Epoksidinės dervos kapsuliavimo įtaka šviesos diodų optinėms savybėms

 

LED (Light Emitting Diode), kaip naujo tipo didelio efektyvumo ir energiją taupantis šviesos šaltinis, buvo plačiai naudojamas daugelyje sričių, tokių kaip apšvietimas ir ekranas. Epoksidinė derva dėl savo gero optinio skaidrumo, izoliacijos savybių ir mechaninių savybių tapo dažniausiai naudojama LED kapsuliavimo medžiaga. Optinės šviesos diodų savybės (pvz., šviesos intensyvumas, spalvų nuoseklumas, kampinis pasiskirstymas ir kt.) tiesiogiai veikia jų veikimą įvairiuose taikymo scenarijuose ir vartotojo patirtį. O epoksidinės dervos kapsuliavimas, kaip pagrindinė LED gamybos proceso grandis, turi lemiamos įtakos šviesos diodų optinėms savybėms. Nuodugnus tyrimas apie įtaką epoksidinės dervos kapsulė apie šviesos diodų optines savybes turi didelę reikšmę gerinant LED gaminių kokybę ir plečiant jų taikymo sritis.

Epoksidinės dervos ir LED kapsuliavimo charakteristikos

Epoksidinė derva yra termoreaktyvi derva, pasižyminti puikiu optiniu skaidrumu, leidžiančia LED lusto skleidžiamai šviesai kuo daugiau prasiskverbti pro kapsuliavimo medžiagą. Jo lūžio rodiklis paprastai yra apie 1.5, o tai skiriasi nuo LED lusto medžiagų (pvz., GAN ir kt.). Kapsuliavimo proceso metu, kai epoksidinė derva sumaišoma su kietikliu, kaitinant ir kitais būdais įvyksta kryžminio susiejimo reakcija, kad susidarytų trimatė kietos medžiagos tinklo struktūra. Sukietėjusi epoksidinė derva turi gerą mechaninį stiprumą ir cheminį stabilumą, o tai gali apsaugoti LED lustą nuo išorinės aplinkos poveikio ir taip pat turėti didelės įtakos šviesos diodo optinėms savybėms.

 

Įtaka Epoksidinės dervos kapsuliavimas apie šviesos diodų šviesos intensyvumą

(A) Optinis skaidrumas ir šviesos sklidimas

Epoksidinės dervos optinis skaidrumas yra vienas iš svarbių veiksnių, turinčių įtakos šviesos diodų šviesos intensyvumui. Jei kietėjimo proceso metu epoksidinėje dervoje yra nešvarumų, burbuliukų arba nepilnai sukietėja, šviesa išsisklaidys ir bus absorbuojama sklidimo proceso metu, taip sumažinant šviesos pralaidumą ir šviesos diodo šviesos intensyvumą. Pavyzdžiui, mažyčiai burbuliukai pakeis šviesos sklidimo kelią, todėl šviesa kelis kartus atsispindės ir lūžta, o tai padidins šviesos praradimą epoksidinės dervos viduje. O priemaišų buvimas sugers tam tikro bangos ilgio šviesą, dar labiau sumažindamas šviesos intensyvumą. Todėl norint padidinti šviesos diodo šviesos intensyvumą, labai svarbu pagerinti epoksidinės dervos grynumą ir kietėjimo kokybę bei sumažinti vidinius defektus.

(B) Lūžio rodiklio atitikimas

Šviesos intensyvumą taip pat turi įtakos LED lusto ir epoksidinės dervos lūžio rodiklio atitikimo laipsnis. Kai LED lusto skleidžiama šviesa iš lusto patenka į epoksidinę dervą, jei abiejų lūžio rodikliai labai skiriasi, įvyks didelis lūžis ir atspindys, todėl dalis šviesos negalės efektyviai išeiti iš epoksidinės dervos, todėl sumažėja šviesos intensyvumas. Pasirinkus tinkamą epoksidinę dervą arba į epoksidinę dervą pridėjus lūžio rodiklio modifikatorių, galima optimizuoti lūžio rodiklio atitiktį, sumažinti šviesos atspindžio praradimą, pagerinti šviesos sujungimo efektyvumą ir taip padidinti šviesos diodo šviesos intensyvumą. Pavyzdžiui, naudojant epoksidinę dervą su dideliu lūžio rodikliu, daugiau šviesos gali patekti į epoksidinę dervą iš lusto ir sumažinti šviesos atspindį sąsajoje.

(C) Inkapsuliacijos storis

Epoksidinės dervos kapsulės storis taip pat turi tam tikrą įtaką šviesos diodo šviesos intensyvumui. Storesnis kapsulės sluoksnis padidins šviesos sklidimo kelią epoksidinės dervos viduje, taip padidindamas šviesos sklaidos ir sugerties tikimybę bei sumažindamas šviesos intensyvumą. Be to, dėl per storo kapsuliavimo sluoksnio aplink lustą taip pat gali kauptis šiluma, kuri gali turėti įtakos lusto veikimui ir netiesiogiai sumažinti šviesos intensyvumą. Tačiau kapsulės storis negali būti per plonas, kitaip jis negali užtikrinti pakankamos mechaninės apsaugos ir optinio vienodumo. Todėl, atsižvelgiant į konkrečius taikymo reikalavimus ir LED lusto charakteristikas, epoksidinės dervos kapsulės storis turi būti pagrįstai kontroliuojamas, kad būtų pasiektas geriausias šviesos intensyvumas.

 

Epoksidinės dervos kapsuliavimo įtaka šviesos diodų spalvų nuoseklumui

(A) Lūžio rodiklio pokytis ir spalvos pokytis

Kaip minėta aukščiau, epoksidinės dervos lūžio rodiklį įtakoja daug veiksnių, tokių kaip kietėjimo sąlygos, temperatūra, drėgmė ir t.t. Pasikeitus epoksidinės dervos lūžio rodikliui, pasikeis ir skirtingo bangos ilgio šviesos sklidimo greitis bei lūžio kampas joje, dėl to pasikeis spalva. Pavyzdžiui, padidėjus temperatūrai gali sumažėti epoksidinės dervos lūžio rodiklis, todėl raudonos šviesos sklidimo greitis santykinai greitesnis, o mėlynos šviesos sklidimo greitis santykinai lėtesnis, todėl šviesos diodo skleidžiamos šviesos spalva pasikeis į raudoną. Todėl LED kapsuliavimo proceso metu reikia griežtai kontroliuoti kietėjimo sąlygas ir darbo aplinką, kad būtų užtikrintas epoksidinės dervos lūžio rodiklio stabilumas ir spalvos nuoseklumas.

(B) Fosforo dispersija ir tolygumas

Baltuose šviesos dioduose į epoksidinę dervą paprastai pridedama fosforo, kad būtų išspinduliuota balta šviesa. Fosforų dispersijos vienodumas turi didelę įtaką šviesos diodo spalvos nuoseklumui. Jei fosforai nėra tolygiai paskirstyti epoksidinėje dervoje, skirtinguose regionuose bus skirtingos fosforo koncentracijos, todėl iš skirtingų regionų skleidžiamos šviesos spalvos skirsis. Pavyzdžiui, dėl pernelyg didelės fosforo koncentracijos vietinėje zonoje šviesa, skleidžiama iš tos srities, bus geltona, o sritis su maža fosforo koncentracija gali būti mėlyna. Siekiant pagerinti fosforo dispersijos vienodumą, gali būti naudojamas tinkamas maišymo procesas ir priedai, užtikrinantys tolygų fosforo pasiskirstymą epoksidinėje dervoje.

(C) Epoksidinės dervos senėjimas ir spalvos pasikeitimas

Laikui bėgant ir keičiantis naudojimo aplinkai, epoksidinė derva sensta, pvz., pagelsta, degraduoja ir pan. Šie senėjimo reiškiniai pakeis epoksidinės dervos optines savybes ir taip paveiks šviesos diodo spalvos nuoseklumą. Pavyzdžiui, pageltusi epoksidinė derva sugers šiek tiek mėlynos šviesos, todėl šviesos diodo skleidžiamos šviesos spalva pasikeis į geltoną. Siekiant atitolinti epoksidinės dervos senėjimą ir pagerinti spalvos stabilumą, į epoksidinę dervą galima dėti senėjimą stabdančių medžiagų, ultravioletinių spindulių sugeriančių medžiagų ir kitų priedų. Tuo pačiu metu kapsuliavimo struktūra gali būti optimizuota, kad būtų sumažintas išorinės aplinkos poveikis epoksidinei dervai.

 

Epoksidinės dervos kapsuliavimo įtaka šviesos diodų kampiniam pasiskirstymui

(A) Inkapsuliacijos forma ir šviesos refrakcija

Epoksidinės dervos kapsulės forma turės įtakos šviesos lūžio ir sklidimo krypčiai, todėl pasikeis šviesos diodo kampinis pasiskirstymas. Įprastos kapsuliavimo formos yra apskritos, kvadratinės, pusrutulio formos ir tt Skirtingos kapsuliavimo formos lems skirtingus šviesos kritimo kampus ant epoksidinės dervos paviršiaus, todėl paveiks lūžio kampą ir šviesos išėjimo kryptį. Pavyzdžiui, pusrutulio formos kapsulė gali padaryti šviesą tolygiau išsklaidyta visomis kryptimis, todėl pasiekiamas platesnis kampinis pasiskirstymas; o kvadratinė kapsulė gali paskatinti šviesą sutelkti tam tikromis kryptimis, sudarydama siauresnį kampinį pasiskirstymą. Todėl, atsižvelgiant į konkrečius taikymo reikalavimus, pasirinkus tinkamą kapsulės formą, galima reguliuoti šviesos diodo kampinį pasiskirstymą, kad atitiktų skirtingus apšvietimo ir ekrano reikalavimus.

(B) Lūžio rodiklio gradientas ir šviesos valdymas

Epoksidinėje dervoje suformuojant lūžio rodiklio gradientą, galima pasiekti tikslesnį šviesos valdymą, taip keičiant šviesos diodo kampinį pasiskirstymą. Pavyzdžiui, epoksidinės dervos medžiaga su gradiento lūžio rodikliu gali būti naudojama palaipsniui keisti šviesos kryptį sklidimo proceso metu, kad būtų pasiektas konkretus kampinis pasiskirstymas. Be to, į epoksidinės dervos paviršių galima pridėti mikrostruktūrų (pavyzdžiui, mikrolęšių matricų), o mikrostruktūrų lūžio ir atspindžio efektai gali būti naudojami toliau reguliuoti šviesos išėjimo kampą, kad būtų pasiektas siauresnis arba platesnis kampinis pasiskirstymas.

(C) Inkapsuliavimo proceso įtaka kampiniam pasiskirstymui

Kapsuliavimo proceso tikslumas ir nuoseklumas taip pat turės įtakos šviesos diodo kampiniam pasiskirstymui. Pavyzdžiui, dozavimo inkapsuliavimo proceso metu, jei klijų kiekis yra netolygus arba dozavimo padėtis netiksli, epoksidinė derva pasiskirstys aplink LED lustą netolygiai, o tai turės įtakos šviesos sklidimui ir kampiniam pasiskirstymui. Be to, netinkamas temperatūros ir laiko valdymas kietėjimo proceso metu taip pat gali sukelti netolygų epoksidinės dervos susitraukimą, pakeisti kapsulės formą ir optines savybes ir taip paveikti kampinį pasiskirstymą. Todėl norint užtikrinti šviesos diodo kampinio pasiskirstymo stabilumą, labai svarbu optimizuoti kapsuliavimo procesą ir pagerinti proceso tikslumą bei nuoseklumą.

 

Epoksidinės dervos kapsuliavimo optimizavimo metodai, siekiant pagerinti šviesos diodų optines savybes

(A) Medžiagos parinkimas ir optimizavimas

Didelio grynumo ir mažai priemaišų turinčios epoksidinės dervos, taip pat kietiklio ir priedų, gerai suderinamų su epoksidine derva, pasirinkimas yra LED optinių savybių gerinimo pagrindas. Tuo pačiu metu, atsižvelgiant į konkrečius taikymo reikalavimus, galima pasirinkti epoksidinės dervos medžiagą, turinčią specifinį lūžio rodiklį, terminį stabilumą ir optines savybes. Pavyzdžiui, didelės galios šviesos diodams pasirinkus epoksidinę dervą su dideliu šilumos laidumu ir mažu higroskopiškumu, galima efektyviai sumažinti lusto temperatūrą ir sumažinti optinių savybių sumažėjimą.

(B) Inkapsuliavimo proceso tobulinimas

Optimizavus kapsuliavimo procesą, pvz., tiksliai kontroliuojant dozavimo kiekį, dozavimo padėtį ir kietėjimo sąlygas, galima pagerinti kapsuliavimo tikslumą ir nuoseklumą bei sumažinti optinių savybių svyravimus. Pritaikius pažangias kapsuliavimo technologijas, tokias kaip atverčiamas lustas, lustinės pakuotės ir kt., galima sutrumpinti šviesos sklidimo kelią, sumažinti šviesos praradimą ir pagerinti šviesos intensyvumą bei optinių savybių stabilumą. Be to, įdiegus mikro-nano apdorojimo technologiją, skirtą mikrostruktūroms ant epoksidinės dervos paviršiaus gaminti, galima tiksliau valdyti šviesą ir pagerinti kampinį pasiskirstymą.

(C) Kokybės tikrinimas ir kontrolė

Išsamios kokybės tikrinimo sistemos sukūrimas, siekiant visapusiškai išbandyti epoksidine derva aptrauktų šviesos diodų optines savybes, įskaitant indikatorių, tokių kaip šviesos intensyvumas, spalvų nuoseklumas ir kampinis pasiskirstymas, aptikimą. Stebint realiu laiku ir analizuojant duomenis, galima atrasti ir laiku išspręsti problemas, kylančias inkapsuliavimo proceso metu, kad būtų užtikrintas produkto kokybės stabilumas ir pastovumas.

Išvada

Epoksidinės dervos kapsuliavimas turi didelę įtaką šviesos diodų optinėms savybėms (šviesos intensyvumui, spalvų pastovumui, kampiniam pasiskirstymui ir kt.). Giliai suprasdami ryšį tarp epoksidinės dervos savybių, kapsuliavimo proceso, kietėjimo proceso ir šviesos diodų optinių savybių, galima imtis atitinkamų priemonių kapsuliavimo procesui optimizuoti ir šviesos diodų optinėms savybėms pagerinti. Ateityje, nuolat tobulėjant LED technologijoms ir nuolat plečiantis taikymo sritims, epoksidinės dervos kapsuliavimo reikalavimai taip pat bus vis aukštesni. Turime nuolat tyrinėti naujas medžiagas, procesus ir technologijas, kad patenkintume LED pramonės poreikius dėl didelio našumo ir didelio patikimumo gaminių ir skatintume tvarų LED pramonės vystymąsi.

Norėdami sužinoti daugiau apie tai, kaip pasirinkti geriausią epoksidinės dervos kapsulės įtaką šviesos diodų optinėms savybėms, galite apsilankyti DeepMaterial adresu https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ daugiau info.