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【鴻利智匯“封”享】硅樹脂膠水與SMD封裝的那些事
發(fā)布時間:2016-10-31 點擊率:6454  來源:鴻利智匯

 

SMD LED產(chǎn)品具有體積小、可靠性高、易于實現(xiàn)自動化等突出優(yōu)點,以其超高性價比迅速占領(lǐng)市場,成為市場的主流產(chǎn)品。

 


 表一、SMD系列產(chǎn)品

 

SMD系列LED有多種尺寸的產(chǎn)品,比如5060/ 5730/7020/2835/3030/4014/3014/3528等,根據(jù)不同燈具的應(yīng)用特點需求,幾乎都有匹配的不同功率、不同尺寸的SMD LED產(chǎn)品,SMD LED應(yīng)用非常廣泛。

 


表二、LED應(yīng)用

 

不同燈具應(yīng)用領(lǐng)域不同,對SMD LED的性能要求也不同,有些產(chǎn)品特別強(qiáng)調(diào)LED的使用壽命,有些產(chǎn)品又特別強(qiáng)調(diào)LED的抗硫能力,在SMD LED封裝中,與這兩個性能有密切相關(guān)的物料是封裝膠水。

 

目前LED封裝膠水主要有環(huán)氧樹脂膠、硅樹脂膠和硅膠三種,由于SMD LED大部分產(chǎn)品功率都在1.5W以下,但在產(chǎn)品氣密性上有所要求,在耐熱性和氣密性等綜合性能上更均衡的硅樹脂膠脫穎而出,成為了SMD LED封裝膠水的首選。

 


圖一、封裝膠材特性表

 

目前硅樹脂膠主要的物理特性有粘度、硬度、折射率、透光率等,在SMD LED封裝中硅樹脂的這些特性對產(chǎn)品的性能和工藝都會有影響,需要選用匹配特性的硅樹脂膠。

 


表三、膠水物理特性及其影響

 

膠水選型,主要是根據(jù)LED產(chǎn)品性能需求,選擇合適的測試方法,甄別出適合己方的膠水。針對產(chǎn)品的性能要求,可采用行業(yè)上常用的測試方法或根據(jù)自身的設(shè)備和技術(shù)情況設(shè)計出合適的方案。

 


表四、性能要求-測試項目對照表

 

由于不同的應(yīng)用對產(chǎn)品性能的側(cè)重點不同,所以針對不同應(yīng)用,LED封裝膠的評估重點也應(yīng)當(dāng)有所不同。比如0.5W以下LED器件,大部分用于燈管、燈帶等,正常情況下引腳溫度(Ts溫度)都不太高,但部分廠商由于成本等原因考慮,采購使用會含有或揮發(fā)出含硫/氯/溴等鹵素物質(zhì)的配件或物料,如果SMD LED與這些含硫等鹵素物質(zhì)接觸時,硫元素等極易滲入LED支架功能區(qū),從而發(fā)生鍍銀層被硫化發(fā)黑的現(xiàn)象,導(dǎo)致LED嚴(yán)重光衰。

 

而0.5W-1.5W的LED器件,大部分用于球泡燈、筒燈等,由于功率較高及產(chǎn)品應(yīng)用情況,引腳溫度相對較高,溫度對LED壽命的影響更大。因此在中低功率產(chǎn)品上,由于發(fā)熱量相對低,但硫化風(fēng)險較高,器件的氣密性要求較高,需要選用氣密性高的膠水,而中高功率產(chǎn)品上,由于發(fā)熱量大,但散熱相對不足,器件的耐熱性要求較高,需要選用耐溫性更好的膠水。

 


表五、影響器件性能的因素

 

不管是產(chǎn)品的氣密性還是耐熱性,除了膠水本身的特性,與固化工藝及外部使用環(huán)境也是相關(guān)的。我們通過膠水的固化原理及固化工藝了解其對我們產(chǎn)品性能的影響。

 
圖二、膠水固化反應(yīng)

 

由膠水固化反應(yīng)原理得知,在加熱過程出現(xiàn)抑制觸媒催化作用的物質(zhì),將會出現(xiàn)硬化阻礙情況,表現(xiàn)為烘烤不干,硬度偏低,粘蓋帶,表面明顯皺褶,粘結(jié)力降低等,造成固化不良的原因有:

 

1、白金觸媒與其他化合物(含N、P、S等有機(jī)化合物;Sn、Pb、Hg、Sb、Bi、As等重金屬離子化合物;含有乙炔基等不飽和基的有機(jī)化合物)形成錯體,阻礙觸媒發(fā)生作用;這種情況下,將加熱溫度提高、加熱時間加長的話有機(jī)會讓其固化。

 

2、混入可與固化劑進(jìn)行反應(yīng)的物質(zhì)(醇、水;有機(jī)酸),使固化劑被消耗掉。

以上提及化合物或物質(zhì)常見的有橡膠手套指套、漂白過的紙張、環(huán)氧類產(chǎn)品等。因此需要在膠水固化過程中避免使用或引入相關(guān)的催化作用抑制物??鞠涠ㄆ诒pB(yǎng)清潔及專用管理,也是有效的手段之一。在LED封裝過程順利地使用封裝膠水還有很多要注意的地方。

 


表六、膠水使用工藝過程注意事項

 

膠水固化工藝保證了作業(yè)的順暢和穩(wěn)定性,同時固化條件的優(yōu)化也會提升產(chǎn)品的綜合性能,要根據(jù)實際需求開發(fā)合適的固化條件??蛇x用采用兩段式或多段式烘烤條件完成固化,先低溫緩慢固化,可在一定程度上降低固化過程中產(chǎn)生的應(yīng)力并且傳熱均勻有利于表面平整度;而后段采用高溫較長時間,可保證反應(yīng)進(jìn)行完全并有利于提高膠與基材的結(jié)合性。

 


 圖三、不同烘烤溫度曲線

 

封裝膠水在LED封裝中對產(chǎn)品性能有較大影響,但提升產(chǎn)品性能是多種物料合理搭配和工藝不斷優(yōu)化的結(jié)果,“強(qiáng)封永不止步”,鴻利智匯關(guān)注產(chǎn)品品質(zhì),做好產(chǎn)品認(rèn)證,以“工匠精神”不斷鉆研,提升產(chǎn)品信賴性,堅持創(chuàng)新,在LED封裝行業(yè)發(fā)揚光大,讓“中國智造”不斷前行!

 

特別感謝:廣州慧谷化學(xué)有限公司、北京康美特科技股份有限公司、長興化學(xué)工業(yè)股份有限公司

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