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    中小功率TOP LED硅胶的选择


    表贴式LED,即TOP LED因其结构小巧、设计多样化、稳定性能好的优点近几年得到了大力的推广。而硅胶由于其应力小、高稳定性、耐高低温的性能在TOP LED上得到一致的认同。但近两年市场上反馈产品经常发现内部有发黑导致光衰,色温依稀甚至死灯等失效的问题。

           下面详细分析其中一案例3528在应用过程中支架发黑导致LED失效的原因:


            1.将3528功能区发黑样品解剖,发现黑化位于功能区表面及硅胶接合处;

            2.仔细观察底部PPA与硅胶接着面,硅胶与PPA杯壁接着面均无发黑现象;

            3.通过EDX、SEM元素分析,支架不发黑的部位不含硫,支架黑化现象部位硫含量约占2.24%;

            4.经EDX分析,PPA与硅胶接着面未发黑部位检测到Si、Ag、Cd元素。功能区发黑区域,发现有Si、S、Cu、Ag、Cd存在,推导Si为硅胶,Cu、Ag、Cd为支架材质及电镀层,S为封装后渗入物质。

            5.众所周知LED的物料,包括支架、PPA、晶片、荧光粉、胶水均为环保材质,并不含硫,判断此发黑现象为S从外界渗入与Ag发生反应生成黑色Ag2S导致。

           TOP LED支架的工艺结构为:C194铜材冲压--镀银--注塑PPA--折弯成型。因此TOP LED的密封性主要依靠支架抗渗透设计,硅胶密封性能。PPA:中文名称是“聚领苯二酰胺/聚酞酸脂”,英文名称是“Polyphthalamide”,是一种和尼龙相似结构的热塑性塑料。PPA塑料的热形温度高达300℃以上,连续使用温度可达170℃,能满足所需的短期和长期的热性能,它可以在宽广的温度范围内和高湿度环境中保持其优越的机械特性--强度、硬度,耐疲劳性及防火性。但PPA与支架为物理接合,其并不能达到所需的密封性能。因此选择合适的硅胶,是决定LED能达到相应品质要求的重要因素。

            硅胶的选择

           硅胶按其硫化温度,可分为高温(加热)固化型及室温固化型两类;按产品形态方式分为固体硅橡胶及液体硅橡胶两类;按照包装分类为单组分和双组分(即AB胶)按其交联反应机理可分为缩合反应型及加成反应型两类。按其交联反应后形态又可分为有硅橡胶、硅树脂弹性体及硅凝胶三类。LED常用的液体硅树脂为加热固化的加成型硅橡胶,硅树脂及硅凝胶。硅胶具有优异的耐高低温、耐候、耐臭氧、抗电弧、电气绝缘性能、耐某些化学品以及生理惰性是适合LED的,同时其透气透湿性能的存在给LED带来了隐患。那么如何选择在TOP LED应用的硅胶?

           我们以日本信越(ShinEtsu)的硅胶为例,探讨解决TOPLED防硫化的问题。信越有机硅在市场上的评价是高端品牌,也较早意识到支架硫化造成的异常,针对硫化其设计开发了SCR系列有机改性硅树脂,并验证了防硫化效果。

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