיות גבוהות או נמוכות מדי.

2. מהירות ריפוי מתאימה

שליטה במהירות הריפוי יכולה גם להשפיע על אפקט המעטפת האחיד של שרף האפוקסי. מהירות ריפוי מהירה מדי עלולה לגרום לשרף האפוקסי להתרפא לפני שזרם במלואו ועטף את השבב, בעוד שמהירות ריפוי איטית מדי תשפיע על יעילות הייצור. על פי הניסוח והמאפיינים של שרף האפוקסי, בחר עקומת טמפרטורת ריפוי וזמן מתאים כדי לאפשר לשרף האפוקסי להשלים את תהליך הריפוי תוך זמן מתאים ולעטוף את השבב בצורה אחידה.

 

קשיים נפוצים בתהליך

(1) בעיית בועות

1. גורמים ליצירת בועות

בועות עלולות להיווצר במהלך תהליכי הערבוב, המזיגה והריפוי של שרף האפוקסי. לדוגמה, ערבוב לא אחיד במהלך תהליך הערבוב יכניס אוויר וייצור בועות; מהירות מזיגה מהירה מדי או שיטת מזיגה לא נכונה יביאו גם אוויר לשרף האפוקסי; בנוסף, מאפייני מתח הפנים והצמיגות של שרף האפוקסי עצמו ישפיעו גם על היצירה וההסרה של בועות.

2. ההשפעה של בועות על אנקפסולציה אחידה

הנוכחות של בועות תהרוס את האחידות של שרף האפוקסי, וכתוצאה מכך חללים או חללים סביב השבב, ישפיעו על הביצועים האופטיים ופיזור החום של ה-LED. יחד עם זאת, הבועות עלולות להתרחב או להתפוצץ במהלך תהליך הריפוי, ולהשפיע עוד יותר על אפקט האנקפסולציה ואיכות העטיפה של שרף האפוקסי.

(2) בעיית נזילות של שרף אפוקסי

1. סיבות לאי נזילות מספקת

נזילות שרף האפוקסי מושפעת מגורמים רבים, כגון טמפרטורה, צמיגות, ניסוח וכו'. אם צמיגות שרף האפוקסי גבוהה מדי, יהיה קשה לזרום באופן שווה סביב השבב במהלך תהליך היציקה, וכתוצאה מכך עטיפה לא אחידה. בנוסף, טמפרטורת סביבה נמוכה מדי תפחית גם את נזילות שרף האפוקסי, מה שמקשה על מילוי מלא של הרווחים בין השבב לתושבת.

2. אתגרים של נזילות עד אנקפסולציה אחידה

נזילות לא מספקת תגרום לשרף האפוקסי ליצור הצטברות מקומית סביב השבב או לא לכסות לחלוטין את השבב. בעיה זו בולטת יותר במיוחד עבור כמה שבבים או סוגריים עם מבנים מורכבים. זה לא רק ישפיע על הביצועים האופטיים של ה-LED, אלא גם יוביל לכוח מליטה לא אחיד בין השבב לשרף האפוקסי, ויפחית את האמינות של המעטפת.

(3) סטיית מיקום שבב

1. סיבות לסטייה בעמדה

במהלך תהליך המזיגה של שרף האפוקסי, השבב עלול לסטות ממקומו עקב כוח הפגיעה של הנוזל או מתח הפנים. בנוסף, כיווץ הריפוי או חוסר האחידות של דבק הדבק במהלך תהליך הדבקת התבנית עלולים גם הם לגרום לשינוי המיקום של השבב.

2. השפעת סטיית המיקום על אנקפסולציה אחידה

הסטייה של מיקום השבב תגרום לשרף האפוקסי להיות עטוף בצורה לא אחידה סביב השבב. זה עלול להוביל לשרף האפוקסי להיות עבה מדי בחלקים מסוימים ודק מדי או אפילו לא מסוגל לכסות בחלקים אחרים. זה ישפיע ברצינות על הביצועים האופטיים והחשמליים של ה-LED ויפחית את העקביות והאמינות של המוצר.

(4) אשפרה לא אחידה של שרף אפוקסי

1. סיבות לאשפרה לא אחידה

אשפרה לא אחידה עלולה להיגרם מהתפלגות טמפרטורה לא אחידה בתנור הריפוי, ניסוח לא אחיד של שרף האפוקסי או שליטה לא נכונה של מהירות הריפוי. בנוסף, ההבדל במוליכות התרמית בין השבב לתושבת עשוי להוביל גם למהירויות ריפוי שונות של שרף האפוקסי בחלקים שונים.

2. ההשלכות של אשפרה לא אחידה עבור אנקפסולציה אחידה

אשפרה לא אחידה תגרום לשרף האפוקסי ליצור קשיות וצפיפות שונות סביב השבב, מה שישפיע על ההשפעות המגן והתומכות שלו על השבב. יחד עם זאת, זה עלול להוביל גם לכוח מליטה לא עקבי בין שרף האפוקסי לשבב והתושבת, וסביר להניח שבעיות כמו סדקים או קילוף יתרחשו במהלך שימוש ארוך טווח.

 

פתרונות

(1) פתרונות לבעיית הבועה

1. ייעל את תהליך הערבוב

בעת ערבוב שרף האפוקסי, השתמש בשיטת ערבוב ומהירות מתאימות כדי להבטיח שרף האפוקסי מעורבב במלואו מבלי להכניס יותר מדי אוויר. ניתן לאמץ שיטה של ​​ערבוב במהירות נמוכה והארכת זמן הערבול, ולנסות להימנע מפעולות ערבוב אלימות בתהליך הערבול. בנוסף, ניתן לחמם את מרכיבי שרף האפוקסי לפני הערבוב כדי להפחית את צמיגותו ולשפר את אפקט הערבוב.

2. שפר את תהליך המזיגה

בעת יציקת שרף האפוקסי, שלטו על מהירות היציקה כדי להימנע מהכנסת אוויר עקב מזיגה מהירה מדי. ניתן לאמץ שיטת מזיגה איטית ואחידה, ולהשהות כראוי במהלך תהליך היציקה כדי לאפשר לשרף האפוקסי לזרום במלואו ולפרוק את הבועות. במקביל, בחר ציוד מזיגה מתאים ופירי מים כדי להבטיח שרף האפוקסי יוכל לזרום בצורה חלקה סביב השבב.

3. לחזק את הטיפול בהסרת גז

בנוסף להסרת גז בוואקום ולסילוק גז צנטריפוגלי, ניתן להוסיף לשרף האפוקסי גם כמות מתאימה של מסיר קצף. מסיר הקצף יכול להפחית את מתח הפנים של שרף האפוקסי, מה שמקל על הבועות להתפוצץ ולהסרה. עם זאת, שימו לב לכמות המסיר קצף שהוספת, שכן יותר מדי מסיר קצף עלול להשפיע על הביצועים של שרף האפוקסי.

(2) פתרונות לבעיית הנוזליות של שרף אפוקסי

1. התאם את נוסחת שרף האפוקסי

התאם את הניסוח של שרף האפוקסי כדי להפחית את צמיגותו ולשפר את נזילותו. ניתן להוסיף כמות מתאימה של מדלל או לבחור מטריצת שרף אפוקסי בעלת צמיגות נמוכה. אך בעת התאמת הפורמולה, שימו לב לשמירה על התכונות האחרות של שרף האפוקסי, כגון תכונות אופטיות, מכניות ותכונות ריפוי.

2. שליטה בטמפרטורת הסביבה

לפני יציקת שרף האפוקסי, יש לחמם מראש את שרף האפוקסי ואת סביבת המעטפת לטמפרטורה מתאימה כדי לשפר את נזילות שרף האפוקסי. באופן כללי, עלייה בטמפרטורה תפחית את הצמיגות של שרף האפוקסי ותגביר את נזילותו. אך שימו לב לשליטה בטמפרטורה בטווח סביר כדי למנוע אשפרה מוקדמת או פגיעה בביצועים של שרף האפוקסי עקב טמפרטורה גבוהה מדי.

3. ייעל את מבנה התושבת

ייעל את מבנה התושבת כדי להפחית את ההתנגדות לזרימת שרף האפוקסי. לדוגמה, צמצם את הפינות החדות ואת הבליטות על התושבת כדי לאפשר לשרף האפוקסי לזרום בצורה חלקה יותר. במקביל, ניתן להגדיר כמה מבני זרימת עזר, כגון חריצי הסחה או חורים, על התושבת.

(3) פתרונות לבעיית סטיית מיקום השבב

1. שפר את תהליך הדבקת המות

שפר את הדיוק והיציבות של תהליך הדבקת התבנית כדי להבטיח שהשבב מקובע היטב על התושבת. השתמש בחומרי דבק דיוק גבוה ובדבקים איכותיים להדבקת קוביות, שלט בכמות המחלקה ובמיקום של דבק הדבקה, והבטח את המיקום המדויק של השבב לפני יציקת שרף האפוקסי. בנוסף, ניתן לבצע טיפול אשפרה מתאים לאחר הדבקת המות כדי להגביר את חוזק דבק הדבק ולמנוע את סטיית השבב במהלך התהליכים הבאים.

2. ייעל את תהליך המזיגה

בעת יציקת שרף האפוקסי, שלטו במהירות ובכיוון היציקה כדי להפחית את כוח הפגיעה של הנוזל על השבב. ניתן לאמץ שיטות מזיגה מרובות נקודות או שיטות מזיגה שלב אחר שלב כדי להפוך את שרף האפוקסי להתפזר באופן שווה סביב השבב ולהימנע מסטיית שבב הנגרמת מלחץ מקומי מופרז. יחד עם זאת, ניתן להתאים את זווית התושבת כראוי במהלך תהליך המזיגה כדי לאפשר לשרף האפוקסי לזרום באופן טבעי יותר סביב השבב.

(4) פתרונות לבעיית הריפוי הלא אחיד של שרף אפוקסי

1. ייעל את ציוד הריפוי

השתמש בציוד אשפרה ברמת דיוק גבוהה כדי להבטיח פיזור טמפרטורה אחיד בתנור הריפוי. ניתן להשתמש בתנור אשפרה עם חיישן טמפרטורה ומערכת בקרת משוב לניטור והתאמת הטמפרטורה בכבשן בזמן אמת. במקביל, תחזקו וכייל באופן קבוע את ציוד הריפוי כדי להבטיח את הדיוק של בקרת הטמפרטורה שלו.

2. התאם את נוסחת שרף האפוקסי

ייעל את הניסוח של שרף האפוקסי כדי להפוך את תגובת הריפוי שלו לאחידה יותר. ניתן לבחור חומר ריפוי בעל מהירות ריפוי יציבה יחסית, וניתן להתאים את כמות חומר הריפוי באופן סביר. בנוסף, ניתן להוסיף גם כמה תוספים המקדמים ריפוי אחיד, כגון חומרי ריפוי סמויים או חומרי צימוד.

3. לשלוט בתהליך הריפוי

במהלך תהליך הריפוי, יש לשלוט בקפדנות על טמפרטורת וזמן הריפוי, ולפעול בהתאם לעקומת הריפוי של שרף האפוקסי. ניתן לאמץ שיטת ריפוי מפולח, תחילה בצע אשפרה מוקדמת בטמפרטורה נמוכה יותר כדי לאפשר לשרף האפוקסי להתרפא תחילה וליצור חוזק מסוים, ולאחר מכן לבצע אשפרה מלאה בטמפרטורה גבוהה יותר כדי להבטיח שהשרף האפוקסי מתרפא באופן אחיד סביב השבב.

סיכום

הבטחת המדים עטיפה של שבבי LED עם שרף אפוקסי מהווה חוליה מרכזית בתהליך עטיית LED, אשר משפיע ישירות על הביצועים והאמינות של נוריות LED. באמצעות שיטות כגון עיצוב תושבת מדויק, שליטה בתהליך היציקה, טיפול בהסרת גז ובקרה על תהליך האשפרה, ניתן לשפר ביעילות את האחידות של מעטפת שרף אפוקסי. יחד עם זאת, עבור קשיי תהליך נפוצים, כגון בעיות בועות, בעיות נזילות של שרף אפוקסי, סטיית מיקום שבב ואשפרה לא אחידה, ניתן לאמץ פתרונות תואמים לשיפור נוסף של איכות העטיפה. בייצור בפועל, יש צורך באופטימיזציה מתמדת של תהליך המעטפת ולחזק את בקרת האיכות כדי לענות על דרישת השוק למוצרי LED איכותיים ולקדם את הפיתוח בר-קיימא של תעשיית ה-LED. בעתיד, עם התקדמות מתמשכת של טכנולוגיית LED והרחבה מתמשכת של תחומי היישום, הדרישות לתהליך עטיית שרף אפוקסי יגדלו ויותר. יש צורך בחדשנות ומחקר טכנולוגיים מתמשכים כדי להתאים את עצמם לצרכי הפיתוח של התעשייה.

למידע נוסף על בחירת דבק הדבק אפוקסי הטוב ביותר למתכת לפלסטיק, תוכלו לבקר ב-DeepMaterial בכתובת https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ למידע נוסף.