環(huán)氧樹脂A 和B 以及有機硅樹脂A 和B 在封裝波長為395 nm和375
nm 的LED 芯片時的老化情況 。實驗中, 每個LED的樹脂涂層厚度均為2 mm。可以看到,
環(huán)氧樹脂材料耐紫外光輻射性能都較差, 連續(xù)工作時, 紫外LED輸出光功率迅速衰減, 100 h
后輸出光功率均下降到初始的50% 以下; 200 h 后,
LED
的輸出光功率已經非常微弱。對于脂環(huán)族的環(huán)氧樹脂B, 在375
nm 的紫外光照射下衰減比395 nm時要快,
說明對紫外光波長較為敏感, 由于375
nm的紫外光光子能量較大, 破壞也更為嚴重。雙酚類的環(huán)氧樹脂A
在375 nm 和395 nm 的紫外光照射下都迅速衰減,
衰減速度基本一致。盡管雙酚類的環(huán)氧樹脂A 在375 nm和395
nm時的光透過率要略高于脂環(huán)族類的環(huán)氧樹脂B,
但是由于環(huán)氧樹脂A 含有苯環(huán)結構,
因此在紫外光持續(xù)照射時,衰減要比環(huán)氧樹脂B 要快。
盡管雙酚類的環(huán)氧樹脂A 在375 nm和395 nm時的光透過率要略高于脂環(huán)族類的環(huán)氧樹脂B, 但是由于環(huán)氧樹脂A
含有苯環(huán)結構, 因此在紫外光持續(xù)照射時,衰減要比環(huán)氧樹脂B
要快。測量老化前后LED芯片的光功率, 發(fā)現老化后LED
的光功率基本上沒有衰減。這說明,
光功率的衰減主要是由紫外光對環(huán)氧樹脂的破壞引起的。環(huán)氧樹脂是高分子材料,
在紫外線的照射下, 高分子吸收紫外光子,紫外光子光子能量較大,
能夠打開高分子間的鍵鏈。因此, 在持續(xù)的紫外光照射下,
環(huán)氧樹脂的主鏈慢慢被破壞, 導致主鏈降解, 發(fā)生了光降解反應,
性質發(fā)生了變化。實驗表明, 環(huán)氧樹脂不適合用于波長小于380
nm的紫外LED芯片的封裝。相對環(huán)氧樹脂,
硅樹脂表現出了良好的耐紫外光特性。經過近1 500 h 老化后,
LED輸出光功率雖然有不同程度的衰減, 但是仍維持在85%以上,
衰減低于15%。這可能與硅樹脂和環(huán)氧樹脂間的結構差異有關。硅樹脂的主要結構包括Si
和O, 主鏈Si-O-Si 是無機的, 而且具有較高的鍵能;
而環(huán)氧樹脂的主鏈主要是C-C 或C-O,
鍵能低于Si-O。由于鍵能較高, 硅樹脂的性能相對要穩(wěn)定。因此,
硅樹脂具有良好的耐紫外光特性。
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