摩尔勇士停止更新:SMD中胶体与支架密封性及粘结性问题探讨 (

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/04/29 06:19:46
  1. 前言
随着LED彩电,LED电脑的大规模普及,LED日光灯管,灯条慢慢进入商用及家用市场。SMD产品这几年用量呈井喷式发展。SMD相比lamp有着热阻低,应用方便,衰减小等诸多特点,而且目前大功率型LED器件封装也朝着SMD方式发展。
  1. 目前几种SMD型器件封装形式及封装材料

2.1 PPA支架加环氧树脂封装   这种封装形式多见于表贴型显示屏封装中,如:户外显示屏用3528,5060。此种物料搭配形式的封装相对成本低,密封性良好,抗震动,抗挤压好,胶水与PPA不易剥离等特点。但由于环氧树脂本身特性,在紫外及长时间高热量的条件下,胶体本身会慢慢黄变造成光衰。
2.2 PPA支架加硅胶封装    此种封装常见于SMD白光,对光衰有严格要求的照明场所,由于硅胶本身不含C元素等特性,在高温及紫外的照射下,胶体不会黄变,此种封装的灯珠长时间使用下衰减极小,可以真正做到节能,充分体现LED高寿命的特点。但硅胶与PPA的粘结强度不及环氧树脂和PPA强,长时间使用过程中易出现,硅胶胶体慢慢开始和PPA支架有剥离迹象。
   2.3 铝基板/陶瓷基板加硅胶封装   目前这种封装搭配方式常见于COB集成封装及大功率贴片式封装。此种封装优缺点和2.2种封装类似。所以很多厂家贴片式大功率的胶体用一定力气去撬的话,胶体易与支架脱离。
鉴于上述不同封装搭配的优缺点,最理想的封装形式是PPA/铝基板/陶瓷基板加硅胶封装形式,但又必须通过一定途径使硅胶与PPA/铝基板/陶瓷基板的结合能达到环氧树脂与PPA结合的强度。
3. 常见SMD胶体(硅胶)与支架结合问题。
   3.1 SMD灯珠在吸潮后再过回流焊容易造成硅胶胶体与PPA支架脱离,进而造成胶体拉断金线死灯
3.2长时间使用后,会出现轻微的胶体与PPA剥离,虽不会出现死灯,但会有隐患,如防水防支架功能区氧化方面。
3.3 如果全彩SMD灯珠使用硅胶封装,长时间使用后,胶体会慢慢出现跟PPA脱离现象,进而造成漏光,突然出现混色效果差,RGB三色不能混为一体成白光现象。
4.  SMD胶体与支架结合问题解决分析及观点
4.1物料材质的选择  PPA材质也分为很多种,有114,118,9T,HQ等籽料,而硅胶有甲基的苯基的,不同厂家的硅胶组分也有一定的差异。封装厂家评估物料时可以选择不同搭配来选择粘结性能更好的搭配。
4.2 通过改变支架结构和外形用物理方式加强胶体和支架的粘结
 
 
例如常规的TOP LED支架可以在支架碗杯边缘做一些小的改进。如图:
 

 


 图(1)为常规TOP LED碗杯侧视图,图(2)为改良型TOP LED碗杯侧视图
通过支架边缘增加倒脚的物理方式,使硅胶能更好的粘牢PPA支架。类似到大功率贴片式封装方式,陶瓷和铝板上边缘可以通过增加刻蚀小孔或小槽的方式。形如下图:

 

当然为了不漏胶,小孔或小槽可以刻为半通状态。提到支架设计时,SMD支架在针对日光灯管玉米灯之类的灯具应用时还可以考虑些如发光面积,增大出光效率之类。
 
4.3 PPA籽料及硅胶生产厂家通过化学方式,不改变其他性能条件下添加一些物质改变硅胶跟PPA的粘结强度,达到环氧树脂和PPA的粘结强度。目前有些硅胶厂家为了增加粘结强度,会在A或B组分上稍微改变氢硅油量,或改变组分或填其他物质。这种改变后的硅胶会出现非常浑浊状,不过确实对粘结强度有一定作用,也有通过增加硬度达到环氧树脂的硬度来提升粘结强度,如硅树脂。但从光衰,内应力等性能上,硅树脂达不到基于甲基的硅橡胶性能。
4.4 用同样的支架及硅胶,长时间使用后,全彩的或单色的比白光的胶体剥离情况要严重很多(初期都会粘结良好)。白光只是多了荧光粉而已,从这种现象可以看到,外部添加的固体颗粒也可以增加硅胶和PPA粘结性能,这种现象是否对硅胶生产厂家研发带来一定的帮助呢?
总结:
总之,为了各方面性能都达到最佳,封装厂家,以及硅胶,支架,PPA籽料生产厂家在胶体和支架粘结强度方面都还有很多细微方面的研究可做,同样拓展到整个封装工艺,封装外表看,貌似没多少技术而言,但真要做到最好做到更好,很多方面都值得技术人员的深入挖掘及研究。