Influența încapsulării rășinii epoxidice asupra proprietăților optice ale LED-urilor

 

LED (Light Emitting Diode), ca un nou tip de sursă de lumină de înaltă eficiență și economisire a energiei, a fost utilizat pe scară largă în multe domenii, cum ar fi iluminatul și afișajul. Rășina epoxidică, datorită transparenței sale optice bune, proprietăților de izolare și performanței mecanice, a devenit un material utilizat în mod obișnuit în încapsularea LED-urilor. Proprietățile optice ale LED-urilor (cum ar fi intensitatea luminoasă, consistența culorii, distribuția unghiulară etc.) afectează direct performanța acestora în diferite scenarii de aplicație și experiența utilizatorului. Și încapsularea cu rășini epoxidice, ca o verigă cheie în procesul de fabricație a LED-urilor, are un impact crucial asupra proprietăților optice ale LED-urilor. Cercetări aprofundate asupra influenței încapsulare cu rășini epoxidice asupra proprietăților optice ale LED-urilor are o mare importanță pentru îmbunătățirea calității produselor LED și extinderea domeniilor de aplicare ale acestora.

Caracteristicile rășinii epoxidice și încapsulării LED

Rășina epoxidică este o rășină termorezistentă cu o transparență optică excelentă, care permite luminii emise de cipul LED să treacă prin materialul de încapsulare cât mai mult posibil. Indicele său de refracție este în general în jur de 1.5, care este diferit de cel al materialelor cipul LED (cum ar fi GAN etc.). În timpul procesului de încapsulare, după ce rășina epoxidica este amestecată cu agentul de întărire, are loc o reacție de reticulare prin încălzire și alte metode pentru a forma o structură de rețea tridimensională a unui solid. Rășina epoxidice întărită are o rezistență mecanică și o stabilitate chimică bună, ceea ce poate proteja cipul LED de influența mediului extern și, de asemenea, poate avea un impact semnificativ asupra proprietăților optice ale LED-ului.

 

Influența lui Încapsulare cu rășini epoxidice asupra intensității luminoase a LED-urilor

(A) Transparență optică și propagare a luminii

Transparența optică a rășinii epoxidice este unul dintre factorii importanți care afectează intensitatea luminoasă a LED-urilor. Dacă există impurități, bule sau întărire incompletă în rășina epoxidică în timpul procesului de întărire, aceasta va face ca lumina să se împrăștie și să fie absorbită în timpul procesului de propagare, reducând astfel transmisia luminii și scăzând intensitatea luminoasă a LED-ului. De exemplu, bulele mici vor schimba calea de propagare a luminii, făcând ca lumina să se reflecte și să se refracte de mai multe ori, crescând pierderea de lumină în interiorul rășinii epoxidice. Și prezența impurităților va absorbi lumina de lungimi de undă specifice, reducând și mai mult intensitatea luminoasă. Prin urmare, îmbunătățirea purității rășinii epoxidice și a calității întăririi și reducerea defectelor interne sunt cruciale pentru creșterea intensității luminoase a LED-ului.

(B) Potrivirea indicelui de refracție

Gradul de potrivire a indicelui de refracție între cipul LED și rășina epoxidică afectează și intensitatea luminoasă. Când lumina emisă de cipul LED pătrunde în rășina epoxidice din cip, dacă indicii de refracție ai celor doi diferă foarte mult, se vor produce o refracție și reflexie mari, rezultând că o parte din lumină nu poate ieși eficient din rășina epoxidice, reducând astfel intensitatea luminoasă. Prin selectarea unei rășini epoxidice adecvate sau prin adăugarea unui modificator de indice de refracție la rășina epoxidice, potrivirea indicelui de refracție poate fi optimizată, pierderea de reflexie a luminii poate fi redusă, eficiența cuplarii luminii poate fi îmbunătățită și astfel intensitatea luminoasă a LED-ului poate fi crescută. De exemplu, utilizarea unei rășini epoxidice cu un indice de refracție ridicat poate permite mai multă lumină să pătrundă în rășina epoxidice din cip și să reducă reflexia luminii la interfață.

(C) Grosimea încapsulării

Grosimea de încapsulare a rășinii epoxidice are și o anumită influență asupra intensității luminoase a LED-ului. Un strat de încapsulare mai gros va crește calea de propagare a luminii în interiorul rășinii epoxidice, crescând astfel șansele de împrăștiere și absorbție a luminii și reducând intensitatea luminoasă. În plus, un strat de încapsulare prea gros poate provoca, de asemenea, acumularea de căldură în jurul cipului, afectând performanța cipului și reducând indirect intensitatea luminoasă. Cu toate acestea, grosimea încapsulării nu poate fi prea subțire, altfel nu poate oferi suficientă protecție mecanică și uniformitate optică. Prin urmare, în funcție de cerințele specifice aplicației și de caracteristicile cipului LED, grosimea de încapsulare a rășinii epoxidice trebuie controlată în mod rezonabil pentru a obține cea mai bună intensitate luminoasă.

 

Influența încapsulării rășinii epoxidice asupra consistenței culorii LED-urilor

(A) Schimbarea indicelui de refracție și schimbarea culorii

După cum s-a menționat mai sus, indicele de refracție al rășinii epoxidice va fi afectat de mulți factori, cum ar fi condițiile de întărire, temperatura, umiditatea etc. Când indicele de refracție al rășinii epoxidice se schimbă, viteza de propagare și unghiul de refracție al luminii de diferite lungimi de undă în ea se vor schimba, ducând la o schimbare a culorii. De exemplu, o creștere a temperaturii poate determina scăderea indicelui de refracție al rășinii epoxidice, ceea ce face ca viteza de propagare a luminii roșii să fie relativ mai rapidă și viteza de propagare a luminii albastre relativ mai lentă, determinând schimbarea culorii luminii emise de LED către roșu. Prin urmare, în timpul procesului de încapsulare a LED-urilor, condițiile de întărire și mediul de lucru trebuie controlate strict pentru a asigura stabilitatea indicelui de refracție al rășinii epoxidice și, astfel, a asigura consistența culorii.

(B) Dispersia și uniformitatea fosforului

În LED-urile albe, fosforii sunt de obicei adăugați la rășina epoxidice pentru a obține o emisie de lumină albă. Uniformitatea de dispersie a fosforilor are o influență importantă asupra consistenței culorii LED-ului. Dacă fosforii nu sunt dispersați uniform în rășina epoxidică, va duce la concentrații diferite de fosfor în diferite regiuni, rezultând diferențe de culoare în lumina emisă din diferite regiuni. De exemplu, o concentrație excesiv de mare de fosfor într-o zonă locală va face ca lumina emisă din acea zonă să tindă să fie galbenă, în timp ce zona cu o concentrație scăzută de fosfor poate tinde să fie albastră. Pentru a îmbunătăți uniformitatea dispersiei fosforilor, se pot utiliza un proces adecvat de agitare și aditivi pentru a se asigura că fosforii sunt distribuiti uniform în rășina epoxidica.

(C) Îmbătrânirea rășinii epoxidice și schimbarea culorii

De-a lungul timpului și odată cu schimbările în mediul de utilizare, rășina epoxidică va suferi fenomene de îmbătrânire, cum ar fi îngălbenirea, degradarea, etc. Aceste fenomene de îmbătrânire vor modifica proprietățile optice ale rășinii epoxidice și vor afecta astfel consistența culorii LED-ului. De exemplu, îngălbenirea rășinii epoxidice va absorbi puțină lumină albastră, ceea ce face ca culoarea luminii emise de LED să se schimbe spre galben. Pentru a întârzia îmbătrânirea rășinii epoxidice și pentru a îmbunătăți stabilitatea culorii, la rășina epoxidică pot fi adăugați agenți anti-îmbătrânire, absorbanți de ultraviolete și alți aditivi. În același timp, structura de încapsulare poate fi optimizată pentru a reduce influența mediului extern asupra rășinii epoxidice.

 

Influența încapsulării rășinii epoxidice asupra distribuției unghiulare a LED-urilor

(A) Forma de încapsulare și refracția luminii

Forma de încapsulare a rășinii epoxidice va afecta direcția de refracție și propagare a luminii, modificând astfel distribuția unghiulară a LED-ului. Formele obișnuite de încapsulare includ circulare, pătrate, semisferice etc. Diferite forme de încapsulare vor avea ca rezultat unghiuri diferite de incidente ale luminii pe suprafața rășinii epoxidice, afectând astfel unghiul de refracție și direcția de ieșire a luminii. De exemplu, o încapsulare emisferică poate face ca lumina să se împrăștie mai uniform în toate direcțiile, realizând o distribuție unghiulară mai largă; în timp ce o încapsulare pătrată poate determina concentrarea luminii în anumite direcții, formând o distribuție unghiulară mai îngustă. Prin urmare, în funcție de cerințele specifice aplicației, selectarea unei forme de încapsulare adecvate poate ajusta distribuția unghiulară a LED-ului pentru a îndeplini diferite cerințe de iluminare și afișare.

(B) Gradientul indicelui de refracție și controlul luminii

Prin formarea unui gradient de indice de refracție în rășina epoxidică, se poate obține un control mai precis al luminii, modificând astfel distribuția unghiulară a LED-ului. De exemplu, un material de rășină epoxidică cu un indice de refracție gradient poate fi utilizat pentru a schimba treptat direcția luminii în timpul procesului de propagare pentru a obține o distribuție unghiulară specifică. În plus, la suprafața rășinii epoxidice pot fi adăugate microstructuri (cum ar fi matricele de microlens), iar efectele de refracție și reflexie ale microstructurilor pot fi utilizate pentru a regla în continuare unghiul de ieșire al luminii pentru a obține o distribuție unghiulară mai îngustă sau mai largă.

(C) Influența procesului de încapsulare asupra distribuției unghiulare

Precizia și consistența procesului de încapsulare vor afecta, de asemenea, distribuția unghiulară a LED-ului. De exemplu, în timpul procesului de încapsulare de distribuire, dacă cantitatea de lipici este neuniformă sau poziția de distribuire este inexactă, aceasta va duce la o distribuție neuniformă a rășinii epoxidice în jurul cipul LED, afectând astfel propagarea luminii și distribuția unghiulară. În plus, controlul necorespunzător al temperaturii și al timpului în timpul procesului de întărire poate provoca, de asemenea, contracția neuniformă a rășinii epoxidice, modificând forma și proprietățile optice ale încapsulării și afectând astfel distribuția unghiulară. Prin urmare, optimizarea procesului de încapsulare și îmbunătățirea preciziei și consistenței procesului sunt cruciale pentru asigurarea stabilității distribuției unghiulare a LED-ului.

 

Metode pentru optimizarea încapsulării cu rășini epoxidice pentru a îmbunătăți proprietățile optice ale LED-urilor

(A) Selectarea și optimizarea materialelor

Selectarea unei rășini epoxidice cu puritate ridicată și conținut scăzut de impurități, precum și a unui agent de întărire și aditivi cu o bună compatibilitate cu rășina epoxidice, este baza pentru îmbunătățirea proprietăților optice ale LED-ului. În același timp, în funcție de cerințele specifice aplicației, poate fi selectat un material rășină epoxidice cu indice de refracție specific, stabilitate termică și proprietăți optice. De exemplu, pentru LED-urile de mare putere, selectarea unei rășini epoxidice cu conductivitate termică ridicată și higroscopicitate scăzută poate reduce în mod eficient temperatura cipului și reduce scăderea proprietăților optice.

(B) Îmbunătățirea procesului de încapsulare

Optimizarea procesului de încapsulare, cum ar fi controlul precis al cantității de distribuire, poziției de distribuire și condițiilor de întărire, poate îmbunătăți acuratețea și consistența încapsulării și poate reduce fluctuațiile proprietăților optice. Adoptarea tehnologiilor avansate de încapsulare, cum ar fi ambalarea flip-chip, ambalarea la scară cu cip etc., poate scurta calea de propagare a luminii, poate reduce pierderea de lumină și poate îmbunătăți intensitatea luminoasă și stabilitatea proprietăților optice. În plus, introducerea tehnologiei de procesare micro-nano pentru a fabrica microstructuri pe suprafața rășinii epoxidice poate obține un control mai precis al luminii și poate îmbunătăți distribuția unghiulară.

(C) Inspecția și controlul calității

Stabilirea unui sistem complet de inspecție a calității pentru a testa în mod cuprinzător proprietățile optice ale LED-urilor încapsulate cu rășină epoxidică, inclusiv detectarea indicatorilor precum intensitatea luminoasă, consistența culorii și distribuția unghiulară. Prin monitorizarea în timp real și analiza datelor, problemele care apar în timpul procesului de încapsulare pot fi descoperite și rezolvate în timp util pentru a asigura stabilitatea și consistența calității produsului.

Concluzie

Încapsulare cu rășini epoxidice are un impact semnificativ asupra proprietăților optice (intensitatea luminoasă, consistența culorii, distribuția unghiulară etc.) ale LED-urilor. Prin înțelegerea profundă a relației dintre caracteristicile rășinii epoxidice, procesul de încapsulare, procesul de întărire și proprietățile optice ale LED-urilor, pot fi luate măsuri corespunzătoare pentru a optimiza procesul de încapsulare și a îmbunătăți proprietățile optice ale LED-urilor. În dezvoltarea viitoare, odată cu progresul continuu al tehnologiei LED și cu extinderea continuă a domeniilor de aplicare, cerințele pentru încapsularea rășinii epoxidice vor deveni și ele din ce în ce mai mari. Trebuie să explorăm continuu noi materiale, procese și tehnologii pentru a satisface nevoile industriei LED pentru produse de înaltă performanță și fiabilitate și pentru a promova dezvoltarea durabilă a industriei LED.

Pentru mai multe despre alegerea celei mai bune influențe a încapsulării rășinii epoxidice asupra proprietăților optice ale LED-urilor, puteți vizita DeepMaterial la https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ pentru mai multe informaţii.