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5050LED灯珠最新防硫技术,贴片LED灯珠防硫化

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5050LED灯珠最新防硫技术,贴片LED灯珠防硫化

发布日期:2017-12-09 作者:普朗克光电 点击:

行业现状:

  成本驱动模式,驱动着技术的发展,LED灯珠封装行业也离不开这个模式。LED行业下游应用不断推陈出新,推出瓦数更高、散热结构更小、成本更低的光源、灯具。这些产品在热处理上带来了极大的难题,同时也给LED灯珠提出了更苛刻的可靠性要求,特别是在防硫化、防氧化、防溴化。

  众所周知,LED亮度衰减是因为镀银层发黑造成。

  发黑,可以是硫化现象,指的是由于环境中的硫(S)元素在一定温度与湿度条件下,其中-2价的硫与+1价的银发生化学反应生成黑色Ag2 S的过程;

  也可以是氧化现象,指的是由于环境中的氧(O)元素在一定温度与湿度条件下,其中-2价的氧与+1价的银发生化学反应生成黑色Ag2 O的过程;

  也可以是溴化现象,指的是由于环境中的溴(Br)元素在一定温度与湿度条件下,其中-1价的溴与+1价的银发生化学反应生成浅黑色AgBr的过程。

  当然,其他的6A、7A族的元素同样有可能进入LED灯珠封装体内部致使镀银层变色而降低LED灯珠的亮度。

  解决方法

  那么,这些硫、氧、溴等物质是从哪里进入到LED灯珠封装体的内部与镀银层发生反应的,了解这个进入通道,对我们解决发黑问题有着决定性的意义。

  各种通道是否都能有效地阻断成为我们解决问题的关键。


图1

  有机硅、硅树脂(这里统称为硅胶)被普遍用来作为5050LED灯珠的封装胶,其具有一定的透湿透氧性,特别是在高温的环境下,硫、氧、溴等元素很容易穿透硅胶进入到LED灯珠封装体内部。

  业界采用的方法1:硬硅胶封装

  目前,大多数LED封装厂采用硬度更高的硅胶作为LED灯珠的封装胶材可以延缓发黑的时间,但硬度更高的硅胶带来的应力问题增加了LED灯珠封装体内部结构的可靠性风险。在热胀冷缩的情况下,LED灯珠内部的键合线容易被拉断导致功能性失效。然而,即便用了硬度更高的硅胶,硅胶的玻璃转移温度只有50~70℃,在高温状态下,硅胶的分子结构的间隙变大,硫、氧、溴等物质同样很容易便进入到LED封装体内部与镀银层发生反应。

图2

  业界采用的方法2:硅胶表面涂布有机阻气材料

  因此,也有不少LED封装厂仍然采用较软一点的硅胶,在LED灯珠封装体表面涂布一层有机阻气材料,在延缓发黑时间的同时,避免了硬度高的硅胶的应力问题。

图3

  不难看出,采用硬度更高的封装胶或表面涂布有机阻气材料,这两种解决发黑问题的方法都只是在胶体正面通道(1)做了改善,其他通道仍然没有阻断,硫、氧、溴等物质轻而易举的进入到LED灯珠封装体内部,这两种方法效果甚差。更甚者,涂布在LED灯珠表面,在后期的加工中,有机阻气层容易被磨损。同时,有机阻气材料长期在高温环境下容易降解、发生分子裂变而开裂,最终还是起不到有效的保护作用。

图4

  业界采用的方法3:镀银层涂布有机阻气材料

  由于贴片型的LED结构决定,(2)、(3)通道的阻隔难度相当大,这也是目前的LED封装行业的技术瓶颈。阻断通道,难上加难,要有效解决发黑问题,只能在镀银层表面做彻底的保护。部分LED封装厂在镀银层表面涂布有机阻气材料,即便未能通道未阻断,硫、氧、溴等物质进入LED封装体内部也无法与镀银层发生反应。

  图5

  然而,这种有机阻气材料的厚度和一致性较难掌控,重要的是有机材料长期在高温环境下容易降解,发生分子裂变,有机阻气层开裂,最终还是起不到很好的保护作用。

图6

  

  在解决发黑问题上采用先进、前沿、独特的PPL技术,在镀银层表面沉积一层无机物,该无机物具有优异的致密性,有效阻隔硫、氧、溴等物质与镀银层的反应。同时,其具有持久稳定的化学性能,在耐腐蚀、耐高温上有非常突出的表现,彻底解决硫化、氧化、溴化引起的发黑问题。采用本公司的PPL技术量产的产品在110℃高温条件下的硫化实验比普通产品的水平高出40%。

PPL解剖图

  不同防硫化方法防硫效果对比:

  高温老化实验对比:

  高温老化、硫化前后对比

  PPL技术,重新赋予了LED灯珠寿命长的特性,结合PPA、PCT注塑成型的支架载体所封装的LED灯珠在绝大多数的应用中可实现寿命(L70)长达50000小时以上,PPL技术将在更严苛的应用中大放异彩。

  2017年1月份,PPL无硫化产品解决方案在国内首家实现量产。推出的PPL无硫化工艺解决方案可以覆盖全系列SMD、SMC、EMC产品,可以彻底解决硫化问题,截止目前,已经申请3份发明专利。

  另外,EMC3030/5050/7070产品使用更广泛。在户外照明中,尤其是EMC5050产品,1W情况下可以达到光效240LM/W,结合PPL防硫技术,SMC封装,可靠性更高,SMC5050/7070产品会在户外产品应用中得到一个突飞猛进的增长。同时,也会广泛应用在大功率产品、汽车照明等领域。

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