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LED大功率灌封硅胶的使用

发布日期:2018-12-10 点击次数:1173
LED大功率灌封硅胶的使用
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:
1、芯片内部结构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损失;
3、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硅胶,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,硅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,加强散热,以降低芯片结温,提高LED性能。为提高LED封装的可靠性,硅胶还具有低吸湿性、低应力、耐老化等特性。目前常用的灌封胶包括环氧树脂和硅胶。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。然而,硅胶的综合性能明显优于环氧树脂,在大功率LED封装中得到广泛应用。 
LED大功率硅胶的典型应用
LED硅胶主要应用在大功率LED的封装上,包括填充、模鼎、集成封装型等,还有贴片的封装及混荧光粉用的白光胶。
LED大功率硅胶的分类
按产品固化后分:凝胶型、橡胶型 、树脂型。
按折射率分目前有:高折射率(1.53左右)和普通折射率(1.41)
按工艺分:烘烤型和自干型
LED大功率硅胶的适用方法
填充型硅胶主要应用于透镜填充,由于硬度较底,外层有PC透镜保护,但是经常会出现气泡、隔层等问题,现主要的处理方案有:
1、将封装的硅胶填充到透镜后,第二天再加烘烤,以减少气泡、隔层等的产生(针对烘烤型硅胶)。
2、使用全隔层硅胶,使灯珠发出来的光更加均匀,但是该方法造成光通量相对降低。
同时该填充型产品有普通折射率和高折射率可供选择。
模鼎型硅胶主要应用在模鼎封装,硬度相对较高,会比较关注硅胶与底座的粘接能力,还有就是硅胶的脱模问题,在模型上使用脱模剂能够解决脱模的问题。
集成封装型硅胶主要应用在大功率集成LED的封装,对产品的硬度、黏度、粘接等要求比较大,根据工艺的不同做不同的调整。由于集成产品功率较大,热量几种,对胶的性能要求较高。
LED大功率硅胶的性能测试
主要测试有冷热冲击测试、黄变测试、折射率测试、透光率测试、耐湿热测试、加速老化测试等
LED大功率硅胶使用流程
3.1 基材表面应该清洁干燥。可以加热去除基材表面的湿气;可以用石脑油、甲基乙基酮肟(MEK)或其它合适的溶剂清洗基材表面。不应该使用对基材有溶解或腐蚀的溶剂,不应该使用有残留的溶剂。
3.2 按照推荐的混合比例——A:B = 1:1(重量比),准确称量到清洁的玻璃容器中,并充分混合均匀。使用高速的搅拌设备混合时,高速搅拌产生的热量有可能使胶的温度升高,从而缩短使用时间。
3.3 在10mmHg的真空下脱出气泡。一般在分配封装材料之前脱出气泡。根据需要在分配后也可以增加脱气泡的程序。
3.4 为保证胶料的可操作性,A、B混合后请在60分钟内用完。
3.5 最佳固化条件为在25℃下固化,3-4小时开始固化,完全固化需要24小时;亦可在50℃加热60min固化。当固化温度低于25℃时,适当延长固化时间或者提高固化温度有助于产品的完全固化
QSIL(昆腾)高透明有机硅胶有几十种其中广泛应用的硅凝胶有:QGEL310、QGEL300、QGEL330、QGEL910、QGEL331、QGEL312、QGEL323等等,高透明硅胶有:QSIL12、QSIL216、QSIL217、QSIL218、QSIL223、QLE1101等等。
QSil 216 
透明的液体硅胶
产品描述
QSil 216 是双组分透明的液体硅胶,适合于室温和加温快速固化。此产品具有低粘度的特点,可以在复杂部件中流动良好,具有较好的电绝缘性和抗震性能。
主要性能指标
.  简单的10:1混合比,适用于自动混合出胶设备和手工灌胶作业
.  不含溶剂
.  不黄变
.  有较好的水解稳定性和返还原性能
固化前性能
       PT-A部分                    PT- B部分
颜色             透明                  透明
粘度, cps         4000               500
比重                             1.02                      1.01
固化前混合后
混合比率            10:1重量比
颜色                透明无色
浓稠度              流动性好
操作时间            4小时
固化后性能(60分钟@100℃)
硬度(丢洛修氏A)    40
抗拉强度,          750psi
延伸强度(%),        100
线性收缩率         <~0.1%
折射率             1.406
电子性能
介电强度           500V/mil
绝缘常数@1000HZ    2.69
耗散因数@1000HZ    0.0006
体积电阻率         1.7Χ1015
导热性能
耐温范围           -60 to204C
导热系数           0.18W/m-k
热膨胀系数         27.5Χ10-5
比热               0.3
光学特性
折射率,589nm      1.405
透光率,400nm      90.3%
使用说明
混合
Qsil216以重量比1份A和1份B双组分混合,为获得最佳性能,请使用同一批次的A和B组分。
在干净且兼容的容器里混合A和B,储胶容器应有混胶量的3-4倍。可以手动作业或者点胶机作业混合A组分和B组分后搅拌直到完全混合。手动作业时准确的称重对于性能至关重要。
抽真空
混合过程中滞留的空气可在29英寸大气压下抽真空进行去除。抽真空过程中胶料会膨胀,需要间歇性进行。当胶料膨胀到2-3倍大的时候停止抽真空再静置2-4分钟。
储存和有效期
QSil 216 应该存放在不高于38℃ (100℉)下未开封的原包装内。如果可以一直存放在此种环境中,产品有效期为12个月。