Charakterystyka żywicy epoksydowej stosowanej do enkapsulacji diod LED i wpływ efektu enkapsulacji

 

Wraz z ciągłym rozwojem technologii LED, jej zastosowania w takich dziedzinach jak oświetlenie i wyświetlacze stają się coraz bardziej powszechne. Żywica epoksydowa, jako powszechnie stosowana Hermetyzacja LED materiał, zajmuje ważne miejsce w enkapsulacji LED ze względu na swoje dobre kompleksowe właściwości, takie jak wysoka izolacja, dobra przepuszczalność światła i odpowiednia wytrzymałość mechaniczna. Jednak wydajność żywicy epoksydowej jest ściśle związana z jej składnikami, a różne proporcje składników mogą znacząco wpływać na efekt enkapsulacji diod LED. Dlatego dogłębne badania nad składnikami i właściwościami żywicy epoksydowej, a także nad wpływem proporcji składników na efekt enkapsulacji mają duże znaczenie praktyczne.

Główne składniki i właściwości żywicy epoksydowej stosowanej do enkapsulacji diod LED

Matryca żywicy epoksydowej

Żywica epoksydowa to polimer zawierający grupy epoksydowe, który ma dobrą przyczepność, izolację i odporność na korozję chemiczną. Hermetyzacja LED, powszechnie stosowaną żywicą epoksydową jest żywica epoksydowa typu bisfenolu A. Jej struktura cząsteczkowa zawiera dwie grupy epoksydowe, które mogą ulegać reakcji sieciowania pod wpływem środka utwardzającego, tworząc trójwymiarową strukturę sieciową. Główne cechy matrycy żywicy epoksydowej obejmują:

1. Przyczepność:Może trwale połączyć układ LED z innymi elementami kapsułkującymi, zapewniając stabilność struktury kapsułkującej.
2. Izolacja:Izolacja charakteryzuje się wysoką rezystancją, co skutecznie zapobiega wystąpieniu upływu prądu i gwarantuje bezpieczną pracę diody LED.
3. Odporność na korozję chemiczną:Wykazuje dobrą odporność na powszechnie stosowane substancje chemiczne i może chronić układ LED przed korozją chemiczną.

Środek utwardzający

Utwardzacz jest kluczowym składnikiem powodującym reakcję sieciowania żywicy epoksydowej. Powszechnie stosowane utwardzacze obejmują utwardzacze aminowe, utwardzacze bezwodnikowe itp. Różne rodzaje utwardzaczy mają różne właściwości utwardzające i mechanizmy reakcji.

1. Środki utwardzające na bazie amin:Reagują z żywicą epoksydową stosunkowo szybko, a utwardzony produkt ma wysoką twardość i wytrzymałość. Jednak utwardzacze aminowe mają stosunkowo dużą lotność, co ma pewien wpływ na zdrowie operatorów.
2. Środki utwardzające bezwodnikowe:Reagują z żywicą epoksydową stosunkowo wolno i wymagają utwardzania w wyższej temperaturze. Utwardzony produkt ma dobrą odporność na ciepło i izolację elektryczną, a lotność jest stosunkowo niewielka.

Filler

Wypełniacz w żywicy epoksydowej odgrywa głównie rolę poprawy wydajności i redukcji kosztów. Powszechnie stosowane wypełniacze obejmują krzemionkę, tlenek glinu itp.

1. Silica: Posiada dobrą stabilność chemiczną i izolację, co może poprawić twardość i odporność na zużycie żywicy epoksydowej. Jednocześnie dodatek krzemionki może również zmniejszyć szybkość skurczu żywicy epoksydowej i zmniejszyć naprężenia generowane podczas procesu enkapsulacji.
2. Tlenek glinu:Ma wysoką przewodność cieplną, która może skutecznie poprawić wydajność rozpraszania ciepła żywicy epoksydowej. W przypadku enkapsulacji LED dobra wydajność rozpraszania ciepła jest kluczowa dla poprawy żywotności i wydajności świetlnej diod LED.

Przyprawy

Dodatki obejmują środki sprzęgające, środki zmniejszające palność, środki wyrównujące itp., które wpływają na poprawę określonych właściwości żywicy epoksydowej.

1. Agenci sprzęgający:Mogą one zwiększyć siłę wiązania międzyfazowego pomiędzy żywicą epoksydową a wypełniaczem, poprawiając parametry materiału kompozytowego.
2. Środki zmniejszające palność:W niektórych zastosowaniach, w których wymagane jest zapobieganie pożarom, dodanie środków zmniejszających palność może poprawić właściwości zmniejszające palność żywicy epoksydowej.
3. Środki wyrównujące:Mogą one poprawić płynność i płaskość powierzchni żywicy epoksydowej, dzięki czemu powierzchnia zatopionej diody LED będzie gładsza, a parametry optyczne ulegną poprawie.

 

Wpływ różnych proporcji składników na efekt enkapsulacji

 

Wpływ na wydajność optyczną

1. Proporcje matrycy żywicy epoksydowej i środka utwardzającego:Różne proporcje wpłyną na współczynnik załamania światła i przezroczystość utwardzonego produktu. Gdy proporcja matrycy żywicy epoksydowej i środka utwardzającego jest odpowiednia, utwardzony produkt ma wysoką przezroczystość i odpowiedni współczynnik załamania światła, co może skutecznie przepuszczać i załamywać światło oraz poprawiać wydajność świetlną diody LED. Jeśli proporcja nie jest odpowiednia, utwardzony produkt może być mętny lub mieć odchylenie współczynnika załamania światła, co wpływa na wydajność optyczną diody LED.
2. Proporcja wypełniacza: Dodanie wypełniacza zmieni właściwości optyczne żywicy epoksydowej. Na przykład dodanie wypełniacza krzemionkowego zmieni współczynnik załamania światła żywicy epoksydowej, wpływając tym samym na drogę propagacji światła. Odpowiednia ilość wypełniacza krzemionkowego może poprawić przepuszczalność światła żywicy epoksydowej, ale nadmierna ilość wypełniacza może prowadzić do zwiększenia rozpraszania światła i zmniejszenia przepuszczalności światła. Chociaż główną funkcją wypełniacza tlenku glinu jest poprawa wydajności rozpraszania ciepła, będzie on miał również pewien wpływ na wydajność optyczną. Zbyt duża ilość wypełniacza tlenku glinu może zmniejszyć przezroczystość żywicy epoksydowej.
3. Proporcja addytywna:Dodanie niektórych dodatków, takich jak środki wyrównujące, może poprawić płaskość powierzchni żywicy epoksydowej, zmniejszyć odbicie i rozpraszanie światła oraz poprawić parametry optyczne. Dodanie środków zmniejszających palność może mieć pewien negatywny wpływ na przepuszczalność światła żywicy epoksydowej, dlatego konieczne jest zrównoważenie parametrów środków zmniejszających palność i parametrów optycznych.

 

Wpływ na wydajność cieplną

1. Proporcje matrycy żywicy epoksydowej i środka utwardzającego: Odpowiednia proporcja może sprawić, że żywica epoksydowa utwardzi się całkowicie i utworzy gęstą usieciowaną strukturę, poprawiając stabilność termiczną. Jeśli proporcja nie jest odpowiednia, może to doprowadzić do niepełnego utwardzenia, w którym pozostaną nieaktywne grupy, co zmniejszy stabilność termiczną i wpłynie na wydajność rozpraszania ciepła diody LED.
2. Proporcja wypełniacza:Dodanie wypełniaczy przewodzących ciepło, takich jak tlenek glinu, może znacznie poprawić przewodność cieplną żywicy epoksydowej. Wraz ze wzrostem proporcji wypełniacza przewodność cieplna stopniowo wzrasta. Jednak gdy proporcja wypełniacza jest zbyt wysoka, prowadzi to do słabej płynności żywicy epoksydowej, co nie sprzyja realizacji procesu enkapsulacji i może również wpływać na inne właściwości. Dlatego konieczne jest wybranie odpowiedniej proporcji wypełniacza, aby uzyskać najlepszy efekt rozpraszania ciepła.
3. Proporcja addytywna:Dodanie środków sprzęgających może zwiększyć siłę wiązania międzyfazowego między żywicą epoksydową a wypełniaczem, poprawiając wydajność przewodzenia ciepła. Niektóre dodatki mogą mieć wpływ na współczynnik rozszerzalności cieplnej żywicy epoksydowej, wpływając w ten sposób na stabilność działania diody LED w różnych środowiskach temperaturowych.

 

Wpływ na wydajność mechaniczną

1. Proporcje matrycy żywicy epoksydowej i środka utwardzającego:Gdy proporcja jest odpowiednia, utwardzony produkt ma wysoką twardość, wytrzymałość i odporność. Jeśli matrycy żywicy epoksydowej jest zbyt dużo, utwardzony produkt może być stosunkowo miękki i mieć niewystarczającą wytrzymałość; natomiast jeśli jest zbyt dużo środka utwardzającego, utwardzony produkt może być zbyt kruchy i mieć zmniejszoną wytrzymałość.
2. Proporcja wypełniacza: Odpowiednia ilość wypełniacza może poprawić twardość i odporność na zużycie żywicy epoksydowej, ale nadmierna ilość wypełniacza zmniejszy wytrzymałość żywicy epoksydowej i sprawi, że będzie podatna na pękanie. Na przykład dodanie wypełniacza krzemionkowego może zwiększyć twardość żywicy epoksydowej, ale gdy proporcja wypełniacza jest zbyt wysoka, kruchość materiału wzrasta i łatwo ulega uszkodzeniu, gdy jest poddawany zewnętrznym uderzeniom.
3. Proporcja addytywna: Środki sprzęgające mogą zwiększyć siłę wiązania międzyfazowego między żywicą epoksydową a wypełniaczem, poprawiając w ten sposób właściwości mechaniczne materiału kompozytowego. Wpływ dodatków, takich jak środki wyrównujące, na właściwości mechaniczne jest stosunkowo niewielki, ale jeśli zostaną użyte nieprawidłowo, mogą wpłynąć na jakość utwardzania żywicy epoksydowej, a tym samym na właściwości mechaniczne.

Podsumowanie

Główne składniki żywicy epoksydowej stosowanej do Hermetyzacja LED obejmują matrycę żywicy epoksydowej, utwardzacz, wypełniacz i dodatki itp. Każdy składnik ma inne właściwości i oddziałują one ze sobą, aby wspólnie określić wydajność żywicy epoksydowej. Różne proporcje składników mają znaczący wpływ na efekt enkapsulacji LED pod względem wydajności optycznej, wydajności cieplnej i wydajności mechanicznej. Aby uzyskać najlepszy efekt enkapsulacji, konieczne jest dokładne kontrolowanie proporcji każdego składnika żywicy epoksydowej zgodnie ze szczególnymi wymaganiami zastosowania diody LED i optymalizacja procesu enkapsulacji. W przyszłości, wraz z ciągłym rozwojem technologii LED, wymagania dotyczące wydajności materiałów do enkapsulacji żywicy epoksydowej również będą nadal rosły. Dalsze dogłębne badania nad składnikami i właściwościami żywicy epoksydowej, a także nad wpływem proporcji składników na efekt enkapsulacji mają ogromne znaczenie dla promowania rozwoju branży LED. Jednocześnie rozwój nowych materiałów do enkapsulacji żywicy epoksydowej i optymalizacja wydajności istniejących materiałów to również jeden z przyszłych kierunków badań.