对于有机材料封装的UV LED,有机材料不仅受到芯片发出的紫外光照射,还会受到芯片产生的热量的影响。尤其是直接涂覆在芯片表面的有机材料,芯片表面的高热量以热传导的方式直接传递给有机材料,使得有机材料长时间处于高温工作状态。而高温会加速有机材料热老化,如果采用的有机材料的耐热性能差,极易出现黄化现象,严重的甚至会出现碳化(变黑)或开裂等异常。
如果器件长期处于开关或者高低温循环状态下,由于芯片与有机材料的热膨胀系数(CTE, Coefficient of Thermal Expansion)不匹配,芯片与有机材料的粘接处很容易产生剥离异常。黄化和剥离等异常都会降低器件的光输出和可靠性。
为考察有机材料与无机材料的耐热性能,将甲基硅胶、苯基硅胶和玻璃同时放入260℃的烤箱中进行烘烤。外观检查发现:苯基硅胶在烘烤第三天发现明显黄化,甲基硅胶在烘烤第七天尽管没有发现明显黄化但出现了裂纹异常,而玻璃无任何明显异常。
苯基硅胶的黄化是因为在高温和氧气环境下其支链的苯基被氧化,而甲基硅胶的开裂是因为高温导致断键。因为玻璃的主要成分是二氧化硅,其化学稳定性极好。可见,相比有机硅胶,玻璃的耐热性能具有非常大的优势。
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