Cercetări privind rolul rășinii epoxidice în performanța rezistenței la impact și la vibrații a LED-urilor încapsulate 

LED-ul (diodă emițătoare de lumină), ca un nou tip de sursă de lumină de înaltă eficiență, economisire a energiei și de lungă durată, a fost utilizat pe scară largă în multe domenii, cum ar fi iluminatul, afișajul, electronica auto etc. Cu toate acestea, în procesul de utilizare reală, LED-urile vor fi inevitabil afectate de diferite impacturi și vibrații, cum ar fi denivelări în timpul transportului, ciocniri mecanice, ciocniri etc. cip și ruperea structurii de încapsulare, afectând astfel performanța luminoasă și durata de viață a acesteia. Rășină epoxidică, ca material de încapsulare a LED-urilor utilizat în mod obișnuit, nu numai că are proprietăți optice și izolante bune, dar joacă, de asemenea, un rol important în îmbunătățirea performanței rezistenței la impact și la vibrații a LED-urilor. Cercetările aprofundate asupra mecanismului rolului rășinii epoxidice în acest sens sunt de mare importanță pentru îmbunătățirea fiabilității și stabilității LED-urilor.

Structura și principiul de funcționare al LED-urilor

LED-urile sunt compuse în principal din componente precum cipuri, electrozi, suporturi și materiale de încapsulare. Cipul este partea centrală a LED-ului și generează fenomenul de emisie de lumină prin tranziția electronilor materialelor semiconductoare. Electrozii sunt utilizați pentru a conecta cip la circuitul extern și pentru a furniza curent pentru cip. Suportul joacă un rol în susținerea și fixarea cipului. Materialul de încapsulare utilizează de obicei materiale polimerice precum rășină epoxidică, iar funcția sa principală este de a proteja cipul de influența mediului extern și de a îmbunătăți performanța optică a LED-ului în același timp.

În timpul lucrului, când curentul trece prin cipul LED, electronii și găurile se recombină în materialul semiconductor, eliberând energie și emitând-o sub formă de fotoni, realizând astfel o emisie de lumină. Performanța luminoasă a unui LED este strâns legată de calitatea cipului său, de structura de încapsulare și de performanța materialului de încapsulare.

 

Medii de impact și vibrații cu care se confruntă LED-urile în aplicații practice

În timpul transportului, LED-urile pot fi afectate de denivelări în timpul conducerii vehiculului, coliziuni în timpul încărcării și descărcării etc. În timpul procesului de instalare, cum ar fi atunci când utilizați unelte pentru instalare sau asamblarea cu alte componente, poate provoca, de asemenea, daune mecanice LED-urilor. În timpul procesului de utilizare, în unele medii speciale, cum ar fi locurile de producție industrială și interioarele vehiculelor, există surse puternice de vibrații și impact, care impun cerințe mai mari pentru fiabilitatea LED-urilor.

De exemplu, în aplicațiile de iluminat auto, LED-urile trebuie să reziste la vibrațiile și denivelările în timpul conducerii vehiculului și la vibrațiile motorului etc.; în aplicațiile de iluminat exterior, LED-urile pot fi afectate de factori naturali, cum ar fi vântul și grindina. Prin urmare, îmbunătățirea performanței de rezistență la impact și vibrații a LED-urilor este cheia pentru asigurarea funcționării lor normale în diverse medii complexe.

 

Proprietățile materiale ale rășinii epoxidice

Rășina epoxidică este un material polimeric termorigid cu următoarele proprietăți excelente:

1. Aderență bună: Rășina epoxidică se poate lega ferm cu o varietate de materiale (cum ar fi metale, ceramică, semiconductori etc.), asigurând o conexiune fiabilă între cipul LED și componente precum suportul și electrozii.
2. Rezistență și rigiditate ridicate: Rășina epoxidice întărită are rezistență și rigiditate ridicate, ceea ce poate oferi o anumită protecție mecanică LED-ului și poate rezista la impacturi și vibrații externe.
3. Performanță excelentă de izolare: Rășina epoxidică este un material izolator bun, care poate izola eficient cipul LED de circuitul extern și poate preveni probleme precum scurgerile electrice și scurtcircuitele.
4. Performanță optică bună: Rășina epoxidică are o transmisie ridicată a luminii, care poate reduce pierderea de lumină în timpul procesului de propagare și poate îmbunătăți eficiența luminoasă a LED-ului. În același timp, performanța sa optică poate fi ajustată prin adăugarea de diferiți aditivi optici pentru a satisface nevoile diferitelor scenarii de aplicare.
5. Rezistența la coroziune chimică: Rășina epoxidică are o rezistență bună la multe substanțe chimice, ceea ce poate proteja cipul LED de coroziunea chimică și poate prelungi durata de viață a acestuia.

 

Mecanisme ale rolului rășinii epoxidice în îmbunătățirea performanței rezistenței la impact și la vibrații a LED-urilor

1. Efect de tamponare: Când LED-ul este supus la impacturi și vibrații, rășina epoxidică poate absorbi și dispersa energia externă, jucând un rol de tampon. Deoarece rășina epoxidică are un anumit modul elastic, va suferi o anumită deformare atunci când este supusă unor forțe externe, transformând energia mecanică în alte forme de energie, cum ar fi energia termică, reducând astfel impactul direct asupra cipul LED. De exemplu, atunci când este supusă unei forțe de impact instantanee, deformarea rășinii epoxidice poate întârzia transmiterea forței de impact, permițând cipului suficient timp pentru a se adapta la schimbarea forței externe și reducând riscul de deteriorare a cipului.
2. Creșterea stabilității structurale: Rășina epoxidică poate lega ferm cipul LED, electrozii și suportul și alte componente împreună pentru a forma o structură de încapsulare integrată. Stabilitatea acestei structuri poate rezista în mod eficient la impacturile și vibrațiile externe și poate preveni slăbirea și deplasarea componentelor. De exemplu, într-un mediu cu vibrații, efectul de lipire al rășinii epoxidice poate asigura că poziția relativă dintre cip și suport rămâne neschimbată, evitând conexiunea electrică slabă sau deteriorarea cipului cauzată de slăbirea componentelor.
3. Efectul de dispersie a stresului: În timpul funcționării LED-ului, anumite solicitări termice vor fi generate din cauza unor factori precum schimbările de temperatură. Prezența rășinii epoxidice poate dispersa aceste tensiuni termice în întreaga structură de încapsulare, evitând concentrarea tensiunilor pe cip. În același timp, atunci când este supusă la impacturi și vibrații, rășina epoxidică poate distribui uniform forțele externe pe fiecare componentă, reducând daunele cauzate de stresul local excesiv asupra cipului. De exemplu, prin proiectarea rezonabilă a grosimii de încapsulare și a formei rășinii epoxidice, distribuția tensiunii poate fi optimizată, iar performanța de rezistență la impact și vibrații a LED-ului poate fi îmbunătățită.
4. Protejarea cipului de deteriorarea mecanică: Ca o carcasă robustă, rășina epoxidică poate oferi protecție fizică pentru cipul LED, prevenind ciocnirea și zgârierea cipul de obiecte dure externe. În aplicațiile practice, cipul este foarte fragil și este predispus la deteriorări mecanice, ceea ce va duce la o scădere a performanței sau la defecțiune. Încapsularea rășinii epoxidice poate izola eficient cipul de mediul extern și poate reduce influența factorilor externi asupra cipului.

 

Cercetare și analiză experimentală

Pentru a verifica rolul rășinii epoxidice în îmbunătățirea performanței de rezistență la impact și vibrații a LED-urilor, au fost efectuate o serie de experimente. Au fost selectate mostre de LED-uri încapsulate cu diferite tipuri de rășini epoxidice și a fost creat un grup de control (cipuri LED neîncapsulate).

1. Experiment de rezistență la impact: A fost folosit un dispozitiv de testare a impactului cu ciocan de picătură pentru a aplica impacturi cu diferite energii pe mostrele de LED-uri. O cameră de mare viteză a fost folosită pentru a înregistra deformarea și deteriorarea LED-urilor în timpul procesului de impact și au fost măsurate modificările performanței luminoase a LED-urilor înainte și după impact. Rezultatele experimentale arată că atunci când probele de LED-uri încapsulate cu rășină epoxidică sunt supuse impactului, gradul de deteriorare al cipurilor este semnificativ mai mic decât cel al grupului de control neîncapsulat. Rășina epoxidică poate absorbi eficient energia de impact și poate reduce deformarea și ruperea așchiilor.
2. Experiment de rezistență la vibrații: O masă de vibrații a fost utilizată pentru a efectua teste de vibrație pe mostrele de LED-uri la frecvențe și amplitudini diferite. Un senzor de accelerație a fost folosit pentru a măsura răspunsul în accelerație al LED-urilor în timpul procesului de vibrație și au fost monitorizate modificările performanței luminoase ale LED-urilor. Experimentul a constatat că mostrele de LED-uri încapsulate cu rășină epoxidică pot menține o bună stabilitate structurală în timpul procesului de vibrație, iar schimbările în performanța luminoasă sunt mici. Cu toate acestea, cipurile neîncapsulate sunt predispuse la probleme precum slăbirea și deplasarea în timpul procesului de vibrație, ducând la o scădere a performanței luminoase sau chiar la defecțiune.

Prin analiza datelor experimentale, am clarificat în continuare rolul important al rășinii epoxidice în îmbunătățirea performanței rezistenței la impact și vibrații a LED-urilor și am determinat influența unor parametri cheie ai procesului și proprietățile materialelor asupra performanței LED-urilor.

 

Analiza cazurilor practice de aplicare

1. Aplicație de iluminat auto: La farurile auto, LED-urile trebuie să reziste la vibrațiile și impacturile severe în timpul conducerii vehiculului. Un producător de automobile a adoptat rășină epoxidică de înaltă performanță pentru a încapsula LED-urile. După verificarea prin teste rutiere reale și experimente de simulare, această metodă de încapsulare a îmbunătățit în mod eficient fiabilitatea și stabilitatea LED-urilor. În timpul procesului de conducere pe termen lung, performanța luminoasă a LED-urilor a rămas stabilă și nu s-a produs niciun fenomen de deteriorare cauzat de impacturi și vibrații, îmbunătățind considerabil durata de viață și siguranța sistemului de iluminat auto.
2. Aplicație de iluminat industrial: În unele ateliere de producție industrială, există surse puternice de vibrații mecanice și impact. O fabrică a adoptat lămpi LED încapsulate cu rășină epoxidică în sistemul său de iluminat. După o perioadă de utilizare, s-a constatat că aceste lămpi ar putea funcționa normal în mediul industrial dur, reducând efectiv rata de deteriorare și costul de întreținere al lămpilor. Performanța de rezistență la impact și vibrații a rășinii epoxidice permite lămpilor cu LED să răspundă nevoilor speciale ale producției industriale și oferă o soluție de iluminat fiabilă pentru fabrică.

Concluzie

Rășină epoxidică, ca material important de încapsulare a LED-urilor, joacă un rol vital în îmbunătățirea performanței de rezistență la impact și vibrații a LED-urilor. Prin mecanismele sale, cum ar fi tamponarea, îmbunătățirea stabilității structurale, dispersia tensiunii și protejarea cipului, rășina epoxidică poate rezista în mod eficient la impacturi și vibrații externe, poate proteja cipul LED de deteriorare și poate asigura funcționarea normală a LED-ului în diferite medii complexe. Atât cercetările experimentale, cât și cazurile de aplicații practice au demonstrat pe deplin eficiența rășinii epoxidice în îmbunătățirea fiabilității și stabilității LED-urilor.

Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei LED și extinderea continuă a domeniilor de aplicare, cerințele pentru performanța rezistenței la impact și vibrații ale LED-urilor vor deveni, de asemenea, din ce în ce mai mari. În viitor, trebuie să optimizăm în continuare proprietățile materialului și procesul de încapsulare al rășinii epoxidice, să efectuăm cercetări aprofundate asupra relației de interacțiune dintre aceasta și cipul LED și alte componente, astfel încât să îmbunătățim performanța și fiabilitatea generale a LED-urilor și să oferim un suport mai bun pentru aplicarea LED-urilor în mai multe domenii.

Pentru mai multe despre alegerea celei mai bune cercetări privind rolul rășinii epoxidice în performanța rezistenței la impact și la vibrații a LED-urilor încapsulate, puteți vizita DeepMaterial la https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ pentru mai multe informaţii.