绿色至善(II):弗洛里光电材料开发出环保型、适用于COB/大规模集成LED的防硫化涂层

硫化是LED器件的“癌症”,业界一直在为提高抗硫化能力而努力,以期达到更高的信赖性、可靠性和进一步提高光源的寿命。最近,弗洛里光电材料(苏州)有限公司,成功开发出适用于COB/大规模集成LED的水溶性防硫化涂层,可显著地提高COB/大规模集成LED器件的抗硫化能力(图1)。

2015年LEDinside曾经报道过弗洛里光电材料(苏州)有限公司自主开发的环保型、高防硫化性能的LED水溶液涂层C15。C15由于其在SMD器件上优异的抗硫化性能,已在LED封装领军企业获得认证并在产线上试产。

由于大功率LED器件功能区晶圆相对密集,C15因其溶液润湿性不足,局限了其在大规模集成上的运用。最近,弗洛里光电材料(苏州)有限公司,在维持高防硫化性能的基础上成功开发出铺展性强的LED涂层技术C16(图1)。

图1. 高防硫化性能的LED水溶性涂层技术:加速硫化实验结果(条件:硫粉80度16小时对比实验)。经过C16涂层处理过的LED支架展示了优异于未经过涂层处理的支架的抗硫化性能,经80度16小时硫化后无涂层的光衰42.42%,有涂层的光衰为11.75%。

LED作为第四代光源,具有节能(接近60%电光转化效率高)、绿色环保(LED是由无毒的材料构成)、安全、寿命长(理论值可达10万小时)等特点,目前被广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、照明等领域。 为了进一步提升半导体和LED行业的绿色环保优势,许多公司和机构纷纷投入巨资进行材料和工艺的改进,以期达到更加有利于人体健康和环境保护的效果。欧盟率先立法制定和实施了强制性标准RoHS,全称是《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》(Restriction of Hazardous Substances),该标准主要用于规范电子电气产品的材料及工艺标准。

因为工业的发展以及机车数量的增加,环境中充斥着大量废气。其中含有许多有害的成本,比如:固体悬浮颗粒,二氧化硫(SO2) 、硫化氢(H2S) 、以及微量的酚、醛、过氧化物等。对于大功率LED其使用环境多为硫化物含量较高的户外,如路灯、投光灯、隧道灯等等。因此,在无有效的防硫化保护措施下,使用在这些环境的LED经常会发生光效大幅度下降的问题。 LED业界一直在努力提高器件的抗硫化能力。当前除了通过提高苯基硅胶的防硫化性能之外,日本的国际大公司也推出了基于有机溶液的防硫化涂层。虽然其防硫化性能优异,但是由于有机溶剂含量超过95%,在使用过程中必须考虑防燃、防爆、对人体的危害和对环境的影响等。

秉承“绿色至善”的研发和生产宗旨,弗洛里光电材料自创建以来一直倾力于开发绿色环保的光电封装材料。C16是基于硅元素的高分子涂层,超过50%的成分是水,不仅能显著提高LED抗硫化性能,同时还能提高有机硅胶和支架的粘附力。此外,C16涂层具有优异的铺展性,是可以应用于COB/大规模集成LED器件上(图2 )的一款产品。



图2. C16应用于COB/大规模集成LED,可在功能区平铺成膜。

目前LED灯发光时大部分的能量转化成了热能,对于COB/大规模集成LED器件,这种高功率照明LED将会引起严重的发热问题。因此所选用的防硫化产品对耐高温性有一定的需求。C16在180℃以及200℃具有较为优异的抗老化性能(图3)。


 
图3.C16运用于COB/大规模集成LED在180℃以及200℃下9h的老化情况。

记者同时了解到弗洛里光电材料已通过自主研发开发出多款LED有机硅封装材料,包括耐高温的普通折光率LED有机硅封装胶A系列、抗硫化的高折光率LED有机硅封装胶H系列、沉淀胶系列(高折H30;低折A06)、耐紫外UV-LED有机硅封装胶U系列、LED灯丝胶F系列、CSP LED封装用印刷胶WP系列和胶膜PF系列以及IC卡封装用纳米透明UV胶EN系列。其优秀的性能和品质受到广大客户的热烈欢迎并成为热门销售产品,已申请并授权多项中国专利和商标。在后续的报道中,将陆续推出弗洛里光电材料(苏州)有限公司其他的光电材料改进成果和颠覆性创新技术。


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