在LED使用過程中,輻射復合產生的光子在向外發(fā)射時產生的損失,主要包括三個方面:1、芯片內部結構缺陷以及材料的吸收;
2、光子在出射界面由于折射率差引起的反射損失;
3、以及由于入射角大于全反射臨界角而引起的全反射損失。
因此,很多光線無法從芯片中出射到外部。通過在芯片表面涂覆一層折射率相對較高的硅膠,處于芯片和空氣之間,從而有效減少了光子在界面的損失,提高了取光效率。此外,硅膠的作用還包括對芯片進行機械保護,應力釋放,并作為一種光導結構,加強散熱,以降低芯片結溫,提高LED性能。為提高LED封裝的可靠性,硅膠還具有低吸濕性、低應力、耐老化等特性。目前常用的灌封膠包括環(huán)氧樹脂和硅膠。研究表明,提高硅膠折射率可有效減少折射率物理屏障帶來的光子損失,提高外量子效率,但硅膠性能受環(huán)境溫度影響較大。隨著溫度升高,硅膠內部的熱應力加大,導致硅膠的折射率降低,從而影響LED光效和光強分布。然而,硅膠的綜合性能明顯優(yōu)于環(huán)氧樹脂,在大功率LED封裝中得到廣泛應用。
LED大功率硅膠的典型應用
LED硅膠主要應用在大功率LED的封裝上,包括填充、模鼎、集成封裝型等,還有貼片的封裝及混熒光粉用的白光膠。
LED大功率硅膠的分類
按產品固化后分:凝膠型、橡膠型 、樹脂型。
按折射率分目前有:高折射率(1.53左右)和普通折射率(1.41)
按工藝分:烘烤型和自干型
LED大功率硅膠的適用方法
填充型硅膠主要應用于透鏡填充,由于硬度較底,外層有PC透鏡保護,但是經常會出現氣泡、隔層等問題,現主要的處理方案有:
1、將封裝的硅膠填充到透鏡后,第二天再加烘烤,以減少氣泡、隔層等的產生(針對烘烤型硅膠)。
2、使用全隔層硅膠,使燈珠發(fā)出來的光更加均勻,但是該方法造成光通量相對降低。
同時該填充型產品有普通折射率和高折射率可供選擇。
模鼎型硅膠主要應用在模鼎封裝,硬度相對較高,會比較關注硅膠與底座的粘接能力,還有就是硅膠的脫模問題,在模型上使用脫模劑能夠解決脫模的問題。
集成封裝型硅膠主要應用在大功率集成LED的封裝,對產品的硬度、黏度、粘接等要求比較大,根據工藝的不同做不同的調整。由于集成產品功率較大,熱量幾種,對膠的性能要求較高。
LED大功率硅膠的性能測試
主要測試有冷熱沖擊測試、黃變測試、折射率測試、透光率測試、耐濕熱測試、加速老化測試等
LED大功率硅膠使用流程
3.1 基材表面應該清潔干燥??梢约訜崛コ谋砻娴臐駳?可以用石腦油、肟(MEK)或其它合適的溶劑清洗基材表面。不應該使用對基材有溶解或腐蝕的溶劑,不應該使用有殘留的溶劑。
3.2 按照推薦的混合比例——A:B = 1:1(重量比),準確稱量到清潔的玻璃容器中,并充分混合均勻。使用高速的攪拌設備混合時,高速攪拌產生的熱量有可能使膠的溫度升高,從而縮短使用時間。
3.3 在10mmHg的真空下脫出氣泡。一般在分配封裝材料之前脫出氣泡。根據需要在分配后也可以增加脫氣泡的程序。
3.4 為保證膠料的可操作性,A、B混合后請在60分鐘內用完。
3.5 固化條件為在25℃下固化,3-4小時開始固化,完全固化需要24小時;亦可在50℃加熱60min固化。當固化溫度低于25℃時,適當延長固化時間或者提高固化溫度有助于產品的完全固化
QSIL(昆騰)高透明有機硅膠有幾十種其中廣泛應用的硅凝膠有:QGEL310、QGEL300、QGEL330、QGEL910、QGEL331、QGEL312、QGEL323等等,高透明硅膠有:QSIL12、QSIL216、QSIL217、QSIL218、QSIL223、QLE1101等等。