Charakteristika epoxidovej živice použitej na zapuzdrenie LED a vplyv efektu zapuzdrenia

 

S neustálym vývojom technológie LED sa jej aplikácie v oblastiach, ako je osvetlenie a zobrazovanie, čoraz viac rozširujú. Epoxidová živica, ako sa bežne používa LED zapuzdrenie materiál, zaujíma dôležité postavenie v zapuzdrení LED vďaka svojim dobrým komplexným vlastnostiam, ako je vysoká izolácia, dobrá priepustnosť svetla a vhodná mechanická pevnosť. Výkon epoxidovej živice však úzko súvisí s jej komponentmi a rôzne pomery komponentov môžu výrazne ovplyvniť efekt zapuzdrenia LED. Preto má hĺbkový výskum zložiek a vlastností epoxidovej živice, ako aj vplyvu pomerov zložiek na účinok enkapsulácie veľký praktický význam.

Hlavné zložky a vlastnosti epoxidovej živice používanej na zapuzdrenie LED

Matrica z epoxidovej živice

Epoxidová živica je polymér obsahujúci epoxidové skupiny, ktorý má dobrú priľnavosť, izoláciu a odolnosť voči chemickej korózii. In LED zapuzdreniebežne používanou epoxidovou živicou je epoxidová živica typu bisfenol A. Jeho molekulárna štruktúra obsahuje dve epoxidové skupiny, ktoré môžu podstúpiť zosieťovaciu reakciu pôsobením vytvrdzovacieho činidla za vzniku trojrozmernej sieťovej štruktúry. Medzi hlavné charakteristiky matrice epoxidovej živice patria:

1. priľnavosť: Môže pevne spojiť čip LED a ďalšie komponenty zapuzdrenia, čím sa zabezpečí stabilita štruktúry zapuzdrenia.
2. Izolácia: Má vysoký izolačný odpor, ktorý môže účinne zabrániť vzniku elektrického úniku a zabezpečiť bezpečnú prevádzku LED.
3. Odolnosť proti chemickej korózii: Má dobrú odolnosť voči bežným chemickým látkam a dokáže ochrániť LED čip pred chemickou koróziou.

Vytvrdzovací prostriedok

Vytvrdzovacie činidlo je kľúčovou zložkou, ktorá spôsobuje zosieťovaciu reakciu epoxidovej živice. Bežne používané vytvrdzovacie činidlá zahŕňajú amínové vytvrdzovacie činidlá, anhydridové vytvrdzovacie činidlá atď. Rôzne typy vytvrdzovacích činidiel majú rôzne charakteristiky vytvrdzovania a reakčné mechanizmy.

1. Aminové vytvrdzovacie činidlá: Reagujú s epoxidovou živicou pomerne rýchlo a vytvrdený produkt má vysokú tvrdosť a pevnosť. Avšak amínové tužidlá majú pomerne veľkú prchavosť, čo má určitý vplyv na zdravie operátorov.
2. Anhydridové tužidlá: Reagujú s epoxidovou živicou pomerne pomaly a vyžadujú vytvrdzovanie pri vyššej teplote. Vytvrdený produkt má dobrú tepelnú odolnosť a elektrickú izoláciu a prchavosť je relatívne malá.

Plnivo

Plnivo v epoxidovej živici zohráva hlavne úlohu pri zlepšovaní výkonu a znižovaní nákladov. Bežne používané plnivá zahŕňajú oxid kremičitý, oxid hlinitý atď.

1. Kremeň: Má dobrú chemickú stabilitu a izoláciu, čo môže zlepšiť tvrdosť a odolnosť epoxidovej živice proti opotrebovaniu. Súčasne môže pridanie oxidu kremičitého tiež znížiť rýchlosť zmršťovania epoxidovej živice a znížiť napätie vznikajúce počas procesu zapuzdrenia.
2. Oxid hlinitý: Má vysokú tepelnú vodivosť, ktorá môže účinne zlepšiť výkon rozptylu tepla epoxidovej živice. V zapuzdrení LED je dobrý výkon odvádzania tepla rozhodujúci pre zlepšenie životnosti a svetelnej účinnosti LED.

prísady

Aditíva zahŕňajú spojovacie činidlá, spomaľovače horenia, vyrovnávacie činidlá atď., ktoré zohrávajú úlohu pri zlepšovaní špecifických vlastností epoxidovej živice.

1. Spojovacie prostriedky: Môžu zvýšiť medzifázovú spojovaciu silu medzi epoxidovou živicou a plnivom, čím sa zlepší výkon kompozitného materiálu.
2. Spomaľovače horenia: V niektorých aplikačných scenároch, kde sa vyžaduje protipožiarna prevencia, môže pridanie retardérov horenia zlepšiť samozhášacie vlastnosti epoxidovej živice.
3. nivelačné prostriedky: Môžu zlepšiť tekutosť a rovinnosť povrchu epoxidovej živice, čím sa povrch zapuzdrenej LED vyhladí a zlepší sa optický výkon.

 

Vplyv rôznych pomerov komponentov na efekt enkapsulácie

 

Vplyv na optický výkon

1. Podiel matrice epoxidovej živice a tužidla: Rôzne pomery ovplyvnia index lomu a priehľadnosť vytvrdeného produktu. Keď je pomer matrice epoxidovej živice a vytvrdzovacieho činidla vhodný, vytvrdený produkt má vysokú transparentnosť a vhodný index lomu, ktorý môže účinne prenášať a lámať svetlo a zlepšiť svetelnú účinnosť LED. Ak pomer nie je vhodný, vytvrdený produkt môže byť zakalený alebo môže mať odchýlku indexu lomu, čo ovplyvňuje optický výkon LED.
2. Pomer plniva: Pridanie plniva zmení optické vlastnosti epoxidovej živice. Napríklad pridanie kremičitého plniva zmení index lomu epoxidovej živice, čím sa ovplyvní dráha šírenia svetla. Vhodné množstvo kremičitého plniva môže zlepšiť priepustnosť svetla epoxidovej živice, ale nadmerné množstvo plniva môže viesť k zvýšeniu rozptylu svetla a zníženiu priepustnosti svetla. Hoci hlavnou funkciou plniva z oxidu hlinitého je zlepšiť výkon odvádzania tepla, bude mať tiež určitý vplyv na optický výkon. Príliš veľa plniva oxidu hlinitého môže znížiť priehľadnosť epoxidovej živice.
3. Aditívny pomer: Pridanie niektorých prísad, ako sú vyrovnávacie činidlá, môže zlepšiť rovinnosť povrchu epoxidovej živice, znížiť odraz a rozptyl svetla a zlepšiť optický výkon. Pridanie spomaľovačov horenia môže mať určitý negatívny vplyv na priepustnosť svetla epoxidovej živice, preto je potrebné vyvážiť výkon spomaľovača horenia a optický výkon.

 

Vplyv na tepelný výkon

1. Podiel matrice epoxidovej živice a tužidla: Vhodný podiel môže spôsobiť, že epoxidová živica úplne vytvrdne a vytvorí hustú zosieťovanú štruktúru, čím sa zlepší tepelná stabilita. Ak pomer nie je vhodný, môže to viesť k neúplnému vytvrdnutiu so zostávajúcimi nezreagovanými skupinami, čím sa zníži tepelná stabilita a ovplyvní sa výkon rozptylu tepla LED.
2. Pomer plniva: Pridanie tepelne vodivých plnív, ako je oxid hlinitý, môže výrazne zlepšiť tepelnú vodivosť epoxidovej živice. So zvyšujúcim sa podielom plniva sa postupne zvyšuje tepelná vodivosť. Ak je však podiel plniva príliš vysoký, povedie to k zlej tekutosti epoxidovej živice, čo neprispieva k implementácii procesu zapuzdrenia a môže tiež ovplyvniť ďalšie vlastnosti. Preto je potrebné zvoliť vhodný pomer plniva, aby sa dosiahol najlepší efekt odvádzania tepla.
3. Aditívny pomer: Pridanie spojovacích činidiel môže zvýšiť medzifázovú spojovaciu silu medzi epoxidovou živicou a plnivom, čím sa zlepší účinnosť vedenia tepla. Niektoré prísady môžu mať vplyv na koeficient tepelnej rozťažnosti epoxidovej živice, čím ovplyvňujú stabilitu výkonu LED v rôznych teplotných prostrediach.

 

Vplyv na mechanický výkon

1. Podiel matrice epoxidovej živice a tužidla: Keď je pomer vhodný, vytvrdený produkt má vysokú tvrdosť, pevnosť a húževnatosť. Ak je matrice epoxidovej živice príliš veľa, vytvrdený produkt môže byť relatívne mäkký a môže mať nedostatočnú pevnosť; zatiaľ čo ak je vytvrdzovacieho činidla príliš veľa, vytvrdený produkt môže byť príliš krehký a môže mať zníženú húževnatosť.
2. Pomer plniva: Vhodné množstvo plniva môže zlepšiť tvrdosť a odolnosť epoxidovej živice proti opotrebeniu, ale nadmerné množstvo plniva zníži húževnatosť epoxidovej živice a spôsobí, že bude náchylná na praskanie. Napríklad pridanie kremičitého plniva môže zvýšiť tvrdosť epoxidovej živice, ale keď je podiel plniva príliš vysoký, zvyšuje sa krehkosť materiálu a pri vystavení vonkajším vplyvom sa ľahko poškodí.
3. Aditívny pomer: Spojovacie činidlá môžu zvýšiť medzifázovú väzbovú silu medzi epoxidovou živicou a plnivom, a tým zlepšiť mechanické vlastnosti kompozitného materiálu. Vplyv prísad, ako sú vyrovnávacie prostriedky, na mechanické vlastnosti je relatívne malý, ale pri nesprávnom použití môže ovplyvniť kvalitu vytvrdzovania epoxidovej živice a tým ovplyvniť mechanické vlastnosti.

záver

Hlavné zložky epoxidovej živice používané na LED zapuzdrenie Zahŕňajú matricu epoxidovej živice, vytvrdzovacie činidlo, plnivo a prísady atď. Každá zložka má odlišné vlastnosti a navzájom sa ovplyvňujú, aby spoločne určili vlastnosti epoxidovej živice. Rôzne proporcie komponentov majú významný vplyv na efekt zapuzdrenia LED z hľadiska optického výkonu, tepelného výkonu a mechanického výkonu. Aby sa dosiahol najlepší efekt zapuzdrenia, je potrebné presne kontrolovať pomery každej zložky epoxidovej živice podľa špecifických požiadaviek na použitie LED a optimalizovať proces zapuzdrenia. V budúcnosti, s neustálym vývojom technológie LED, sa budú naďalej zvyšovať aj požiadavky na výkon materiálov na zapuzdrenie epoxidovej živice. Ďalší hĺbkový výskum komponentov a charakteristík epoxidovej živice, ako aj vplyvu pomerov komponentov na efekt zapuzdrenia má veľký význam pre podporu rozvoja priemyslu LED. Zároveň je jedným z budúcich smerov výskumu aj vývoj nových materiálov na zapuzdrenie epoxidových živíc a optimalizácia výkonu existujúcich materiálov.