固化方式可定制联系人鲍红美
在LED使用过程中,辐射复合产生的光子在向外发射时产生的损失,主要包括三个方面:芯片内部结构缺陷以及材料的吸收;光子在出射界面由于折射率差引起的反射损失;以及由于入射角大于全反射临界角而引起的全反射损失。因此,很多光线无法从芯片中出射到外部。通过在芯片表面涂覆一层折射率相对较高的透明胶层--LED硅胶,由于该胶层处于芯片和空气之间,从而有效减少了光子在界面的损失,提高了取光效率。此外,灌封胶的作用还包括对芯片进行机械保护,应力释放,并作为一种光导结构。因此,要求其透光率高,折射率高,热稳定性好,流动性好,易于喷涂。为提高LED封装的可靠性,还要求灌封胶具有低吸湿性、低应力、耐老化等特性。常用的灌封胶包括环氧树脂和硅胶。硅胶由于具有透光率高,折射率大,热稳定性好,应力小,吸湿性低等特点,明显优于环氧树脂,在大功率LED封装中得到广泛应用,但成本较高。研究表明,提高硅胶折射率可有效减少折射率物理屏障带来的光子损失,提高外量子效率,但硅胶性能受环境温度影响较大。随着温度升高,硅胶内部的热应力加大,导致硅胶的折射率降低,从而影响LED光效和光强分布。
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性能特点:
阻燃性能:这是电子封装阻燃胶重要的特点之一,能够在遇到火源或高温时阻止火焰的蔓延,减少火灾的危险性,保护电子设备和人员的安全。其阻燃性能通常通过垂直燃烧测试、水平燃烧测试等方法进行评估,达到一定的阻燃等级标准。
粘结强度:对电子元件与基板、外壳等部件之间具有良好的粘结力,能够确保电子元件在各种环境条件下牢固地固定在封装结构中,防止因振动、冲击等因素导致元件脱落或移位。
绝缘性能:具有的绝缘性能,能够有效地隔绝电流,防止电子元件之间的短路和漏电现象,电子设备的正常运行。
耐温性能:可以在一定的温度范围内保持稳定的性能,能够适应电子设备在工作过程中产生的热量以及不同的使用环境温度。例如,一些电子封装阻燃胶可以在 - 50℃至 200℃甚至更高的温度范围内正常使用。
耐化学腐蚀性:对酸、碱、盐等化学物质具有一定的耐受性,能够在复杂的化学环境中保持稳定的性能,保护电子元件不受腐蚀。
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应用领域:
消费电子领域:如手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品的内部电子元件的封装,能够防止电子元件因短路、过热等问题引发的火灾事故,同时为电子元件提供良好的保护,延长电子产品的使用寿命。
汽车电子领域:应用于汽车的发动机控制模块、传感器、电子仪表等部件的封装,汽车在行驶过程中会面临高温、振动、油污等复杂的环境条件,电子封装阻燃胶的性能能够确保汽车电子设备的稳定运行。
航空航天领域:飞机、卫星等航空航天设备中的电子系统对材料的性能要求,电子封装阻燃胶的高可靠性、高耐温性和阻燃性能能够满足航空航天领域的特殊需求,保障飞行安全。
工业电子领域:在工业自动化设备、电力设备、通信设备等领域中,电子封装阻燃胶用于各种电子元件的封装和保护,能够提高设备的稳定性和可靠性,降低设备的维护成本。
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封装部位和方式:
如果是对电子元件的整体封装,需要选择流动性好、能够完全填充电子元件与外壳之间间隙的灌封胶,以提供全面的保护和良好的阻燃效果。例如,在电源模块的封装中,灌封胶可以有效地防止电子元件因过热或短路等故障引发的火灾。
对于电子元件的局部封装或粘结,如芯片与电路板的粘结、排线的固定等,需要选择粘结强度高、固化后硬度适中且不会对电子元件造成应力损伤的胶水。比如在芯片封装中,需要使用能够点胶、快速固化且不会对芯片性能产生影响的粘结胶。
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考量胶水的性能参数:
阻燃性能:这是选择电子封装阻燃胶的关键性能指标。要查看胶水的阻燃等级,如 UL94 标准中的 V-0、V-1、V-2 等级,V-0 级为高阻燃等级,意味着胶水在离开火源后能够迅速自熄,不会继续燃烧。同时,了解胶水的热释放速率、烟密度等参数,这些参数越低,说明胶水的阻燃性能越好。
粘结强度:粘结强度直接影响电子元件的封装牢固程度。根据电子元件的材质和封装要求,选择具有合适粘结强度的胶水。例如,对于金属外壳的电子元件,需要选择对金属有良好粘结力的胶水;对于塑料材质的电子元件,要选择与塑料兼容性好、粘结强度高的胶水。
绝缘性能:电子封装阻燃胶需要具有良好的绝缘性能,以确保电子元件之间不会发生短路等故障。查看胶水的体积电阻率、介电强度等绝缘性能参数,体积电阻率越高、介电强度越大,说明胶水的绝缘性能越好。
耐温性能:根据电子设备的工作温度范围,选择具有合适耐温性能的胶水。一般来说,电子封装阻燃胶需要能够在 - 40℃至 120℃甚至更高的温度范围内保持稳定的性能。如果电子设备在高温环境下工作,如汽车发动机舱内的电子元件,就需要选择耐温性更高的胶水。
固化速度:固化速度会影响生产效率和电子设备的组装进度。对于大规模生产的电子设备,需要选择固化速度快的胶水,以提高生产效率;而对于一些需要调整位置的电子元件封装,可以选择固化速度适中或可调节固化速度的胶水。
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考虑胶水的兼容性:
与电子元件的兼容性:胶水不能与电子元件发生化学反应或腐蚀电子元件。在选择胶水之前,可以进行兼容性测试,将胶水涂抹在电子元件的表面,观察一段时间后是否有变色、腐蚀等现象。
与其他材料的兼容性:如果电子设备中还使用了其他材料,如塑料外壳、金属支架等,需要确保胶水与这些材料也具有良好的兼容性。例如,某些胶水可能会与特定类型的塑料发生溶胀或软化现象,从而影响封装效果。
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基础树脂类型:
环氧树脂类:一般来说,环氧树脂封装阻燃胶在正常使用条件下,如果未受到极端恶劣环境影响,其使用寿命可能在 5 - 10 年左右。环氧树脂具有较好的化学稳定性和机械强度,但随着时间推移,可能会因环境因素(如温度、湿度变化等)逐渐出现性能变化,如粘结力可能稍有下降等。
有机硅树脂类:有机硅封装阻燃胶由于其的耐热性、耐寒性和耐候性,使用寿命相对较长,通常能达到 10 - 15 年甚至更久。它能在较宽的温度范围(如 - 50℃至 200℃及以上)内保持相对稳定的性能,不过在长期高温高湿等极端环境下,也可能出现老化现象,但相对环氧树脂类来说要缓慢得多。
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电子设备运行状况
振动和冲击:
电子设备在运行过程中如果经常受到强烈的振动或冲击(如在运输过程中、某些工业设备的运行工况等),会对封装阻燃胶产生应力作用,可能导致胶水与电子元件之间的粘结处出现松动、开裂等情况,从而影响胶水的防护和阻燃功能,也会相应缩短其使用寿命。一般来说,频繁遭受较大振动和冲击的电子设备,其封装阻燃胶的使用寿命可能会比正常情况下减少 20% - 40% 左右。
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封装工艺:
如果在封装过程中,胶水涂布不均匀(如存在厚度差异过大、局部未涂布到等情况),那么在后续使用过程中,可能会导致部分区域先出现性能问题,比如粘结不牢、阻燃效果不佳等,从而影响整体的使用寿命。
未进行充分的脱泡处理也是常见的工艺问题,气泡存在于胶水中会影响胶水的固化质量,导致固化后胶水的强度等性能降低,进而缩短使用寿命。
胶水质量:
质量不合格的电子封装阻燃胶,即使在正常使用环境下,也可能很快出现性能问题,比如阻燃性能不达标、粘结强度过低等,其使用寿命自然就很短,可能几个月甚至更短时间就无法满足电子设备的封装需求了。
综上所述,电子封装阻燃胶的使用寿命一般在几年到十几年不等,具体要根据胶水自身特性、使用环境、电子设备运行状况以及封装工艺和质量等多方面因素综合判断。