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5050LED燈珠最新防硫技術,貼片LED燈珠防硫化

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5050LED燈珠最新防硫技術,貼片LED燈珠防硫化

發布日期:2017-12-09 作者:普朗克光電 點擊:

行業現狀:

  成本驅動模式,驅動著技術的發展,LED燈珠封裝行業也離不開這個模式。LED行業下游應用不斷推陳出新,推出瓦數更高、散熱結構更小、成本更低的光源、燈具。這些產品在熱處理上帶來了極大的難題,同時也給LED燈珠提出了更苛刻的可靠性要求,特別是在防硫化、防氧化、防溴化。

fg美人捕鱼  眾所周知,LED亮度衰減是因為鍍銀層發黑造成。

  發黑,可以是硫化現象,指的是由于環境中的硫(S)元素在一定溫度與濕度條件下,其中-2價的硫與+1價的銀發生化學反應生成黑色Ag2 S的過程;

  也可以是氧化現象,指的是由于環境中的氧(O)元素在一定溫度與濕度條件下,其中-2價的氧與+1價的銀發生化學反應生成黑色Ag2 O的過程;

  也可以是溴化現象,指的是由于環境中的溴(Br)元素在一定溫度與濕度條件下,其中-1價的溴與+1價的銀發生化學反應生成淺黑色AgBr的過程。

fg美人捕鱼  當然,其他的6A、7A族的元素同樣有可能進入LED燈珠封裝體內部致使鍍銀層變色而降低LED燈珠的亮度。

  解決方法

  那么,這些硫、氧、溴等物質是從哪里進入到LED燈珠封裝體的內部與鍍銀層發生反應的,了解這個進入通道,對我們解決發黑問題有著決定性的意義。

  各種通道是否都能有效地阻斷成為我們解決問題的關鍵。


圖1

  有機硅、硅樹脂(這里統稱為硅膠)被普遍用來作為5050LED燈珠的封裝膠,其具有一定的透濕透氧性,特別是在高溫的環境下,硫、氧、溴等元素很容易穿透硅膠進入到LED燈珠封裝體內部。

  業界采用的方法1:硬硅膠封裝

  目前,大多數LED封裝廠采用硬度更高的硅膠作為LED燈珠的封裝膠材可以延緩發黑的時間,但硬度更高的硅膠帶來的應力問題增加了LED燈珠封裝體內部結構的可靠性風險。在熱脹冷縮的情況下,LED燈珠內部的鍵合線容易被拉斷導致功能性失效。然而,即便用了硬度更高的硅膠,硅膠的玻璃轉移溫度只有50~70℃,在高溫狀態下,硅膠的分子結構的間隙變大,硫、氧、溴等物質同樣很容易便進入到LED封裝體內部與鍍銀層發生反應。

圖2

  業界采用的方法2:硅膠表面涂布有機阻氣材料

  因此,也有不少LED封裝廠仍然采用較軟一點的硅膠,在LED燈珠封裝體表面涂布一層有機阻氣材料,在延緩發黑時間的同時,避免了硬度高的硅膠的應力問題。

圖3

  不難看出,采用硬度更高的封裝膠或表面涂布有機阻氣材料,這兩種解決發黑問題的方法都只是在膠體正面通道(1)做了改善,其他通道仍然沒有阻斷,硫、氧、溴等物質輕而易舉的進入到LED燈珠封裝體內部,這兩種方法效果甚差。更甚者,涂布在LED燈珠表面,在后期的加工中,有機阻氣層容易被磨損。同時,有機阻氣材料長期在高溫環境下容易降解、發生分子裂變而開裂,最終還是起不到有效的保護作用。

圖4

  業界采用的方法3:鍍銀層涂布有機阻氣材料

  由于貼片型的LED結構決定,(2)、(3)通道的阻隔難度相當大,這也是目前的LED封裝行業的技術瓶頸。阻斷通道,難上加難,要有效解決發黑問題,只能在鍍銀層表面做徹底的保護。部分LED封裝廠在鍍銀層表面涂布有機阻氣材料,即便未能通道未阻斷,硫、氧、溴等物質進入LED封裝體內部也無法與鍍銀層發生反應。

  圖5

  然而,這種有機阻氣材料的厚度和一致性較難掌控,重要的是有機材料長期在高溫環境下容易降解,發生分子裂變,有機阻氣層開裂,最終還是起不到很好的保護作用。

圖6

  

  在解決發黑問題上采用先進、前沿、獨特的PPL技術,在鍍銀層表面沉積一層無機物,該無機物具有優異的致密性,有效阻隔硫、氧、溴等物質與鍍銀層的反應。同時,其具有持久穩定的化學性能,在耐腐蝕、耐高溫上有非常突出的表現,徹底解決硫化、氧化、溴化引起的發黑問題。采用本公司的PPL技術量產的產品在110℃高溫條件下的硫化實驗比普通產品的水平高出40%。

PPL解剖圖

  不同防硫化方法防硫效果對比:

  高溫老化實驗對比:

  高溫老化、硫化前后對比

  PPL技術,重新賦予了LED燈珠壽命長的特性,結合PPA、PCT注塑成型的支架載體所封裝的LED燈珠在絕大多數的應用中可實現壽命(L70)長達50000小時以上,PPL技術將在更嚴苛的應用中大放異彩。

  2017年1月份,PPL無硫化產品解決方案在國內首家實現量產。推出的PPL無硫化工藝解決方案可以覆蓋全系列SMD、SMC、EMC產品,可以徹底解決硫化問題,截止目前,已經申請3份發明專利。

  另外,EMC3030/5050/7070產品使用更廣泛。在戶外照明中,尤其是EMC5050產品,1W情況下可以達到光效240LM/W,結合PPL防硫技術,SMC封裝,可靠性更高,SMC5050/7070產品會在戶外產品應用中得到一個突飛猛進的增長。同時,也會廣泛應用在大功率產品、汽車照明等領域。

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