LED大功率灌封硅胶的应用
发光二极管大功率灌封硅胶的应用
在使用LED的过程中,辐射复合产生的光子向外发射时的损耗主要包括三个方面:
1.芯片内部结构缺陷和材料吸收;
2.由于折射率不同,光子在出射界面的反射损失;
3.入射角大于全反射临界角引起的全反射损失。
因此,大量的光不能从芯片发射到外部。通过在芯片与空气之间的表面涂覆一层折射率相对较高的硅胶,有效降低了界面处光子的损失,提高了光提取效率。此外,硅胶的功能还包括对芯片的机械保护和应力释放,作为光导结构,增强散热以降低芯片的结温,提高LED性能。为了提高LED封装的可靠性,硅胶还具有低吸湿性、低应力、耐老化的特点。目前常用的灌封胶有环氧树脂和硅胶。研究表明,提高硅胶的折射率可以有效降低折射率物理势垒引起的光子损耗,提高外量子效率,但硅胶的性能受环境温度影响较大。随着温度的升高,硅胶中的热应力增大,导致硅胶折射率降低,从而影响LED的光效率和光强分布。但硅胶的综合性能明显优于大功率LED封装中广泛使用的环氧树脂。
发光二极管大功率硅胶的典型应用
LED硅胶主要用于大功率LED的封装,包括填充、成型、集成封装等。以及用于混合荧光粉的贴片和白光胶的包装。
发光二极管大功率硅胶的分类
根据固化产物:凝胶型、橡胶型和树脂型。
目前有高折射率(约1.53)和普通折射率(1.41)
按工艺分为:烘焙型和自干型
发光二极管大功率硅胶的使用方法
填充硅胶主要用于镜片填充。由于其硬度较低,外层有PC镜片保护,经常出现气泡、夹层等问题。主要处理方案如下:
1.将封装好的硅胶装入镜片后,第二天烘烤,以减少气泡和夹层的产生(对于烘烤的硅胶)。
2.使用全夹层硅胶使灯珠发出的光更加均匀,但这种方法导致光通量相对降低。
同时,填充产品有普通折射率和高折射率可供选择。
模顶硅胶主要用于模顶包装,硬度比较高,所以会更注重硅胶与底座的附着力,还有硅胶脱模的问题,可以通过在模型上使用脱模剂来解决。
集成封装硅胶主要用于大功率集成LED的封装,对硬度、粘度、附着力等要求很高。根据不同的流程进行不同的调整。由于集成产品功率大、多种热量,对胶粘剂的性能要求更高。发光二极管大功率硅胶性能测试
主要试验有冷热冲击试验、泛黄试验、折射率试验、透光率试验、耐湿热试验、加速老化试验等
发光二极管大功率硅胶的使用工艺
3.1基底表面应清洁干燥。基底表面的水分可以通过加热去除;可以用石脑油、甲基乙基酮肟(MEK)或其他合适的溶剂清洁基材表面。不应使用溶解或腐蚀基底的溶剂,也不应使用残留溶剂。
3.2按照推荐的混合比例——A:B=1:1(重量比),准确称入干净的玻璃容器中,充分搅拌均匀。用高速搅拌设备搅拌时,高速搅拌产生的热量可能会提高胶水的温度,从而缩短使用时间。
3.3在10毫米汞柱的真空下去除气泡。通常,在分配封装材料之前去除气泡。根据需要,可以在配药后加入消泡程序。
3.4为保证化合物的可操作性,请在A和B混合后60分钟内使用.
3.5最佳固化条件为25固化3-4小时,完全固化需要24小时。或者50加热60分钟即可固化。当固化温度低于25时,延长固化时间或提高固化温度有助于产品的完全固化
5.物性:
性能指标 | 6601A/B | 6602A/B | 6603A/B | 6604A/B | 6601TA/B | 6606A/B | |
固化前 | 外观 | (黑色、白色)流体 | (黑色、白色)流体 | (黑色、白色)流体 | (黑色、白色)流体 | (透明、透明)流体 | (黑色、白色)流体 |
粘度( cps,25 ℃) | 1200~1500 | 3000 | 1500~2600 | 1200~1500 | 1500 | 3000 | |
相对密度( g/cm 3 ,25 ℃) | 1.35 | 1.55 | 1.8 | 1.25 | 1.3 | 1.37 | |
使用比例( % ) | 1 : 1 | 1 : 1 | 1 : 1 | 1:1 | 1:1 | 1:1 | |
混合后粘度( cps,25 ℃) | 1200 | 2500 | 5500 | 1200 | 1500 | 2500 | |
操作时间( min,25 ℃) | 60~120 | 60-120 | 60-120 | 60-120 | 60-120 | 60-120 | |
初步固化时间( hr,25 ℃) | 4 | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | |
完全固化时间( hr,25 ℃) | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 | |
固化后 | 硬度 (shore A,24hr) | 50 | 60 | 70 | 20 | 30 | 40 |
线收缩率 (%) | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |
使用温度范围 ( ℃ ) | -60~200 | -60~200 | -60~260 | -60~260 | -60~260 | -60~260 | |
体积电阻率 ( Ω .cm) | 1.0 × 1015 | 5.2 × 1014 | 5.8 × 1014 | 2.5 × 1015 | 3.6 × 1015 | 4.2 × 1015 | |
介电强度 (kv/mm) | ≥ 25
| 21 | 24 | 21 | 22 | 22 | |
介电常数 (1.2MHz) | 2.9 | 2.9 | 2.9 | 2.9 | 2.9 | 2.9 | |
耐电弧 (S) | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | |
耐漏电起痕指数 (v) | 600 | 600 | 600 | 600 | 600 | 600 | |
导热系数 [w/(m.k)] | 1.20 | 0.80 | 0.70 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | |
抗拉强度 (MPa) | < 1.00 | < 1.00 | < 1.00 | < 1.00 | < 1.00 | < 1.00 | |
剪切强度 (MPa) | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | |