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玉米灯G4G9胶水封装模条胶水氟硅胶封装

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LED封装的取光效率分析
常规LED一般是支架式,采用环氧树脂封装,功率较小,整体发光光通量不大,亮度高的也只能作为一些特殊照明使用。随着LED芯片技术和封装技术的发展,顺应照明领域对高光通量 LED产品的需求,功率型LED逐步走入市场。这种功率型的LED一般是将发光芯片放在散热热沉上,上面装配光学透镜以达到一定光学空间分布,透镜内部填充低应力柔性硅胶。



功率型LED要真正进入照明领域,实现家庭日常照明,其要解决的问题还有很多,其中重要的便是发光效率。目前市场上功率型LED报道的高流 明效率在50lm/W左右,还远达不到家庭日常照明的要求。为了提高功率型LED发光效率,一方面其发光芯片的效率有待提高;另一方面,功率型LED的封 装技术也需进一步提高,从结构设计、材料技术及工艺技术等多方面入手,提高产品的封装取光效率。

  一、影响取光效率的封装要素

  1.散热技术

  对于由PN结组成的发光二极管,当正向电流从PN结流过时,PN结有发热损耗,这些热量经由粘结胶、灌封材料、热沉等,辐射到空气中,在这个过 程中每一部分材料都有阻止热流的热阻抗,也就是热阻,热阻是由器件的尺寸、结构及材料所决定的固定值。设发光二极管的热阻为Rth(℃/W),热耗散功率 为PD(W),此时由于电流的热损耗而引起的PN结温度上升为:

  T(℃)=Rth×PD。

  PN结结温为:

  TJ=TA+ Rth×PD

  其中TA为环境温度。由于结温的上升会使PN结发光复合的几率下降,发光二极管的亮度就会下降。同时,由于热损耗引起的温升增高,发光二极管亮 度将不再继续随着电流成比例提高,即显示出热饱和现象。另外,随着结温的上升,发光的峰值波长也将向长波方向漂移,约0.2-0.3nm/℃,这对于通过 由蓝光芯片涂覆YAG荧光粉混合得到的白色LED来说,蓝光波长的漂移,会引起与荧光粉激发波长的失配,从而降低白光LED的整体发光效率,并导致白光色 温的改变。

  对于功率发光二极管来说,驱动电流一般都为几百毫安以上,PN结的电流密度非常大,所以PN结的温升非常明显。对于封装和应用来说,如何降低产 品的热阻,使PN结产生的热量能尽快的散发出去,不仅可提高产品的饱和电流,提高产品的发光效率,同时也提高了产品的可靠性和寿命。为了降低产品的热阻, 封装材料的选择显得尤为重要,包括热沉、粘结胶等,各材料的热阻要低,即要求导热性能良好。其次结构设计要合理,各材料间的导热性能连续匹配,材料之 间的导热连接良好,避免在导热通道中产生散热瓶颈,确保热量从内到外层层散发。同时,要从工艺上确保,热量按照预先设计的散热通道及时的散发出去。

  2.填充胶的选择

  根据折射定律,光线从光密介质入射到光疏介质时,当入射角达到一定值,即大于等于临界角时,会发生全发射。以GaN蓝色芯片来说,GaN材料的折射率是2.3,当光线从晶体内部射向空气时,根据折射定律,临界角θ0=sin-1(n2/n1)。

  其中n2等于1,即空气的折射率,n1是GaN的折射率,由此计算得到临界角θ0约为25.8度。在这种情况下,能射出的光只有入 射角≤25.8度这个空间立体角内的光,据报导,目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右,因此,由于芯片晶体的内部吸收,能射出到晶体外 面光线的比例很少。据报导,目前GaN芯片的外量子效率在30%-40%左右。同样,芯片发出的光要透过封装材料,传送到空间,也要考虑材料对取光效率的 影响。


  所以,为了提高LED产品封装的取光效率,提高n2的值,即提高封装材料的折射率,以提高产品的临界角,从而提高产品的封装发光效率。同 时,封装材料对光线的吸收要小。为了提高出射光的比例,封装的外形好是拱形或半球形,这样,光线从封装材料射向空气时,几乎是垂直射到界面,因而不再产 生全反射。

  3.反射处理

  反射处理主要有两方面,一是芯片内部的反射处理,二是封装材料对光的反射,通过内、外两方面的反射处理,来提高从芯片内部射出的光通比例,减少 芯片内部吸收,提高功率LED成品的发光效率。从封装来说,功率型LED通常是将功率型芯片装配在带反射腔的金属支架或基板上,支架式的反射腔一般是采取 电镀方式提高反射效果,而基板式的反射腔一般是采用抛光方式,有条件的还会进行电镀处理,但以上两种处理方式受模具精度及工艺影响,处理后的反射腔有一定 的反射效果,但并不理想。目前国内制作基板式的反射腔,由于抛光精度不足或金属镀层的氧化,反射效果较差,这样导致很多光线在射到反射区后被吸收,无法按 预期的目标反射至出光面,从而导致终封装后的取光效率偏低。


  我们经过多方面的研究和试验,研制成一种具有自主知识产权的使用有机材料涂层的反射处理工艺,通过这种工艺处理,使得反射到载片腔内的光线吸收 很少,能将大部分射到其上面的光线反射至出光面。这样处理后的产品取光效率与处理之前相比可提高30%-50%。我们目前1W白光功率LED的光效可达 40-50lm/W(在远方PMS-50光谱分析测试仪器上测试结果),获得了很好的封装效果。

  4.荧光粉选择与涂覆

  对于白色功率型LED来说,发光效率的提高还与荧光粉的选择和工艺处理有关。为了提高荧光粉激发蓝色芯片的效率,荧光粉的选择要合适,包括 激发波长、颗粒度大小、激发效率等,需全面考核,兼顾各个性能。其次,荧光粉的涂覆要均匀,好是相对发光芯片各个发光面的胶层厚度均匀,以免因厚度不均 造成局部光线无法射出,同时也可改善光斑的质量。

  二、结论

  良好的散热设计对提高功率型LED产品发光效率有着显着的作用,同时也是确保产品寿命和可靠性的前提。而设计良好的出光通道,这里 着重指反射腔、填充胶等的结构设计、材料选择和工艺处理,可以有效提高功率型LED的取光效率。对功率型白光LED来说,荧光粉的选择和工艺设计,对光斑 的改善和发光效率的提高也至关重要。

了解各种LED照明特点
LED照明在欧美、日本等国得以广泛应用,相对于白炽灯而言,其特点鲜明于节能与环保。近日更是有美国的博客推荐由加拿大D-Rev公司主要用LED灯制造的D-Rev'sBrilliance用来治疗婴儿黄疸病的设备,在禁售白炽灯之前,我们来重新了解下LED照明的各大特点。


1、高节能 节能能源即为环保。直流驱动,低功耗(单管0.03-0.06瓦)电光功率转换接近,相同照明效果比传统光源节能80%以上。


2、高新尖 与传统光源单调的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品,成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等,所以亦是数字信息化产品,是半导体光电器件“高新尖”技术,具有在线编程,无限升级,灵活多变的特点。

3、利环保 环保效益更佳,光谱中没有紫外线和红外线,既没有热量,也没有辐射,眩光小,而且废弃物可回收,没有污染不含汞元素,冷光源,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。


4、寿命长 LED光源有人称它为灯,意为熄灭的灯。固体冷光源,环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上。


5、多变幻 LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256×256×256=16777216种颜色,形成不同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。


6、不易损坏 LED照明灯具是被完全的封装在环氧树脂里面,它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分,使得LED照明灯具可以说是不易损坏的。

随着禁售白炽灯的临近、人们对LED灯的尝试认识,同时大规模集成电路和计算机技术的不断进步,LED照明灯具将逐渐扩展到通用照明领域,LED照明已成为现代城市一道靓丽的风景线。

■ 产品特性及应用
QK-5883是一种低粘度、低硬度、加热固化型液体硅橡胶。具有的防潮、密封防水、耐臭氧、耐辐射、耐气候老化等特性,可在-60~+200℃长期使用,电器性能优良,化学稳定性好。本品固化前为浅蓝色液体,在一定温度下即可固化成低收缩率的弹性体,固化后具有高强度、高韧性、高透明度等特性,耐候性佳,能整体深层次固化。
■ 使用方法

1)清洁:注胶前将模具清理干净。。

2)固化:将A组份和B组份按1:1(重量比/或体积比)的配比充分混合均匀。(建议用静态混合器混合用液体机注射不用脱泡)。A/B组份要进行充分混合,如果混合不足可能会造成固化不完全或物理性能减弱。本品使用时允许操作时间与环境温度有关,环境温度越高,允许操作时间越短。胶料混合密封后允许操作时间≥0.5小时/25℃。

3)如果在固化过程中发现有气泡,可将前段固化温度降低同时延长时间,待基本凝固后再提高温度,可有效解决气泡问题。

4)本品易被分子中含P(磷)、S(硫)、N(氮)元素的有机化合物毒化而影响固化,用时须注意清洁,防止杂质混入。以下化学物质可能影响该产品的固化,请在使用前作兼容性试验。硫及含硫化合物,胺及有机锡等。

1. 产品特点 

1、加成型双组分硅橡胶

2.、操作性和自脱模性

3、尺寸稳定性和抗返原

4、室温固化,加热快速固化



2. 产品典型用途

1、树脂基复合材料的软模成型

2、用于精密铸造成型用模具

3、其它工艺制品的仿真复制


4. 产品颜色

1、A、B组份混合后为透明流动体。

2、可根据客户需求定制颜色。

 

5. 产品使用方法

1. 预混:使用前先将AB组分分别混匀待用。

2. 称量: 按照10:1的重量比称取A、B组分。

3. 混合:将两组份胶料充分混匀,使用的混胶设备(如小型行星搅拌器)。当手工混合时注意刮擦混配容器的底部和边壁。

4. 脱泡:在混胶设备中抽真空脱泡。也可将混配好的胶料连同混配容器置于真空排泡设备中,抽真空进行脱泡处理。真空排泡过程中,混合物液面可能升高至原体积的3~4倍液面位置,然后自动破泡坍塌。破泡后维持真空4~6分钟,然后释放真空。

5. 制模:建议采用液体注射成型(LIM)进行模具制备。胶料注入模腔内,室温放置24h后,开模取出得到硅橡胶模型。室温硫化后的硅橡胶模型在80-100℃下处理2h后再使用,可以延长模型使用寿命。为提高制模效率,也可采用将胶料注入模腔内后,采取加温(60℃-90℃)固化。



6. 注意事项


1、特定材料、化合物、硫化剂和增塑剂会阻碍JY-131M的硫化。

主要包括:

    1. 有机锡和其它有机金属化合物。

    2.Ÿ 含有机锡催化剂的硅橡胶。

    3.硫、聚硫化物、聚砜类物或其它含硫物品。

    Ÿ4.胺、氨基甲酸乙酯或含胺物品。

    5.Ÿ 不饱和的碳氢增塑剂。

概述

双组分加成型室温固化

一.产品特点             

1.极低粘度,流动性好          

2.室温硫化,加热可以显著提高硫化速度           

3.绝缘防潮,耐高低温        

4.透明弹性体(果冻状),可修复性

5.与基材具有较好粘附性,对基材无腐蚀

  

二.产品典型用途

1.电缆接头灌封

2.用于封装,铸封或密封

3.保护电子元件、组件

4.IGBT芯片封装

QK-9770是单组份低黏度室温固化有机硅密封胶。具有的抗冷热变化、抗应力变化等性能,耐高低温,在-60~250℃长期保持弹性和稳定,抗紫外线,耐老化,并具有的绝缘、防潮、抗震、耐电晕、抗漏电和耐化学介质性能。本品属半流动的脱肟型单组份室温固化硅橡胶,适用于电气及通信设备倒车雷达密封防水,完全符合欧盟Reach ROHS指令要求。
典型用途
  1、电子电器配件的防潮、防水封装;
  2、绝缘及各种电路高频头板的保护涂层;
  3、电气及通信设备倒车雷达密封防水;
  4、LED 灯饰 模块及象素的防水封装;
  5、高温空气过滤器、高温烘箱等工业产品的生产粘接密封,以及高温管道的密封;
  6、适用于小型或薄层(灌封厚度一般小于5mm)电子元器件、模块、光电显示器和线路板的灌封保护。

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