LED燈絲膠是雙組分有機矽加成熱固化LED燈絲封裝矽膠，用於新興的360度全周發光LED球泡燈的燈絲封裝過程。
基本介紹
- 中文名：LED燈絲膠
- 外文名：LED-Filament Encapsulating Silicon Rubber
- 外觀：無色透明液體
- 25度混合粘度：10000-15000
- 可操作時間：<24h@ 25oC
- 配比：1：1
- 固化條件：100oC 1h + 150oC 3h
- 硬度：80A
- 折光率：1.46
- 透光率450nm：99%
- 透濕率：<0.01%
- 循環冷熱衝擊：200次
- 高溫烘烤：500h不開裂，不發慌
- 1000H光衰：<8%
- 拉伸強度：>3.5 M Pa
- 體積電阻率：1.0×10/15 歐.cm
- 熱膨脹係數：280CTE (ppm/oC)
簡介,技術背景,組份性能,產品優勢,
簡介
LED燈絲封裝與傳統的PLCC式單科LED封裝形式不同，採用尺寸約為40mm(L)*1.0mm(W)*0.5mm(T)的玻璃絲為基板，串聯數十顆0.02WLED晶片，用混有螢光粉的有機矽膠包封而成。一個球泡燈通常串並兩-四條這樣的燈絲，像傳統白熾燈的發光鎢絲一樣被固定在球泡燈中心，可實現360度全周發光。
LED燈絲的封裝工藝，業界廠家仍在探索實踐不同的方案，其中直接點膠方式由於簡便易行，為多家廠商所採用。點膠套用的燈絲膠與傳統LED封裝的灌封膠流動性質完全不同，要求點膠後即時定型，預烘烤60-80攝氏度時無形變，直至固化完全而保持初始點膠尺寸外型。
技術背景
燈絲廠家為提高生產效率，一般採用整塊玻璃基板集中陣列Bonding LED晶片，點膠後分條切割(Slitting)成單條燈絲。燈絲基板由於空間所限及360度全周發光需要。
既不能像COB一樣為每顆LED晶片點圍壩膠、也不能像PLCC一樣預鑄PPA或EMC反射杯，普通封裝矽膠即便黏度再高也會點膠後流動形變，無法包封住凸起的晶片。燈絲LED如果採用點膠工藝，必須要求封裝膠點膠後立即凝固保型，同時在預烘烤溫度(60-80)和固化溫度(130-160)下仍舊維持不變形。
滿足這種要求的封裝膠水在材料學上體現為高觸變性(Thixotropy)[2]，即高剪下力施加時(點膠時)可像普通流體一樣流動，而剪下撤離後(點膠完成)立即像固體一樣停止流動。材料界一般採用在普通膠水中添加觸變劑[3](觸變性填料)而獲得觸變性能。觸變性能(TI值)與高分子材料流動性能、觸變劑的添加量、觸變劑的粒子尺寸、觸變劑在膠水中的分散程度有關，均一性與一致性是配製觸變材料控制的難點。再有，LED封裝套用要求封裝膠水不能因添加一定量的觸變填料而過多損失透光率，一般透光率要求保持在80%以上。
組份性能
LED燈絲膠，即為LED燈絲點膠工藝設計的高觸變雙組分有機矽加成固化封裝材料。簡單組成為，A組分：乙烯基矽油、高觸變填料、對玻璃基板粘結改善劑等；B組分：含氫矽油、加成反應催化劑、消泡劑、固化速度調節劑等。A、B組分按1：1或廠商指定比例混合後，經真空脫泡、點膠、預烘烤固化、長烤固化，完成封裝過程。A組分中矽膠與觸變填料的分散是燈絲膠性能保證的關鍵點。
氣相白炭黑及納米二氧化矽[4]可用於LED封裝膠的觸變性調節，許多燈絲LED生產廠家在封裝試製過程中使用普通封裝矽膠與觸變粉(相當於膠水重量比15-25%)混合調製製成燈絲膠，但遇到諸多問題。
（1）混合均一性問題：高觸變材料僅在高速剪下條件下才能流動，所以當觸變粉添加到一定量時，攪拌混合效率下降，觸變粉難以被“吃”進膠體內部並形成均一的混合物。
（2）一致性問題：氣相白炭黑及納米二氧化矽自身易團聚，在不同剪下力以及混合後靜置時間作用下局部發生不同程度的團聚使混合物不能保證較高一致性。
（3）透過率降低問題：由於普通攪拌過程的分散效率低，添加15%以上質量分數的觸變粉後，膠體透過率往往降低到70%以下，影響燈泡的發光效果。
所以矽膠生產廠商通過對觸變粉的粒徑控制、粉料表面處理、混合分散工藝控制等關鍵管控，開發出即時成型且透過率80%以上的預分散高觸變封裝矽膠，形成燈絲膠的新材料分支。
LED燈絲膠的基本指標：
觸變性：點膠後即時成型、室溫及烘烤溫度條件下形變率<2%
固化後光透過率：>80%
固化後硬度：shoreA 70以上
冷熱衝擊（-40℃*30minà100℃*30min300循環）：無失效
高溫老化（80℃*1000hr）：光衰5%以內
產品優勢
LED燈絲膠的優勢預分散的即時成型LED燈絲膠，可為採用點膠工藝實現燈絲LED生產提供以下價值：
一、觸變效果顯著且穩定一致
二、高透過率
三、以材料特性實現最簡單、最低成本的LED燈絲製造工藝
天津德高化成（TECORE SYNCHEM）最新發布的一次成型矽膠Opsil SG-4702，有效幫助LED燈絲的包封固型，以絕佳的成型能力和流平性能解決LED封裝燈絲的固型系列問題。多個廠商的線上測試表明：OpsilSG-4702的“即時成型（instant forming）”技術大大提高了LED燈絲製造的工序能力和製造效率，同時滿足LED燈具高可靠性、高光通量的需求，使這種新型LED燈具的工業化生產成為可能。
