Inverkan av olika härdningsförhållanden på prestanda hos lysdioder inkapslade med epoxiharts

 

LED (Light Emitting Diode), som en mycket effektiv, energibesparande och långvarig halvledarljuskälla, har använts i stor utsträckning inom många områden som belysning, display och kommunikation. Epoxiharts har blivit ett vanligt använt material i LED-inkapsling på grund av dess utmärkta egenskaper, inklusive god optisk transparens, isolering, mekanisk hållfasthet och kemisk korrosionsbeständighet. Emellertid har härdningsprocessen för epoxihartset en avgörande inverkan på lysdiodernas prestanda. Olika härdningsförhållanden kan avsevärt ändra härdningstillståndet och slutegenskaperna hos epoxihartset, och därigenom påverka lysdiodernas totala prestanda. Därför en grundlig studie av olika härdningsförhållandens inverkan på prestandan av Lysdioder inkapslade med epoxiharts är av stor betydelse för att förbättra kvaliteten på LED-produkter och optimera inkapslingsprocessen.

Inverkan av härdningsförhållanden på härdningsreaktionen av epoxiharts

1. Temperaturens inverkan

Temperaturen är en av nyckelfaktorerna som påverkar härdningsreaktionen av epoxiharts. Reaktionen mellan epoxihartset och härdaren är en exoterm kemisk reaktion. En ökning av temperaturen kommer att påskynda reaktionshastigheten. Inom ett visst område intensifierar en högre temperatur den molekylära termiska rörelsen, vilket ökar kollisionsfrekvensen och sannolikheten för effektiva kollisioner mellan härdarmolekylerna och epoxihartsmolekylerna, vilket påskyndar förloppet av härdningsreaktionen. Till exempel, för det vanliga epoxiharts- och aminhärdarsystemet av bisfenol A-typ, kan en lämplig ökning av härdningstemperaturen avsevärt förkorta härdningstiden. Men om temperaturen är för hög kan härdningsreaktionen bli för intensiv, vilket gör reaktionen svår att kontrollera, generera inre spänningar och till och med orsaka nedbrytning av epoxihartset och en försämring av dess prestanda. Omvänt, om temperaturen är för låg, kommer härdningsreaktionshastigheten att vara för långsam, vilket resulterar i ofullständig härdning och påverkar hårdheten, styrkan och andra egenskaper hos epoxihartset.

2. Tidens inflytande

Härdningstiden är nära relaterad till temperaturen. Vid en viss temperatur krävs tillräcklig tid för att säkerställa att epoxihartset och härdaren reagerar fullt ut för att uppnå ett fullständigt härdningstillstånd. När härdningstiden ökar förbättras epoxihartsens tvärbindningsgrad gradvis, och fler kemiska bindningar bildas mellan molekylkedjorna, vilket gradvis förbättrar epoxihartsens egenskaper såsom hårdhet, styrka och modul. Men när härdningstiden når en viss utsträckning tenderar förbättringen av egenskaperna hos epoxihartset att plana ut. Att fortsätta att förlänga härdningstiden har liten effekt på förbättringen av egenskaperna men kommer att minska produktionseffektiviteten. Därför är det avgörande att bestämma lämplig härdningstid för att säkerställa egenskaperna hos epoxihartset och produktionseffektiviteten.

3. Påverkan av fuktighet

Fuktighet har också en viss inverkan på epoxihartsens härdningsreaktion. I en fuktig miljö kan fukt delta i härdningsreaktionen av epoxihartset, vilket förändrar reaktionsmekanismen och produkternas struktur. Å ena sidan kan fukten reagera med härdaren, förbruka en del av härdaren och resultera i ofullständig härdning. Å andra sidan kan fukten bilda små bubblor eller porer inuti epoxihartset, vilket minskar kompaktheten och egenskaperna hos epoxihartset. Dessutom kan fukt även påverka epoxihartsens ytegenskaper, såsom ytspänning och vätbarhet, och därmed påverka dess bindningskraft med LED-chippet och andra inkapslingsmaterial.

 

Inverkan av härdningsförhållanden på de optiska egenskaperna hos lysdioder

1. Inflytande på ljusstyrkan

Epoxihartsens härdningsgrad påverkar direkt dess optiska transparens och påverkar således lysdiodernas ljusstyrka. Om härdningen är ofullständig finns det oreagerade molekyler och tomrum inuti epoxihartset, vilket kommer att leda till en ökning av spridningen och absorptionen av ljus, och därigenom minskar lysdiodernas ljusstyrka. Omvänt kan ett helt härdat och tätt epoxiharts leda ljus bättre, vilket minskar ljusförlusten och ökar ljusstyrkan hos lysdioderna. Dessutom kan den inre spänningen som orsakas av felaktiga härdningsförhållanden också förändra de optiska egenskaperna hos epoxihartset, såsom generering av dubbelbrytningsfenomenet, vilket påverkar ljusets utbredningsriktning och intensitetsfördelning.

2. Inflytande på färgkonsistens

Olika härdningsförhållanden kan orsaka förändringar i epoxihartsens brytningsindex, vilket påverkar lysdiodernas färgkonsistens. När brytningsindexet för epoxihartset inte är enhetligt, kommer ljus med olika våglängder att genomgå olika grader av brytning och spridning när det sprids i epoxihartset, vilket resulterar i färgavvikelse. Till exempel, om temperaturen är för hög eller härdningstiden är för lång, kan tvärbindningsdensiteten hos epoxihartset vara för stor, vilket ökar brytningsindexet och därmed orsaka att färgen på lysdioderna skiftar mot kortvågsriktningen. När luftfuktigheten är hög kan närvaron av fukt i epoxihartset minska dess brytningsindex, vilket gör att färgen skiftar mot långvågsriktningen.

3. Inflytande på Light Decay

Ljusförfall är en av de viktiga indikatorerna för att mäta livslängden för lysdioder. Felaktiga härdningsförhållanden kommer att leda till en minskning av stabiliteten hos epoxihartset, vilket gör det mer mottagligt för påverkan av externa miljöfaktorer (som temperatur, fuktighet, ultravioletta strålar, etc.) under långvarig användning, vilket påskyndar ljusets sönderfall. Till exempel är ett ofullständigt härdat epoxiharts benäget att nedbrytas och åldras under hög temperatur och ultraviolett strålning, vilket leder till en gradvis försämring av dess optiska egenskaper och en acceleration av ljussönderfallet. Lämpliga härdningsförhållanden kan dock göra det möjligt för epoxihartset att bilda en stabil tvärbindande struktur, vilket förbättrar dess anti-åldringsprestanda och saktar ner hastigheten för ljussönderfall.

 

Inverkan av härdningsförhållanden på de elektriska egenskaperna hos lysdioder

1. Påverkan på isoleringsprestanda

Som ett isolerande material för LED-inkapsling har epoxihartsens härdningstillstånd ett viktigt inflytande på lysdiodernas isoleringsprestanda. Om härdningen är ofullständig finns det oreagerade polära grupper och tomrum inuti epoxihartset, vilket kommer att minska dess isoleringsmotstånd och öka risken för läckage. Dessutom har fukt också en betydande inverkan på epoxihartsens isoleringsförmåga. För epoxihartset härdat i en fuktig miljö kommer närvaron av fukt att minska dess isoleringsförmåga ytterligare. Omvänt har ett helt härdat och tätt epoxiharts god isoleringsprestanda, vilket effektivt kan isolera LED-chippet från den externa kretsen och säkerställa normal drift av lysdioderna.

2. Inflytande på elektriska parametrar

Förändringar i härdningsförhållandena kan påverka de elektriska parametrarna för lysdioderna, såsom framspänningen och omvänd läckström. En ofullständigt härdad eller belastad epoxiharts kan utöva mekanisk påfrestning på LED-chippet, vilket orsakar förvrängning av gitterstrukturen inuti chipset och därmed påverkar dess elektriska prestanda. Till exempel kan den mekaniska påkänningen ändra egenskaperna hos LED-chippets PN-övergång, vilket resulterar i en ökning av framspänningen eller en ökning av den omvända läckströmmen. Dessutom kan felaktiga härdningsförhållanden också påverka gränsytans kontaktresistans mellan epoxihartset och LED-chippet och därmed påverka lysdiodernas elektriska prestanda.

 

Inverkan av härdningsförhållanden på de termiska egenskaperna hos lysdioder

1. Inflytande på värmeavledningsprestanda

En stor mängd värme genereras när lysdioderna fungerar, och god värmeavledningsprestanda är avgörande för att säkerställa prestanda och livslängd för Lysdioder inkapslade med epoxiharts. Den termiska ledningsförmågan hos epoxihartset är nära relaterad till dess härdningstillstånd. En ofullständigt härdad epoxiharts har fler hålrum och defekter inuti, vilket kommer att minska dess värmeledningsförmåga och hindra värmeledning. Dessutom, när luftfuktigheten är hög, kommer närvaron av fukt i epoxihartset ytterligare att minska dess värmeledningsförmåga eftersom värmeledningsförmågan för vatten är mycket lägre än den för epoxihartset. Omvänt har ett fullt härdat och tätt epoxiharts en högre värmeledningsförmåga, vilket mer effektivt kan leda värmen som genereras av LED-chippet, minska chiptemperaturen och förbättra den termiska stabiliteten hos LED-lamporna.

2. Inverkan på termisk expansionskoefficient

Missanpassningen av värmeutvidgningskoefficienterna mellan LED-chipet, epoxihartset och andra inkapslingsmaterial kommer att leda till generering av termisk stress när temperaturen ändras, vilket påverkar prestanda och tillförlitlighet hos lysdioderna. Härdningsförhållandena kommer att påverka termisk expansionskoefficient för epoxihartset. Generellt sett gäller att ju högre härdningsgrad, desto högre tvärbindningsdensitet för epoxihartset och desto mindre är dess termiska expansionskoefficient. Om härdningsförhållandena är felaktiga, kan värmeutvidgningskoefficienten för epoxihartset skilja sig mycket från den för LED-chippet och andra inkapslingsmaterial. När temperaturen ändras kommer en stor mängd termisk spänning att genereras, vilket kan orsaka sprickbildning i gränssnittet mellan chipet och epoxihartset och till och med skada chipet.

 

Inverkan av härdningsförhållanden på de mekaniska egenskaperna hos lysdioder

1. Inflytande på hårdhet och styrka

Härdningsförhållandena bestämmer direkt tvärbindningsgraden för epoxihartset, och tvärbindningsgraden är nära relaterad till epoxihartsens hårdhet och styrka. Att härda epoxihartset vid en lämplig temperatur och tid kan göra det möjligt för det att bilda en tillräcklig tvärbindande struktur, vilket gradvis ökar dess hårdhet och styrka. Men om temperaturen är för hög eller tiden är för lång, kan epoxihartset överhärdas, vilket resulterar i överdriven tvärbindning av dess molekylkedjor, ökad sprödhet. Även om hårdheten och styrkan ökas till viss del, minskar segheten, och det är benäget att spricka. Omvänt har ett ofullständigt härdat epoxiharts låg hårdhet och styrka och kan inte effektivt skydda LED-chippet.

2. Inflytande på slagtålighet

Lysdioderna kan utsättas för mekaniska stötar under användning, så slagtåligheten hos deras inkapslingsmaterial är mycket viktig. Lämpliga härdningsförhållanden kan ge epoxihartset god seghet och styrka, vilket gör att det effektivt absorberar och sprider slagenergin och skyddar LED-chippet från skador. Men på grund av defekterna och inhomogeniteten i dess inre struktur är ett dåligt härdat epoxiharts benäget att sprickföröka sig och fragmenteras när det utsätts för stötar, vilket minskar slagtåligheten hos lysdioderna.

Slutsats

Sammanfattningsvis har härdningsförhållanden som temperatur, tid och fuktighet betydande mångfacetterad inverkan på prestandan hos Lysdioder inkapslade med epoxiharts. Under LED-inkapslingsprocessen är rimlig kontroll av härdningsförhållandena nyckeln för att säkerställa prestanda och tillförlitlighet hos lysdioderna. För att få bästa LED-prestanda är det nödvändigt att noggrant optimera parametrarna som härdningstemperatur, tid och fuktighet enligt egenskaperna hos epoxihartset och designkraven för lysdioderna, för att uppnå fullständig härdning av epoxihartset och en bra prestandamatchning. Samtidigt är det också nödvändigt att ytterligare studera det interna förhållandet mellan härdningsförhållandena, epoxihartsens härdningsreaktion och lysdiodernas prestanda, och kontinuerligt utforska nya härdningsprocesser och tekniker för att möta de allt högre kvalitets- och prestandakraven för LED-produkter. I framtiden, med den kontinuerliga utvecklingen av LED-teknik och utvidgningen av dess applikationsområden, kommer forskningen och optimeringen av epoxihartsinkapslingsprocessen att vara av ännu större betydelse, och det förväntas ge starkt stöd för en hållbar utveckling av LED-industrin.

För mer om att välja den bästa inverkan av olika härdningsförhållanden på prestanda hos lysdioder inkapslade med epoxiharts kan du besöka DeepMaterial på https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ för mer info.