Vplyv zapuzdrenia epoxidovou živicou na optické vlastnosti LED

 

LED (Light Emitting Diode), ako nový typ vysoko účinného a energeticky úsporného svetelného zdroja, sa široko používa v mnohých oblastiach, ako je osvetlenie a zobrazovanie. Epoxidová živica sa vďaka svojej dobrej optickej priehľadnosti, izolačným vlastnostiam a mechanickému výkonu stala bežne používaným materiálom pri zapuzdrení LED. Optické vlastnosti LED (ako je svietivosť, konzistencia farieb, uhlové rozloženie atď.) priamo ovplyvňujú ich výkon v rôznych aplikačných scenároch a používateľskú skúsenosť. A zapuzdrenie epoxidovou živicou, ako kľúčový článok vo výrobnom procese LED, má zásadný vplyv na optické vlastnosti LED. Hĺbkový výskum vplyvu o zapuzdrenie z epoxidovej živice o optických vlastnostiach LED má veľký význam pre zlepšenie kvality LED produktov a rozšírenie ich aplikačných oblastí.

Charakteristika epoxidovej živice a zapuzdrenia LED

Epoxidová živica je termosetová živica s vynikajúcou optickou priehľadnosťou, ktorá umožňuje svetlu vyžarovanému LED čipom čo najviac prechádzať cez materiál zapuzdrenia. Jeho index lomu je všeobecne okolo 1.5, čo je rozdiel od materiálov LED čipu (ako GAN atď.). Počas procesu zapuzdrenia, po zmiešaní epoxidovej živice s vytvrdzovacím činidlom, dochádza k zosieťovacej reakcii zahrievaním a inými metódami, aby sa vytvorila trojrozmerná sieťová štruktúra pevnej látky. Vytvrdená epoxidová živica má dobrú mechanickú pevnosť a chemickú stabilitu, čo dokáže ochrániť LED čip pred vplyvom vonkajšieho prostredia a má tiež významný vplyv na optické vlastnosti LED.

 

Vplyv Zapuzdrenie z epoxidovej živice na svetelnú intenzitu LED

(A) Optická priehľadnosť a šírenie svetla

Optická priehľadnosť epoxidovej živice je jedným z dôležitých faktorov ovplyvňujúcich intenzitu osvetlenia LED. Ak sú v epoxidovej živici počas procesu vytvrdzovania nečistoty, bubliny alebo neúplné vytvrdenie, spôsobí to rozptyl a absorpciu svetla počas procesu šírenia, čím sa zníži priepustnosť svetla a zníži sa svietivosť LED. Napríklad malé bublinky zmenia cestu šírenia svetla, čím sa svetlo odráža a láme viackrát, čím sa zvyšuje strata svetla vo vnútri epoxidovej živice. Prítomnosť nečistôt bude absorbovať svetlo špecifických vlnových dĺžok, čím sa ďalej zníži intenzita osvetlenia. Preto je zlepšenie čistoty epoxidovej živice a kvality vytvrdzovania a zníženie vnútorných defektov kľúčové pre zvýšenie svietivosti LED.

(B) Zhoda indexu lomu

Stupeň zhody indexu lomu medzi LED čipom a epoxidovou živicou tiež ovplyvňuje intenzitu osvetlenia. Keď svetlo vyžarované čipom LED vstúpi do epoxidovej živice z čipu, ak sa indexy lomu týchto dvoch veľmi líšia, dôjde k veľkému lomu a odrazu, čo vedie k tomu, že časť svetla nebude schopná efektívne opustiť epoxidovú živicu, čím sa zníži intenzita svetla. Výberom vhodnej epoxidovej živice alebo pridaním modifikátora indexu lomu k epoxidovej živici je možné optimalizovať prispôsobenie indexu lomu, znížiť stratu odrazu svetla, zlepšiť účinnosť väzby svetla a tým zvýšiť svietivosť LED. Napríklad použitie epoxidovej živice s vysokým indexom lomu môže umožniť vstup väčšieho množstva svetla do epoxidovej živice z čipu a znížiť odraz svetla na rozhraní.

(C) Hrúbka zapuzdrenia

Určitý vplyv na intenzitu osvetlenia LED má aj hrúbka zapuzdrenia epoxidovej živice. Hrubšia zapuzdrená vrstva zvýši dráhu šírenia svetla vo vnútri epoxidovej živice, čím sa zvýši pravdepodobnosť rozptylu a absorpcie svetla a zníži sa intenzita svetla. Navyše príliš hrubá zapuzdrená vrstva môže tiež spôsobiť akumuláciu tepla okolo čipu, čo ovplyvňuje výkon čipu a nepriamo znižuje intenzitu osvetlenia. Hrúbka zapuzdrenia však nemôže byť príliš tenká, inak nemôže poskytnúť dostatočnú mechanickú ochranu a optickú rovnomernosť. Preto podľa špecifických požiadaviek aplikácie a vlastností LED čipu je potrebné primerane kontrolovať hrúbku zapuzdrenia epoxidovej živice, aby sa dosiahla najlepšia intenzita osvetlenia.

 

Vplyv zapuzdrenia epoxidovou živicou na farebnú konzistenciu LED diód

(A) Zmena indexu lomu a farebný posun

Ako už bolo spomenuté vyššie, index lomu epoxidovej živice bude ovplyvňovaný mnohými faktormi, ako sú podmienky vytvrdzovania, teplota, vlhkosť atď. Keď sa index lomu epoxidovej živice zmení, zmení sa aj rýchlosť šírenia a uhol lomu svetla rôznych vlnových dĺžok v nej, čo má za následok farebný posun. Napríklad zvýšenie teploty môže spôsobiť zníženie indexu lomu epoxidovej živice, čím sa rýchlosť šírenia červeného svetla relatívne zrýchli a rýchlosť šírenia modrého svetla bude relatívne pomalšia, čo spôsobí, že sa farba svetla vyžarovaného LED posunie smerom k červenej. Preto počas procesu zapuzdrenia LED je potrebné prísne kontrolovať podmienky vytvrdzovania a pracovné prostredie, aby sa zabezpečila stabilita indexu lomu epoxidovej živice a tým sa zabezpečila konzistencia farieb.

(B) Disperzia a rovnomernosť fosforu

V bielych LED diódach sa do epoxidovej živice zvyčajne pridávajú fosfory, aby sa dosiahla emisia bieleho svetla. Rovnomernosť disperzie luminoforov má dôležitý vplyv na farebnú konzistenciu LED. Ak fosfory nie sú rovnomerne rozptýlené v epoxidovej živici, povedie to k rôznym koncentráciám fosforu v rôznych oblastiach, čo bude mať za následok farebné rozdiely vo svetle vyžarovanom z rôznych oblastí. Napríklad príliš vysoká koncentrácia fosforu v miestnej oblasti spôsobí, že svetlo vyžarované z tejto oblasti bude mať tendenciu byť žlté, zatiaľ čo oblasť s nízkou koncentráciou fosforu môže mať tendenciu byť modré. Aby sa zlepšila rovnomernosť disperzie fosforov, je možné použiť vhodný proces miešania a aditíva, aby sa zabezpečilo, že fosfory sú v epoxidovej živici rovnomerne rozložené.

(C) Starnutie epoxidovej živice a zmena farby

V priebehu času a so zmenami v prostredí používania bude epoxidová živica podliehať javom starnutia, ako je žltnutie, degradácia atď. Tieto javy starnutia zmenia optické vlastnosti epoxidovej živice a tým ovplyvnia farebnú konzistenciu LED. Napríklad žltnutie epoxidovej živice pohltí nejaké modré svetlo, čo spôsobí, že sa farba svetla vyžarovaného LED posunie smerom k žltej. Aby sa spomalilo starnutie epoxidovej živice a zlepšila sa farebná stálosť, môžu sa do epoxidovej živice pridať činidlá proti starnutiu, absorbéry ultrafialového žiarenia a ďalšie prísady. Zároveň je možné optimalizovať štruktúru zapuzdrenia, aby sa znížil vplyv vonkajšieho prostredia na epoxidovú živicu.

 

Vplyv zapuzdrenia epoxidovou živicou na uhlové rozloženie LED

(A) Tvar zapuzdrenia a lom svetla

Tvar zapuzdrenia epoxidovej živice ovplyvní smer lomu a šírenia svetla, čím sa zmení uhlové rozloženie LED. Bežné tvary zapuzdrenia zahŕňajú kruhové, štvorcové, pologuľové atď. Rôzne tvary zapuzdrenia budú mať za následok rôzne uhly dopadu svetla na povrch epoxidovej živice, čím sa ovplyvní uhol lomu a smer výstupu svetla. Napríklad hemisférické zapuzdrenie môže spôsobiť, že sa svetlo rozptýli rovnomernejšie vo všetkých smeroch, čím sa dosiahne širšie uhlové rozloženie; zatiaľ čo štvorcové zapuzdrenie môže spôsobiť, že sa svetlo koncentruje v určitých smeroch, čím sa vytvorí užšie uhlové rozloženie. Preto podľa špecifických požiadaviek aplikácie môže výber vhodného tvaru zapuzdrenia upraviť uhlové rozloženie LED tak, aby vyhovovalo rôznym požiadavkám na osvetlenie a zobrazenie.

(B) Gradient indexu lomu a riadenie svetla

Vytvorením gradientu indexu lomu v epoxidovej živici možno dosiahnuť presnejšie riadenie svetla, čím sa zmení uhlové rozloženie LED. Napríklad materiál z epoxidovej živice s gradientom indexu lomu možno použiť na postupnú zmenu smeru svetla počas procesu šírenia, aby sa dosiahlo špecifické uhlové rozloženie. Okrem toho môžu byť na povrch epoxidovej živice pridané mikroštruktúry (ako sú polia mikrošošoviek) a efekty lomu a odrazu mikroštruktúr sa môžu použiť na ďalšie nastavenie výstupného uhla svetla, aby sa dosiahlo užšie alebo širšie uhlové rozloženie.

(C) Vplyv procesu enkapsulácie na uhlové rozloženie

Presnosť a konzistencia procesu zapuzdrenia ovplyvní aj uhlové rozloženie LED. Napríklad, ak počas procesu dávkovania zapuzdrenia je množstvo lepidla nerovnomerné alebo poloha dávkovania je nepresná, povedie to k nerovnomernému rozloženiu epoxidovej živice okolo LED čipu, čím sa ovplyvní šírenie svetla a uhlové rozloženie. Okrem toho nesprávna regulácia teploty a času počas procesu vytvrdzovania môže tiež spôsobiť nerovnomerné zmrštenie epoxidovej živice, zmeniť tvar a optické vlastnosti zapuzdrenia, a tým ovplyvniť uhlové rozloženie. Preto je optimalizácia procesu zapuzdrenia a zlepšenie presnosti a konzistencie procesu kľúčové pre zabezpečenie stability uhlového rozloženia LED.

 

Metódy na optimalizáciu zapuzdrenia epoxidovou živicou na zlepšenie optických vlastností LED

(A) Výber a optimalizácia materiálu

Výber epoxidovej živice s vysokou čistotou a nízkym obsahom nečistôt, ako aj vytvrdzovacieho činidla a prísad s dobrou kompatibilitou s epoxidovou živicou, je základom pre zlepšenie optických vlastností LED. Zároveň je možné podľa špecifických požiadaviek aplikácie zvoliť materiál z epoxidovej živice so špecifickým indexom lomu, tepelnou stabilitou a optickými vlastnosťami. Napríklad pre vysokovýkonné LED môže výber epoxidovej živice s vysokou tepelnou vodivosťou a nízkou hygroskopickosťou účinne znížiť teplotu čipu a znížiť pokles optických vlastností.

(B) Zlepšenie procesu enkapsulácie

Optimalizácia procesu zapuzdrenia, ako je presné riadenie dávkovaného množstva, dávkovacej polohy a podmienok vytvrdzovania, môže zlepšiť presnosť a konzistenciu zapuzdrenia a znížiť kolísanie optických vlastností. Prijatie pokročilých technológií zapuzdrenia, ako je balenie flip-chip, balenie čipov atď., Môže skrátiť dráhu šírenia svetla, znížiť stratu svetla a zlepšiť intenzitu osvetlenia a stabilitu optických vlastností. Okrem toho, zavedenie technológie mikro-nano spracovania na výrobu mikroštruktúr na povrchu epoxidovej živice môže dosiahnuť presnejšiu kontrolu svetla a zlepšiť uhlové rozloženie.

(C) Inšpekcia a kontrola kvality

Vytvorenie kompletného systému kontroly kvality na komplexné testovanie optických vlastností LED zapuzdrených epoxidovou živicou, vrátane detekcie indikátorov, ako je intenzita osvetlenia, konzistencia farieb a uhlové rozloženie. Prostredníctvom monitorovania a analýzy údajov v reálnom čase je možné včas odhaliť a vyriešiť problémy, ktoré sa vyskytnú počas procesu zapuzdrenia, aby sa zabezpečila stabilita a konzistentnosť kvality produktu.

záver

Zapuzdrenie z epoxidovej živice má významný vplyv na optické vlastnosti (intenzita svietivosti, konzistencia farieb, uhlové rozloženie atď.) LED diód. Hlbokým pochopením vzťahu medzi charakteristikami epoxidovej živice, procesom zapuzdrenia, procesom vytvrdzovania a optickými vlastnosťami LED je možné prijať zodpovedajúce opatrenia na optimalizáciu procesu zapuzdrenia a zlepšenie optických vlastností LED. V budúcom vývoji, s neustálym pokrokom LED technológie a neustálym rozširovaním aplikačných oblastí, budú aj požiadavky na zapuzdrenie epoxidovou živicou čoraz vyššie. Musíme neustále skúmať nové materiály, procesy a technológie, aby sme uspokojili potreby priemyslu LED pre vysokovýkonné a vysoko spoľahlivé produkty a podporovali trvalo udržateľný rozvoj priemyslu LED.

Pre viac informácií o výbere najlepšieho vplyvu zapuzdrenia epoxidovou živicou na optické vlastnosti LED môžete navštíviť DeepMaterial na adrese https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ pre viac informácií.