Aging Phenomena ng Epoxy Encapsulated at Ang mga Epekto Nito sa LED Performance

 

Ang LED (Light Emitting Diode), bilang isang bagong uri ng high-efficiency, energy-saving, at long-life light source, ay malawakang inilapat sa mga larangan tulad ng pag-iilaw at display. Dahil sa magandang optical performance, electrical insulation performance, at mechanical performance, ang epoxy resin ay naging karaniwang ginagamit na materyal para sa epoxy encapsulated LED. Gayunpaman, sa panahon ng pangmatagalang paggamit, ang epoxy resin ay hindi maaaring hindi sumailalim sa pagtanda, na magkakaroon ng malaking epekto sa pagganap ng mga LED. Ang pagsasagawa ng malalim na pananaliksik sa pagtanda ng mga phenomena ng epoxy resin at ang mga epekto nito sa pagganap ng LED ay may malaking kahalagahan para sa pagpapabuti ng kalidad at pagiging maaasahan ng mga produktong LED.

Istraktura at Prinsipyo ng Epoxy Encapsulated LEDs

Ang LED chip ay ang pangunahing bahagi ng isang LED para sa pagpapalabas ng liwanag, at ang liwanag na nabubuo nito ay kailangang protektahan at i-optimize nang optical sa pamamagitan ng materyal na encapsulation. An epoxy encapsulated LED karaniwang binubuo ng isang LED chip, mga electrodes, isang support frame, at isang epoxy encapsulation layer. Ang epoxy encapsulation layer ay hindi lamang gumaganap ng isang papel sa pagprotekta sa chip mula sa panlabas na kapaligiran ngunit maaari ring mapabuti ang optical performance ng LED, tulad ng pagtaas ng light extraction efficiency at color consistency.

 

Aging Phenomena ng Epoxy Resin sa Pangmatagalang Paggamit

(1) Optical Aging Phenomena

1. Dilaw: Sa pangmatagalang paggamit, lalo na sa ilalim ng pagkilos ng mga kadahilanan tulad ng ultraviolet rays at init, ang epoxy resin ay sasailalim sa isang yellowing phenomenon. Ito ay dahil ang mga kemikal na bono sa mga molekula ng epoxy resin ay nasira at naayos muli, na bumubuo ng ilang mga chromophoric substance, na nagiging sanhi ng kulay ng epoxy resin upang maging dilaw. Ang pag-yellowing ay magbabawas sa light transmittance ng epoxy resin, na nakakaapekto sa makinang na kahusayan at mga katangian ng kulay ng LED.
2. Tumaas na Pagkalat ng Liwanag: Habang tumatagal ang pagtanda, maaaring mabuo ang ilang maliliit na bitak, bula, o impurity particle sa loob ng epoxy resin. Ang mga depektong ito ay hahantong sa pagtaas ng pagkalat ng liwanag sa epoxy resin. Ang pagtaas ng pagkalat ng liwanag ay gagawing mas magkakaiba ang liwanag na ibinubuga ng LED, na binabawasan ang direktiba at ningning ng liwanag.

(2) Physical Aging Phenomena

1. Pagbaba sa Katigasan at Lakas: Ang pangmatagalang pagkilos ng mga thermal cycle, mekanikal na stress, atbp., ay magiging sanhi ng pagrerelaks at pagkasira ng mga molecular chain ng epoxy resin, na nagreresulta sa pagbaba sa tigas at lakas nito. Ang pagbaba sa katigasan at lakas ay magpapahina sa kakayahang protektahan ng epoxy encapsulation layer para sa LED chip, na nagdaragdag ng panganib na ang chip ay mekanikal na mapinsala ng labas ng mundo.
2. Dimensional na Pagbabago: Ang epoxy resin ay lalawak at kukurot sa ilalim ng iba't ibang kondisyon ng temperatura at halumigmig. Ang pangmatagalang thermal expansion at contraction cycle ay magdudulot ng panloob na stress sa epoxy encapsulation layer, kaya humahantong sa mga pagbabago sa dimensional. Ang mga pagbabago sa dimensyon ay maaaring magdulot ng mga puwang na lumitaw sa mga interface sa pagitan ng encapsulation layer, chip, at support frame, na nakakaapekto sa electrical performance at sealing ng LED.

(3) Chemical Aging Phenomena

1. Reaksyon ng Hydrolysis: Sa isang mahalumigmig na kapaligiran, ang mga kemikal na bono tulad ng mga ester bond sa epoxy resin ay madaling sumailalim sa mga reaksyon ng hydrolysis. Sisirain ng reaksyon ng hydrolysis ang mga molecular chain ng epoxy resin, na magpapababa sa molekular na timbang at pagganap nito. Ang mga acidic na sangkap na nabuo ng hydrolysis ay maaari ring mag-corrode sa LED chip at electrodes, na nakakaapekto sa electrical performance ng LED.
2. Reaksyon ng Oksihenasyon: Ang epoxy resin ay sasailalim sa isang reaksyon ng oksihenasyon sa ilalim ng pagkilos ng mataas na temperatura at oxygen, na bumubuo ng ilang mga functional na grupo tulad ng mga carbonyl group at carboxyl group. Ang reaksyon ng oksihenasyon ay magbabago sa kemikal na istraktura at pagganap ng epoxy resin, na ginagawa itong mas malutong at hindi matatag.

 

Mga Epekto ng Epoxy Resin Aging sa LED Performance

(1) Mga Epekto sa Optical Performance

1. Pagbaba ng Luminous Efficiency: Ang pagdidilaw at pagtaas ng light scattering ng epoxy resin ay hahantong sa mas maraming liwanag na nasisipsip at nakakalat, kaya binabawasan ang maliwanag na flux na ibinubuga mula sa LED at binabawasan ang makinang na kahusayan. Ipinakikita ng pananaliksik na kapag ang pag-yellowing ng epoxy resin ay malubha, ang makinang na kahusayan ng LED ay maaaring bumaba ng higit sa 10%.
2. Color Drift: Ang pagtanda ng epoxy resin ay magbabago sa transmittance at scattering na katangian nito para sa liwanag ng iba't ibang wavelength, na nagiging sanhi ng pag-anod ng kulay ng liwanag na ibinubuga ng LED. Ang pag-anod ng kulay ay makakaapekto sa pagkakapare-pareho ng kulay at katumpakan ng LED sa mga application sa pag-iilaw at pagpapakita.

(2) Mga Epekto sa Pagganap ng Elektrisidad

1. Pagbaba sa Pagganap ng Electrical Insulation: Ang mga reaksyon ng pagtanda tulad ng hydrolysis at oksihenasyon ng epoxy resin ay bubuo ng ilang ionic substance sa loob nito, na magbabawas sa pagganap ng electrical insulation ng epoxy resin. Ang pagbaba sa pagganap ng electrical insulation ay maaaring humantong sa pagtagas sa pagitan ng LED chip at ng support frame, na nakakaapekto sa normal na operasyon ng LED.
2. Pagtaas sa Paglaban sa Pakikipag-ugnayan: Ang mga pagbabago sa dimensional ng layer ng encapsulation at ang pagbuo ng mga gaps sa interface na dulot ng pagtanda ng epoxy resin ay maaaring humantong sa mahinang contact sa pagitan ng chip at ng mga electrodes, na nagpapataas ng resistensya ng contact. Ang pagtaas ng contact resistance ay hindi lamang magpapataas ng power consumption ng LED ngunit maaari ring magdulot ng lokal na overheating ng chip, na nagpapabilis sa pagtanda ng LED.

(3) Mga Epekto sa Thermal Performance

1. Pagkasira ng Pagganap ng Pagwawaldas ng init: Matapos ang pagtanda ng epoxy resin, maaaring masira ang internal heat conduction path, na magreresulta sa pagbaba ng thermal conductivity. Ang pagkasira ng pagganap ng pagwawaldas ng init ay magpapahirap para sa init na nabuo ng LED chip na epektibong mawala, na nagpapataas ng temperatura ng chip, at sa gayon ay nakakaapekto sa makinang na kahusayan at habang-buhay ng LED.
2. Pagtaas ng Thermal Stress: Ang mga pagbabago sa dimensional at pagbaba sa tigas na dulot ng pagtanda ng epoxy resin ay magdudulot ng mas malaking thermal stress sa LED sa panahon ng mga thermal cycle. Ang pagtaas ng thermal stress ay maaaring humantong sa paglitaw ng mga bitak o delamination sa mga interface sa pagitan ng chip, frame ng suporta, at layer ng encapsulation, na lalong lumalala sa pagganap ng LED.

 

Mga Hakbang sa Pag-iwas at Pagbabawas para sa Epoxy Resin Aging

(1) Pag-optimize ng Epoxy Resin Formula

1. Pagdaragdag ng mga Anti-aging Agents: Ang pagdaragdag ng mga anti-aging agent tulad ng ultraviolet absorbers, antioxidants, at anti-hydrolysis agent sa epoxy resin ay maaaring epektibong pigilan ang pagtanda ng mga reaksyon ng epoxy resin. Halimbawa, ang pagdaragdag ng naaangkop na dami ng ultraviolet absorbers ay maaaring mabawasan ang pinsala ng ultraviolet rays sa epoxy resin at maantala ang paglitaw ng pag-yellowing.
2. Pagpili ng Naaangkop na Curing Agent: Ang iba't ibang curing agent ay makakaapekto sa curing degree at performance ng epoxy resin. Ang pagpili ng naaangkop na ahente ng paggamot ay maaaring tumaas ang cross-linking density at katatagan ng epoxy resin at mapahusay ang kakayahan nitong anti-aging.

(2) Pagpapabuti ng Proseso ng Encapsulation

1. Pagkontrol sa Mga Kundisyon ng Paggamot: Ang tumpak na pagkontrol sa temperatura ng paggamot, oras, at presyon, atbp., ng epoxy resin ay maaaring matiyak na ang epoxy resin ay ganap na gumaling at mabawasan ang pagbuo ng mga panloob na depekto. Nakatutulong ang mga naka-optimize na kondisyon ng curing para sa pagpapabuti ng kalidad at performance ng epoxy encapsulation layer.
2. Pagpapabuti ng Pagse-sealing ng Encapsulation: Pag-ampon ng mga advanced na proseso ng encapsulation at mga materyales sa sealing upang pahusayin ang sealing ng LED encapsulation, na pumipigil sa mga external na environmental factor tulad ng moisture at oxygen na pumasok sa epoxy encapsulation layer, kaya nagpapabagal sa aging rate ng epoxy resin.

(3) Pag-optimize sa Kapaligiran sa Paggamit

1. Pagkontrol sa Temperatura at Halumigmig: Subukang kontrolin ang temperatura at halumigmig ng LED working environment sa loob ng naaangkop na hanay, at iwasan ang LED na gumana sa isang mataas na temperatura at mataas na kahalumigmigan na kapaligiran sa loob ng mahabang panahon. Ang disenyo ng pagwawaldas ng init at mga hakbang sa moisture-proof ay maaaring gamitin upang mapabuti ang kapaligiran ng paggamit ng LED.
2. Pagbabawas ng Ultraviolet Irradiation: Sa paglalagay ng mga LED, subukang bawasan ang pag-iilaw ng ultraviolet rays sa epoxy encapsulation layer. Halimbawa, ang isang ultraviolet protection layer ay maaaring idagdag sa ibabaw ng LED o encapsulation na materyales na may ultraviolet resistance ay maaaring gamitin.

Konklusyon

Sa pangmatagalang paggamit, epoxy encapsulated LED ay makakaranas ng iba't ibang aging phenomena, kabilang ang optical, physical, at chemical na aspeto. Ang mga aging phenomena na ito ay magkakaroon ng malaking epekto sa optical, electrical, at thermal performance ng mga LED. Sa pamamagitan ng mga hakbang tulad ng pag-optimize ng epoxy resin formula, pagpapabuti ng proseso ng encapsulation, at pag-optimize sa kapaligiran ng paggamit, ang pagtanda ng epoxy resin ay mabisang mapipigilan at mapagaan, at ang pagiging maaasahan at buhay ng serbisyo ng mga LED ay maaaring mapabuti. Sa hinaharap, sa patuloy na pag-unlad ng teknolohiya ng LED, ang mga kinakailangan sa pagganap para sa mga materyales ng epoxy encapsulation ay magiging mas mataas at mas mataas. Kinakailangan na magsagawa ng karagdagang malalim na pananaliksik sa mekanismo ng pagtanda at anti-aging na teknolohiya ng epoxy resin upang matugunan ang mga pangangailangan sa pagpapaunlad ng industriya ng LED. Kasabay nito, kinakailangan ding palakasin ang pagtanda sa pagsubaybay at pagsusuri ng mga produktong LED sa aktwal na paggamit upang magbigay ng mas tumpak na batayan para sa kontrol sa kalidad at pag-optimize ng pagganap ng mga produktong LED.

Para sa higit pa tungkol sa pagpili ng pinakamahusay na aging phenomena ng epoxy encapsulated at ang kanilang mga epekto sa LED performance, maaari kang bumisita sa DeepMaterial sa https://www.epoxyadhesiveglue.com/category/epoxy-adhesives-glue/ para sa karagdagang impormasyon.