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高温尼龙一大应用领域:LED支架

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本文来源 | 艾邦高分子

 

LED是发光二极管(Light Emitting Diode)的简称,是一种可以将电能转化为光能的半导体器件。LED已经渗透到了我们生活中的每一个角落,路边的广告牌,手里拿的手机,汽车上的车灯、车载显示,家里的电视机、照明灯,等等,随处可见。

 

 
高温尼龙具有强度高、耐候、耐化学性好等特点,因此在LED领域被广泛用于制作LED的反射支架。
 

一、高温尼龙是LED支架主流材料

 

LED的封装形式多样,主要有引脚式封装、表面贴装封装(SMD)、多芯片集成封装( COB)、CSP芯片级封装等。其中SMD封装是目前照明和显示用 LED 的主要封装形式,以中小功率产品为主。
 

图  SMD LED 基本结构,木林森

 
SMD封装是以带有金属贴装焊盘的支架为载体进行的封装形式。其中支架是SMD LED器件的载体,起到聚光、反光的作用,提高亮度,保护芯片和电路。
 
SMD LED支架材料有:高温尼龙(PPA)、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(PCT)、环氧模塑料(EMC)和陶瓷等。根据材质耐光、热和湿度等性能的差异用于制作不同功率的LED器件。
 
表  PPA与PCT、EMC对比

材质

优点

缺点

应用范围/功率

PPA

耐高温、机械强度高,流动性好,可薄壁成型,成本低

易黄变,吸水率相对较高

主要集中在小功率:0.06~0.5W

PCT

低吸水率、耐黄变、耐高温、耐化学性

流动性差,成型较难;不耐水解;脆;

0.1~1.5W

EMC

耐高温、抗UV、耐黄变、通高电流

价格高

1~2.5w

 

PPA由于其本身成型周期短,强度高、耐热性及尺寸稳定性较好,成本相对较低的优点,目前在市场上相对PCT及EMC材料仍然占据主流地位。所采用的高温尼龙材料为吸水率低、耐高温、力学性能良好的PA10T、PA9T和PA6T共聚物等半芳香族聚酰胺。
 

二、LED支架对高温尼龙的要求

 

LED支架在制备过程中需要经历回流焊工艺等高温加工工艺,并在应用中被暴露于光和热中,因此,要求材料具有较高的热变形温度与熔点;而随着消费者需求的提高,LED灯珠尺寸更小,功率更大,LED支架向小尺寸和薄壁化方向发展。同时,为了提高生产效率、降低生产能耗,LED支架注塑成型朝着多模穴、冷模快速成型发展。
 

图  PA10T用于LED支架,金发科技

 
因此,LED支架对于高温尼龙材料性能要求更高,主要有:
1、高熔点,耐高温,可SMT。
2、优异的白度、光反射特性;
3、低吸水率,在潮湿环境中保持良好的尺寸稳定性;
4、耐黄变,黄变引起LED支架反射率下降,影响发光亮度和使用寿命;
5、与引线框架、封装树脂(硅树脂和环氧树脂)之间有良好的粘结性;
6、强度高、流动性好,可薄壁成型;
7、结晶速度快,在多模穴和冷模注塑条件下快速结晶,缩短成型周期;
8、低量挥发性物质,俗称“瓦斯气”,凝固附着在LED灯珠的金属电极和金属底座上造成缺陷,降低成品率。
 
近年来,LED产业快速发展,COB等封装技术新秀崛起,但从趋势来看,SMD仍是未来五年的封装主流形式,而高温尼龙材料是LED支架主要材质,仍然拥有极大的应用市场。

 

 



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